結(jié)構(gòu)工程師基礎(chǔ)知識輔導(dǎo):核外電子的運(yùn)動

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原子結(jié)構(gòu)
    1.核外電子的運(yùn)動特性
    核外電子運(yùn)動具有能量量子化、波粒二象性和統(tǒng)計性的特征,不能用經(jīng)典的牛頓力學(xué)來描述核外電子的運(yùn)動狀態(tài)。
    2.核外電子的運(yùn)動規(guī)律的描述
    由于微觀粒子具有波的特性,所以在量子力學(xué)中用波函數(shù)Ψ來描述核外電子的運(yùn)動狀態(tài),以代替經(jīng)典力學(xué)中的原子軌道概念。
    (1)波函數(shù)Ψ(原子軌道):用空間坐標(biāo)來描寫波的數(shù)學(xué)函數(shù)式,以表征原子中電子的運(yùn)動狀態(tài)。
    一個確定的波函數(shù)Ψ,稱為一個原子軌道。
    (2)概率密度(幾率密度):Ψ2表示微觀粒子在空間某位置單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率即概率密度。
    (3)電子云:用黑點(diǎn)疏密的程度描述原子核外電子出現(xiàn)的概率密度(Ψ2)分布規(guī)律的圖形。黑點(diǎn)較密的地方,表示電子出現(xiàn)的概率密度較大,單位體積內(nèi)電子出現(xiàn)的機(jī)會較多。
    (4)四個量子數(shù):波函數(shù)Ψ由n.l.m三個量子數(shù)決定,
    三個量子數(shù)取值相互制約:
    1)主量子數(shù)n的物理意義:
    n的取值:n=1,2,3,4……∞,
    意義:表示核外的電子層數(shù)并確定電子到核的平均距離;確定單電子原子的電子運(yùn)動的能量。
    n = 1,2,3,4,……∞,對應(yīng)于電子層K,L,M,N,···
    具有相同n值的原子軌道稱為處于同一電子層。
    2)角量子數(shù)ι:
    ι的取值:受n的限制,ι= 0,1,2……n-1(n個)。
    意義:表示亞層,確定原子軌道的形狀;對于多電子原子,與n共同確定原子軌道的能量?!?BR>    ι的取值:1,2,3,4
    電子亞層:s,p,d,f……
    軌道形狀:球形紡錘形梅花形復(fù)雜
    圖3-1
    3)磁量子數(shù)m:
    m的取值:受ι的限制,m=0,±1,±2……±ι(2ι+1個)。
    意義:確定原子軌道的空間取向。
    ι=0,m=0,s軌道空間取向?yàn)?;
    ι=1,m=0,±1,p軌道空間取向?yàn)?;
    ι=2,m=0,±1,±2,d軌道空間取向?yàn)?;
    ……
    n,ι相同的軌道稱為等價軌道。