四个量子数精编版

1、最新资料推荐51-4.四个量子数 1.主量子数n描述原子中电子出现几率最大区域离核的远近（电子层数）;决定电子能量高低。取值：n=12345 6电子层符号KL MNOP对于氢原子其能量高低取决于n13.6eV但对于多电子原子，电子的能量除受电子层影响，还因原子轨道形状不同而异,（即受角量子数影响）（2）角量子数I,它决定了原子轨道或电子云的形状或表示电子亚层（同一 意义：在多电子原子中，角量子数与主量子数一起决定电子的能量。之所以称I为角量子数，是因为它与电子运动的角动量M有关。n层中不同分层）2兀如M=0时，说明原子中电子运动情况同角度无关，即原子轨道或电子云形状是球形对称的。.角量子数，I

2、只能取一定数值l = 01234（n-1）电子亚层spdfg说明M是量子化的，具体物理意义是：电子云（或原子轨道）有几种固定形状，不是任意 的。如：球形对称第一电子层第二电子层第三电子层 依此类推。见P哑铃形仅有 I s有2s,花瓣形 180 , 90棒锤形 电子，（l =0）2p 电子（I =0, 1 ）有 3s, 3p, 3d 电子 (l =0, 1,2 ) p76 表 3-2.对H和类氢离子来说:E1sv E2sv E3sv E4sE4s= E4p= E4d = E4f但对多电子原子来说：存在着电子之间的相互作用, 一般应为：n相同，I不同时，其能量也不相等。Ensv Enp v End

3、 v Enf也就是说：同一电子层上不同亚层能量也不相同，或说同一电子层上有不同能级 2s, 2p又称能级。线状光谱在外加强磁场的作用下能发生分裂，显示出微小的能量差别，即，3个2p轨道,或同是5个d轨道，还会出现能量不同的现象，由此现象可推知，某种形状的原子轨道，可以在空间取不同的伸展方向， 而得到几个空间取向不同的原子轨道， 各个原子轨道能量稍有 差别。（3）磁量子数m决定波函数（原子轨道）或电子云在空间的伸展方向，决定角动量在空间的给定方向上的 分量大小。m 取值：m=0, ± 1,± 2,± 3±I例：n=2, I = 0, 1 m = 0,

4、77; 12px, 2py, 2pz 三种情况三个轨道的能量是相等的（简并轨道），但在外磁场作用下， 可发生分裂，出现微小的能量差别。以上2px, 2py, 2pz，我们称为三个原子轨道。即代表核外电子的三种运动状态，例 如2pz表示，核外电子处于第二电子层，是哑铃形，沿z轴方向分布，由此可深刻理解三个量子数n, I, m决定核外电子的一种空间运动状态。注意：m=0,表示一种状态。对 s电子来讲，仅一种球形对称的电子云，对其它电子来说， 习惯上把m=0，规定为z轴方向分布M 2 = m2磁量子数m与角量子数I的关系lm空间运动状态数00s轨道一种1+1，0, -1p轨道三种2+2，+1, 0,

5、 -1, -2d轨道五种3+3, +2 , +1, 0,-1, -2,-3f轨道七种（4）自旋量子数msms = 一1/2,表示同一轨道中电子的二种自旋状态ms称自旋量子数取值：ms=± 1/2,即仅有两种运动状态。（fj）用分辨力较强的光谱仪观察氢原子光谱，发现，大多数谱线是由靠得很近的两条谱线组成的。这是因为同一空间运动状态，即同一轨道中，可能有两种电子运动状态，即电子还有自身旋转运动，（类似于地球绕太阳转，自转）其自旋角动量沿外磁场方向的分量为：Ms = ms综上所述，若描述核电子数之间的关系是P79表3-3综合所述，若描述核电子的运动状态，需要四个量子数，即，n, I, m,

6、 ms。注意：n, l, m可描述核外电子的一种空间运动状态，即一个原子轨道.每个原子轨道中能容纳两个自旋相反的电子。电子层，分层,原子轨道,运动状态同量子数之间的关系见P79表3-3要求、理解、掌握!*小结*主量子数n氢原子核外电子能量值决定于主量子数-2.179X10-18En2Jn角量子数I物理意义：表示原子轨道或电子云的形状；表示同电子层中具有不同状态的亚层； 多电子原子中电子的能量决定于主量子数 n和角量子数I。取值范围：1=0,1,2,3门/ 取值数目=n值角量子数1-01角量子数与电子亚层、轨道形状的对应关系角量子数01234-亚层符号spdfg-轨道形状球形哑铃型花瓣型-主量子

7、数与角量子数的关系n1234电子层KLMNI00 10 1 20123亚层1s2s 2p3s 3p 3d4s 4p 4d 4f磁量子数m物理意义：表示原子轨道或电子云在空间的伸展方向。磁量子数与能量无关取值范围：m = 0, ± 1,± 2, ± I取值数目=2I+1同一亚层（n,l相同），原子轨道能量相同，称为等价轨道或简并轨道。P、d、f分别有3、5、7个等价轨道n=2l=1: E2px=E2px=E2px在第n个主层上，有n2个轨道（波函数） l,m取值与轨道名称的关系lm轨道名称轨道符号亚层轨道数00s屮s110± 1PzPx，Py屮PzPx，P

8、y30 ± 1dz2dz22dxz , d yzd xz 'd yz5± 2dxy，dx2 _y2dxy，dx2 z2自旋量子数ms物理意义：表示电子运动的自旋方向 自旋只有两个方向：顺时针、逆时针 同一轨道只能容纳两个自旋相反的电子1ms*s 2ms+ 1/2-1/2自旋方向顺时针逆时针箭头示意量子数小结1*原子轨道是由三个量子数 n,l,m确定的电子运动区域，原子中每个电子的运动状态用 四个量子数n、I、m、ms描述，四个量子数确定之后，电子在核外空间的运动状态 也就确定了。泡利不相容原理：在同一原子中，不可能有四个量子数完全相同的两个电子；即同 一原子中无状态相同的电子。n个主层电子层最大容量原理：同一轨道上只能容纳两个自旋方向相反的