1.2 核外电子运动状态的描述

1、核外电子运动状态的描述 2021-6-10 2222 2222 8 ()0 m EV xyzh 薛定鄂薛定鄂 2021-6-10 波函数是描述核外电子运动状态的数学函数式。原 子轨道、原子轨函、波函数及波函数的图像常作同义 词混用。 每个波函数都具有对应的能量E。 波函数绝对值的平方|2表示电子在核外空间某处单 位体积内出现的概率，即概率密度。 波函数的表达形式： (x,y,z) (r, ) (r, )= R(r) Y(, ) 核外电子运动状态的描述 径向部分角度部分 核外电子运动状态的描述 2021-6-10 薛定谔方程的解（波函数）是一个包含x、y、z （或r、 ）三个自变量及n、l、m三

2、个只能 取整数的参数的函数式。给定一个n、l、m的合 理组合，即得到一个波函数的具体形式（原子 轨函）。这个波函数的 径向部分R(r)对r作图即得到径向分布图； 角度函数Y(,)对和作图即得角度分布图。 2021-6-10 （1） 主量子数主量子数n (取值为自然数取值为自然数)离核远近离核远近 n n1 12 23 34 45 56 67 7 电子层名称电子层名称 第1层 第2层 第3层 第4层 第5层 第6层 第第7 7层层 电子层符号电子层符号K KL LMMN NO OP PQ Q 核外电子运动状态的描述 2021-6-10 2、量子数、量子数 （1） 主量子数主量子数n (取值为自然

3、数取值为自然数)离核远近离核远近 （2） 角量子数角量子数l（取值为（取值为0，1，2，n-1）形状形状 nl234 l00，10，1，20，1，2，3 l0123 亚层符号亚层符号spdf 原子轨道或原子轨道或 电子云形状电子云形状 圆球形圆球形哑铃形哑铃形花瓣形花瓣形花瓣形花瓣形 核外电子运动状态的描述 2021-6-10 2、量子数、量子数 （1） 主量子数主量子数n (取值为自然数取值为自然数)离核远近离核远近 （2） 角量子数角量子数l（取值为（取值为0，1，2，n-1）形状形状 （3） 磁量子数磁量子数m在空间的伸展方向在空间的伸展方向 m=0,1,2,l，共2l+1个值， 即原子

4、轨道有2l+1个空间取向。 2021-6-10 n123n主层不同 l001012 0,n-1亚层(形状)不 同 m000, 100,1 0,1,2 0,l 空间取向不同 轨道名称1s2s2p3s3p3d ns,np,n d 轨道数1131351,3,5,7, 轨道总数11+3=41+3+5=9n2 核外电子运动状态的描述 2021-6-10 （1） 主量子数主量子数n (取值为自然数取值为自然数)离核远近离核远近 （2） 角量子数角量子数l（取值为（取值为0，1，2，n-1）形状形状 （3） 磁量子数磁量子数m在空间的伸展方向在空间的伸展方向 核外电子运动状态的描述 2021-6-10 s和

5、和2px原子轨道角度分布示意图（剖面图）原子轨道角度分布示意图（剖面图） 核外电子运动状态的描述 2021-6-10 原子轨道的图像原子轨道的图像-p轨道轨道 核外电子运动状态的描述 2021-6-10 原子轨道的图像原子轨道的图像-d轨道轨道 2021-6-10 原子轨道的角度分布图剖面原子轨道的角度分布图剖面 图图 2021-6-10 核外电子运动状态的描述 2021-6-10 2p电子云在空间的三种取向电子云在空间的三种取向 核外电子运动状态的描述 2021-6-10 D轨道电子云的立体图轨道电子云的立体图 核外电子运动状态的描述 2021-6-10 球坐标与直角坐标的关系球坐标与直角坐

6、标的关系 2021-6-10 1921年，薛定谔受聘到瑞士苏黎士大学任数学物理学教授。19261926年，在年，在 德布罗意的波粒二象性理论的基础上，他独立地创立了波动力学，提出了薛德布罗意的波粒二象性理论的基础上，他独立地创立了波动力学，提出了薛 定谔方程，确定了波函数的变化规律定谔方程，确定了波函数的变化规律。在量子力学的发展历史中，其地位如 同牛顿运动定律在牛顿力学中一样的重要。 1927年他接替普朗克任柏林大 学理论物理学教授。同年当选为普鲁士科学院院士。1933年年受德国纳粹党徒 的迫害，离开苏黎士到英国任牛津大学物理学教授。同年和狄拉克一起荣获和狄拉克一起荣获 诺贝尔物理学奖诺贝尔

7、物理学奖。1938年薛定谔在格拉兹再度受到纳粹的迫害，于9月1日仅 “带了一只小小皮箱”逃往都柏林，在都柏林高级研究所，成为理论物理学 的领导。在那里，他逗留了17年。在此期间，他继续从事科学研究，并发表 了许多论文。1956年，他回到奥地利，成为维也纳大学物理系的名誉教授。 1961年1月4日，他在奥地利的阿尔卑巴赫山村病逝。 薛薛 定定 鄂鄂 （ E. Schrdinger ，188718871961)1961) 薛定谔，奥地利理论物理学家，是波动力学的创始人奥地利理论物理学家，是波动力学的创始人。1887年 8月12日他生于维也纳一个油布工厂主的家庭，中学时就对数学、 物理学和逻辑严谨的古代语法有浓厚的兴