作用：

(1)决定原子轨道能量起主要作用:n越大能量越高;E=-13.6/n2 (2)决定电子离原子核距离 n越大离核越远. 2角量子数L取值:n一定L=0.1.2. 作用

(1)多电子原子中和一起决定电子能级:n同l越大,能量越高;

(2)确定原子轨道的形状

3磁量子数m(1)取值L一定m=0.±1.±2 (2n+1)

(2)作用:决定原子轨道的空间取向.

ψ(n.l.m)波函数也叫原子轨道函数,简称原子轨道,是薛定谔方程的合理解.所以n.l.m.三个量子数可确定原子轨道.

4自旋量子数ms取值+1/2.-1/2或用↑↓表示一个轨道可容纳两个电子,但自旋必须相反.↑↓

总之: 决定原子核外电子能量需n.l(单电子体系只需n) 决定原子轨道需n.l.mψn.l.m为波函数 决定电子轨道状态需n.l.m.ms四个量子数. 4-2 原子轨道的空间分布图: 1波函数ψn.l.m(vφθ)中简称原子轨道 几率密度∣ψn.l.m(vφθ)∣2简称电子云

ψ=R(r).Y(θψ)为径象部分(决定原子轨道大小) Y(θψ)为角度部分(决定原子轨道形状)

3 Y(θψ)角度部分图形:P19~P21

y与y2区别:原子轨道y图形(p.d)胖,有+.-对称性区别 电子云y2图形(p.d)瘦,无+.-对称性区别 补充4-3 电子核外空间的径向分布函数D(r)

原子在原子核外距离r的一薄层球壳中的几率随半径变化时的分布情况 规律:

1电子在核外空间出现总几率为1 2离核越近,几率密度越大

3几率最大处是距离核某一距离的球壳H的r=ao=52.9pm 4D(r)的峰值(极值)为(n-l)个

§ 1—5原子核外电子排布和元素周期表

5-1屏蔽效应和钻穿效应 1屏蔽效应：

把其它电子对选定电子的排斥作用，看作降低了部分核电荷的吸引作用，称为屏蔽效应。

单电子体系E=-13.6z2/n2(eV)=-2.18×10-18 z2/n2(J) 多电子体系E=-13.6z2/n2(eV)=--13.6(z-σj) (eV) σ为屏蔽常数，用斯莱特规则求之

核外电子分组：1s∣2s.2p∣3s.3p∣3d∣4s.4p∣4d∣4f∣5s.5p∣5d∣5f 1在j之后电子σij=0

2与j同组电子σij=0.35(1s为0.30)

3j为ns.np电子，(n-1)层电子σij=0.85 (n-2)层以内σij=1.0 4j为d.f电子，低组的电子σij=1.0 例1C原子1s22s22p2各轨道能量是多少？ 解：1s σ1s=0.3 z*1s=6-0.3=5.7

例2：求K原子3d.4s轨道能量，第19个电子进入哪个轨道？ 解： K1s22s22p63s23p6 4s1或3d1

σ4s=1.0×10+0.85×8=16.8 E4s=-13.6×(19-16.8)2/42=-4.11(eV) σ3d=1.0×18=18 E3d=-13.6×(19-18)2/32=-1.51(eV) 第19个电子进入4s轨道1s22s22p63s23p64s1 例3：Ca的第20号电子应进入哪个轨道？

解：σ3d=1.0×18=18 E3d=-13.6×(20-18)2/32=-6.044(eV)

σ4s=1.0×10+0.85×8+0.35=17.15 E4s=-13.6×(20-17.15)2/42=-6.904(eV) Ca的第20号电子应进入4s轨道1s22s22p63s23p64s2

例4： Sc1s22s22p63s23p63d14s2成为+1价离子时，应先失哪个电子？ 解：σ3d=1.0×18=18 E3d=-13.6×(21-18)2/32=-13.6(eV)

σ4s=1.0×10+0.85×9+0.35=18 E4s=-13.6×(21-18)2/42=-7.65(eV) E4s>E3d 应先失4s电子

例5：T:1s22s22p63s23p63d24s2成为+1价离子时，应先失哪个电子？

σ3d=0.35+18=18.35 E3d=-13.6×(22-18.55)2/32=-20.13(eV)

σ4s=1.0×10+0.85×10+0.35=18.85 E4s=-13.6×(22-18.85)2/42=-8.434(eV) E4s>E3d 应先失4s电子 2钻穿效应：

由于角量子数l不同，电子的径向分布几率不同，电子钻到核附近的几率密度不同，因而能量不同的现象，称钻穿效应。

主量子数n相同，角量子数l越小，D(r)的峰(极值)越多，第一个小峰钻到核附近的几率密度越大，σ越小，钻穿效应越大，能量越低。例：D(r)对r作图(见第4节)，所以E3S>E3p>E3d 3徐光宪规则：

n+0.71L越大，能量越高。整数位为能级组序数，能级组对应于周期。与电子层不同。见24页，图1-10 计算n+0.71L 作业：4题、5题。 5-2 原子核外电子排布 1原子核外电子排布三原理：

(1)保里不相容原理：每个原子轨道最多容纳两个电子，且自旋又相反； (2)最低能量原理：原子中的电子尽可能排布到能量低的原子轨道上；

(3)洪特规则原理：能量相同轨道上排布电子，尽可能分占不同的轨道，且自旋方向相同。

例如

特例，等价