四個量子數(shù)精編版

1、最新資料推薦51-4.四個量子數(shù) 1.主量子數(shù)n描述原子中電子出現(xiàn)幾率最大區(qū)域離核的遠近（電子層數(shù)）;決定電子能量高低。取值：n=12345 6電子層符號KL MNOP對于氫原子其能量高低取決于n13.6eV但對于多電子原子，電子的能量除受電子層影響，還因原子軌道形狀不同而異,（即受角量子數(shù)影響）（2）角量子數(shù)I,它決定了原子軌道或電子云的形狀或表示電子亞層（同一 意義：在多電子原子中，角量子數(shù)與主量子數(shù)一起決定電子的能量。之所以稱I為角量子數(shù)，是因為它與電子運動的角動量M有關(guān)。n層中不同分層）2兀如M=0時，說明原子中電子運動情況同角度無關(guān)，即原子軌道或電子云形狀是球形對稱的。.角量子數(shù)，I

2、只能取一定數(shù)值l = 01234（n-1）電子亞層spdfg說明M是量子化的，具體物理意義是：電子云（或原子軌道）有幾種固定形狀，不是任意 的。如：球形對稱第一電子層第二電子層第三電子層 依此類推。見P啞鈴形僅有 I s有2s,花瓣形 180 , 90棒錘形 電子，（l =0）2p 電子（I =0, 1 ）有 3s, 3p, 3d 電子 (l =0, 1,2 ) p76 表 3-2.對H和類氫離子來說:E1sv E2sv E3sv E4sE4s= E4p= E4d = E4f但對多電子原子來說：存在著電子之間的相互作用, 一般應(yīng)為：n相同，I不同時，其能量也不相等。Ensv Enp v End

3、 v Enf也就是說：同一電子層上不同亞層能量也不相同，或說同一電子層上有不同能級 2s, 2p又稱能級。線狀光譜在外加強磁場的作用下能發(fā)生分裂，顯示出微小的能量差別，即，3個2p軌道,或同是5個d軌道，還會出現(xiàn)能量不同的現(xiàn)象，由此現(xiàn)象可推知，某種形狀的原子軌道，可以在空間取不同的伸展方向， 而得到幾個空間取向不同的原子軌道， 各個原子軌道能量稍有 差別。（3）磁量子數(shù)m決定波函數(shù)（原子軌道）或電子云在空間的伸展方向，決定角動量在空間的給定方向上的 分量大小。m 取值：m=0, ± 1,± 2,± 3±I例：n=2, I = 0, 1 m = 0,

4、77; 12px, 2py, 2pz 三種情況三個軌道的能量是相等的（簡并軌道），但在外磁場作用下， 可發(fā)生分裂，出現(xiàn)微小的能量差別。以上2px, 2py, 2pz，我們稱為三個原子軌道。即代表核外電子的三種運動狀態(tài)，例 如2pz表示，核外電子處于第二電子層，是啞鈴形，沿z軸方向分布，由此可深刻理解三個量子數(shù)n, I, m決定核外電子的一種空間運動狀態(tài)。注意：m=0,表示一種狀態(tài)。對 s電子來講，僅一種球形對稱的電子云，對其它電子來說， 習(xí)慣上把m=0，規(guī)定為z軸方向分布M 2 = m2磁量子數(shù)m與角量子數(shù)I的關(guān)系lm空間運動狀態(tài)數(shù)00s軌道一種1+1，0, -1p軌道三種2+2，+1, 0,

5、 -1, -2d軌道五種3+3, +2 , +1, 0,-1, -2,-3f軌道七種（4）自旋量子數(shù)msms = 一1/2,表示同一軌道中電子的二種自旋狀態(tài)ms稱自旋量子數(shù)取值：ms=± 1/2,即僅有兩種運動狀態(tài)。（fj）用分辨力較強的光譜儀觀察氫原子光譜，發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)譜線是由靠得很近的兩條譜線組成的。這是因為同一空間運動狀態(tài)，即同一軌道中，可能有兩種電子運動狀態(tài)，即電子還有自身旋轉(zhuǎn)運動，（類似于地球繞太陽轉(zhuǎn)，自轉(zhuǎn)）其自旋角動量沿外磁場方向的分量為：Ms = ms綜上所述，若描述核電子數(shù)之間的關(guān)系是P79表3-3綜合所述，若描述核電子的運動狀態(tài)，需要四個量子數(shù)，即，n, I, m,

6、 ms。注意：n, l, m可描述核外電子的一種空間運動狀態(tài)，即一個原子軌道.每個原子軌道中能容納兩個自旋相反的電子。電子層，分層,原子軌道,運動狀態(tài)同量子數(shù)之間的關(guān)系見P79表3-3要求、理解、掌握!*小結(jié)*主量子數(shù)n氫原子核外電子能量值決定于主量子數(shù)-2.179X10-18En2Jn角量子數(shù)I物理意義：表示原子軌道或電子云的形狀；表示同電子層中具有不同狀態(tài)的亞層； 多電子原子中電子的能量決定于主量子數(shù) n和角量子數(shù)I。取值范圍：1=0,1,2,3門/ 取值數(shù)目=n值角量子數(shù)1-01角量子數(shù)與電子亞層、軌道形狀的對應(yīng)關(guān)系角量子數(shù)01234-亞層符號spdfg-軌道形狀球形啞鈴型花瓣型-主量子

7、數(shù)與角量子數(shù)的關(guān)系n1234電子層KLMNI00 10 1 20123亞層1s2s 2p3s 3p 3d4s 4p 4d 4f磁量子數(shù)m物理意義：表示原子軌道或電子云在空間的伸展方向。磁量子數(shù)與能量無關(guān)取值范圍：m = 0, ± 1,± 2, ± I取值數(shù)目=2I+1同一亞層（n,l相同），原子軌道能量相同，稱為等價軌道或簡并軌道。P、d、f分別有3、5、7個等價軌道n=2l=1: E2px=E2px=E2px在第n個主層上，有n2個軌道（波函數(shù)） l,m取值與軌道名稱的關(guān)系lm軌道名稱軌道符號亞層軌道數(shù)00s屮s110± 1PzPx，Py屮PzPx，P

8、y30 ± 1dz2dz22dxz , d yzd xz 'd yz5± 2dxy，dx2 _y2dxy，dx2 z2自旋量子數(shù)ms物理意義：表示電子運動的自旋方向 自旋只有兩個方向：順時針、逆時針 同一軌道只能容納兩個自旋相反的電子1ms*s 2ms+ 1/2-1/2自旋方向順時針逆時針箭頭示意量子數(shù)小結(jié)1*原子軌道是由三個量子數(shù) n,l,m確定的電子運動區(qū)域，原子中每個電子的運動狀態(tài)用 四個量子數(shù)n、I、m、ms描述，四個量子數(shù)確定之后，電子在核外空間的運動狀態(tài) 也就確定了。泡利不相容原理：在同一原子中，不可能有四個量子數(shù)完全相同的兩個電子；即同 一原子中無狀態(tài)相同的電子。n個主層電子層最大容量原理：同一軌道上只能容納兩個自旋方向相反的