原子物理学课件第7章原子壳层结构.ppt

第七章 原子的壳层结构 第一节 元素性质的周期性变化 一、元素周期表概况 1、元素顺序（1869年） （1）最初按原子量排列 ：不完善 （2）后来按原子序数排列：完善，性质呈周期性 2、元素数目 最初：63种； 现在：119种； 二、元素性质的周期性 1、化学性质呈周期性 2、物理性质呈周期性 （1）光谱结构呈周期性：同竖行中的元素光谱结构相似 （2）电离能呈周期性 （3）其他物理性质呈周期性(原子体积等） 192自然界， 93119人工 （宏观性质） 第二节 原子的电子壳层结构 宏观性质周期性 微观周期性 一、描述一个电子状态的量子数 1、强磁场下 2、弱磁场下 电子状态排列周期性 强磁场下，电子的轨道运动和自旋运动分别 对外磁场取向量子化。 弱磁场下，电子自旋与轨道运动角动量耦合 ，形成总角动量，在外磁场中取向量子化 二、电子的壳层分布 主壳层具有相同n的那些状态上的电子构成一主壳层。 n= 1, 2, 3, 4 K, L, M, N 次壳层 n l 相同的那些状态的电子构成一次壳层。 一个主壳层中含n个支壳层。 1.强磁场 2、弱磁场下 3.无磁场时，结论不变 （共10个） （共18个） 总结 1、支壳层 最多可容纳 个电子。 2、主壳层 3、闭合壳层支壳层满 个， = 2n2 主壳层满 2n2 个。 最多可容纳 2n2 个电子。 第三节 原子基态的电子组态及原子态 一、基态电子填充规则 1、遵从泡利原理 2、遵从能量最低原理 -莫色勒定律： （1）等电子体系 （2) 莫色勒定律 1）能量无交叉 2）能量有交叉 n=1 n=3 n=2 碱 ： 类 Li： 作用： 确定能量高低，Tn最大En最小 经验规则： 5g 1S 2S 3S 4S 5S 2P 3P 4P 3d 4d 5P5d 4f 5f 0 1 2 3 4 1 2 3 4 5 二、基态原子态确定规则 1、根据泡利原理确定物理上允许的原子态 2、根据洪特定则确定原子态的能级次序 （1）S大为最低。 （2）S一定，L大为最低。 （3）L、S一定 J正常：同科电子数 三、原子基态时电子组态及原子态 1、第一周期的元素 H -1S-2S1/2 -1S0 H ; He 2. 第二周期元素：从LiNe 确定基态原子S值的方法： 1）支壳层电子不超过半满，所有电子自旋取向相互平行 2）超过半满，则半满个电子自旋取向平行，超过半满的电 子自旋取向相反。 保证不违反泡利原理的前提下，S取值最大。 求基态原子L值的方法： 使未满支壳层电子的ml值按l,l-1,-l,l,顺序取值 保证不违反泡利原理的前提下，L取最大值。 确定基态原子J值的方法 按LS耦合计算J值，并判断正常或倒转次序 注：电子数半满以上的轨道，具有倒转次序 电子数少于半满的轨道，具有正常次序 轨道图 3. 第3周期Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、Ar(1118) 闭合(空3d) 4、第4周期：KSc_ Ni Cu Zn GaK r 过渡元素 性质相似。 -2S1/2 闭合(空4d 4f ) 5、第5周期，与以上相似 6、第6周期 （5556）（稀土）（7278）（7980）（8186） 先 6s4f5d6s6p 7、第7周期 钫7S锕6d5f （8788）（8990）（91103） 5S1 5S2 4d14d8 5S15S2 5P15P6 铷Rb- 总结规律 （1）电子每进入一个新主壳层，一个新周期开始。 （2）每当各支壳层闭合时，原子基态原子态为： 推论（1