结构化学：第2章 原子结构-多电子原子_第1页
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文档简介

1、原子的结构与性质,第二章,结构化学 第一章量子力学原理,结构化学 第二章 原子结构与性质,2.4 多电子原子的结构,多电子的薛定谔方程 中心力场和单电子近似 原子轨道能 核外电子的排布原则,He原子,2.4.1 多电子原子中Schrdinger方程,N个电子的动能总和,核电子静电吸引位能,电子间的相互排斥位能,2.4.2 单电子近似模型,电子1的运动状态,电子2的概率分布,电子2对电子1的平均排斥势能,电子2对电子1的排斥势能,每个单电子都有一个单电子方程,单电子近似(轨道近似，电子独立运动模型,2.4.3 中心力场模型,若将电子i受到的电子排斥势近似为球形对称的，则势能算符简单化,单电子i是

2、在正负电场叠加后所形成的平均球形势场中运动,屏蔽常数,有效核电荷数,原子轨道能,方程,方程,R(r)方程,2.4.3 原子轨道能,可从屏蔽常数的估算规则算出和原子轨道能Ei,有效核电荷数,徐光宪和赵若庄估算方法,1) 原子轨道能,n*为有效主量子数,屏蔽常数的估算规则,b)同层电子，nd,nf对于同层ns,np的屏蔽常数 ，nf对于同层nd的屏蔽常数,2) 屏蔽常数,a)主量子数大于n的各个电子对电子i的屏蔽常数为零,同壳层电子间的屏蔽作用,n-1)层电子对n层电子的屏蔽作用,c) 主量子数等于(n-1)的各电子，对于n层i电子屏蔽常数均接近于1.0,d) 主量子数等于(n-2)的各电子，对于

3、n层i电子屏蔽常数均接近于1.0,例 试计算铝原子中3p1电子的轨道能,1s2电子对3p1电子的屏蔽常数s1s为1.00，2s2对3p1的s2s是1.00，2p6对3p1的s2p是0.97，3s2电子对3p1电子的s3s是0.35因此所有内层电子对3p1的总屏蔽常数s为,1). 外层电子对内层电子屏蔽作用较小； 2). 内层电子对外层电子屏蔽作用较大； 3). 同层电子l 大的屏蔽作用小,屏蔽效应的影响因素,电子在一定程度上又能部分地避开其余电子的屏蔽，钻到近核 区感受到较大的核电荷，使能量降低的效应,钻穿效应,屏蔽效应,影响原子轨道能的因素,第i 个电子受到其余电子的排斥，相当于有i电子在原子中心 之相互排斥，抵消了i个原子核正电荷的作用，像是有一定 屏蔽作用,原子轨道能级与量子数的定性关系,3).当n和l都不相同时，徐光宪总结了如下规则 a)对于原子的外层电子, (n+0.7l)越大，能量越高 b)对离子的外层电子，有(n+0.4l)越大，轨道能级越高,1).当l相同时，n越大，轨道能量越高 1s2s3s4s 2p3p4p5p,2). 当n相同时，l越大，轨道能量越高 nsnpndnf 4s4p

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