原子結(jié)構(gòu)-多電子原子課件

原子結(jié)構(gòu)-多電子原子

結(jié)構(gòu)化學(xué)——第二章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)2.4多電子原子的結(jié)構(gòu)多電子的薛定諤方程中心力場和單電子近似原子軌道能核外電子的排布原則He原子2.4.1多電子原子中Schr?dinger方程N個電子的動能總和核－電子靜電吸引位能

電子間的相互排斥位能2.4.2單電子近似模型電子1的運動狀態(tài)電子2的概率分布電子2對電子1的平均排斥勢能電子2對電子1的排斥勢能每個單電子都有一個單電子方程單電子近似(軌道近似，電子獨立運動模型)2.4.3中心力場模型若將電子i受到的電子排斥勢近似為球形對稱的，則勢能算符簡單化。單電子i是在正負電場疊加后所形成的平均球形勢場中運動。屏蔽常數(shù)有效核電荷數(shù)原子軌道能Θ(θ)方程Φ(φ)方程R(r)方程2.4.3原子軌道能可從屏蔽常數(shù)的估算規(guī)則算出和原子軌道能Ei有效核電荷數(shù)徐光憲和趙若莊估算方法(1)原子軌道能n*為有效主量子數(shù)主量子數(shù)n1234567有效主量子數(shù)n*1.002.002.602.853.003.053.30屏蔽常數(shù)的估算規(guī)則b)同層電子，nd,nf對于同層ns,np的屏蔽常數(shù)，nf對于同層nd的屏蔽常數(shù)(2)屏蔽常數(shù)a)主量子數(shù)大于n的各個電子對電子i的屏蔽常數(shù)為零被屏蔽電子i()

屏蔽電子nsnpnpnp’nfns0.300.250.230.000.00np0.350.310.290.000.00np’0.410.370.310.000.00nd1.001.001.000.350.00nf1.001.001.001.000.39同殼層電子間的屏蔽作用被屏蔽電子i

()

屏蔽電子(n-1)s(n-1)p(n-1)d

(n-1)fns1.000.900.930.86np1.000.970.980.90nd1.001.001.000.94nf1.001.001.001.00(n-1)層電子對n層電子的屏蔽作用c)主量子數(shù)等于(n-1)的各電子，對于n層i電子屏蔽常數(shù)均接近于1.0d)主量子數(shù)等于(n-2)的各電子，對于n層i電子屏蔽常數(shù)均接近于1.0例試計算鋁原子中3p1電子的軌道能1s2電子對3p1電子的屏蔽常數(shù)s1s為1.00，2s2對3p1的s2s是1.00，2p6對3p1的s2p是0.97，3s2電子對3p1電子的s3s是0.35．因此所有內(nèi)層電子對3p1的總屏蔽常數(shù)s為1).外層電子對內(nèi)層電子屏蔽作用較?。?).內(nèi)層電子對外層電子屏蔽作用較大；3).同層電子l大的屏蔽作用小。屏蔽效應(yīng)的影響因素：電子在一定程度上又能部分地避開其余電子的屏蔽，鉆到近核區(qū)感受到較大的核電荷，使能量降低的效應(yīng)。鉆穿效應(yīng)屏蔽效應(yīng)影響原子軌道能的因素第i

個電子受到其余電子的排斥，相當(dāng)于有σi電子在原子中心之相互排斥，抵消了σi個原子核正電荷的作用，像是有一定屏蔽作用。原子軌道能級與量子數(shù)的定性關(guān)系

3).當(dāng)n和l都不相同時，徐光憲總結(jié)了如下規(guī)則a)對于原子的外層電子,(n+0.7l)越大，能量越高b)對離子的外層電子，有(n+0.4l)越大，軌道能級越高

1).當(dāng)l相同時，n越大，軌道能量越高1s<2s<3s<4s……2p<3p<4p<5p……2).當(dāng)n相同時，l越大，軌道能量越高

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