原子物理第7章.ppt
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1、第七章:原子的壳层结构,Atomic Physics 原子物理学,结束,结束,第一节:元素性质的周期性变化,门捷列夫发现元素按原子量次序排列化学性质出现周期性变化,但有少数不一致。,周期表中,元素性质随原子序数周期性变化,同一列中不同元素有相同化学性质,化合价等。,此外,元素的物理性质也随原子序数周期性变化。,第七章:原子的壳层结构,通过调整,完全按化学性质变化排列得到一元素序列,称为原子序数。现在我们知道这个原子序数与原子核电荷数以及核外电子数相等。,结束,第一节:元素性质的周期性变化,此外,元素的物理性质也随原子序数周期性变化。,第七章:原子的壳层结构,如:前面在不断研究的原子光谱。,电离
2、能:,结束,第二节:原子的电子壳层结构,元素的性质取决于原子结构,也就是原子中电子所处的状态。,第七章:原子的壳层结构,描述电子状态的是如下量子数:,1、主量子数 n=1,2,3,4,反映电子运动区域,和原子总能量的主要部分。,2、轨道角动量量子数,反映电子运动角动量,轨道形状,和圆轨道形状相关的原子部分能量。,3、电子自旋角动量量子数,4、轨道取向量子数,5、自旋取向量子数,结束,第二节:原子的电子壳层结构,原子中电子按泡利不相容原理处在不同状态:,第七章:原子的壳层结构,具有相同主量子数的电子构成一个壳层,主壳层下按不同的轨道量子数构成次壳层。,2、轨道角动量量子数,反映电子运动角动量,轨
3、道形状,和圆轨道形状相关的原子部分能量。,3、电子自旋角动量量子数,4、轨道取向量子数,5、自旋取向量子数,某一次壳层可以容纳的电子数:,某一主壳层可以容纳的电子数:,结束,第二节:原子的电子壳层结构,原子中电子按泡利不相容原理处分布在不同状态:,第七章:原子的壳层结构,具有相同主量子数的电子构成一个壳层,主壳层下按不同的轨道量子数构成次壳层。,即使没有外磁场,电子也会在自己的轨道磁场中取向,此时一个电子的量子状态描述参数为:,某一次壳层可以容纳的电子数:,某一主壳层可以容纳的电子数:,一个主壳层的电子数也是:,结束,第二节:原子的电子壳层结构,第七章:原子的壳层结构,但各周期的元素个数与上面
4、的数字不完全一致,分别为:,2,8,8, 18, 18, 32,元素的周期性与原子外电子组态有关,在周期性以及其与上述壳层数字差异背后,是电子填充原子壳层的规律起作用。,结束,第三节:原子基态的电子组态,第七章:原子的壳层结构,原子的电子数等于原子序数,每一种原子就核外部分来说,是前一原子加一个电子而成。,原子基态是原子能量最低的状态:它的所有电子都处在各自可能的最低能量状态,按周期表逐个增加的电子尽可能填补最低能量的状态。,第一周期:氢、氦,电子填充: 1s 1s,填满第一壳层,所以第一周期只有两个原子。,基态原子态分别为:2S1/2、1S0,结束,第三节:原子基态的电子组态,第七章:原子的
5、壳层结构,第二周期: 锂(3)、铍、硼、碳、氮、氧、氟、氖(10),电子填充: 1s 1s,基态原子态分别为:2S1/2、1S0,第一周期:氢、氦,电子填充: 1s 1s,2s2s,2p 2p 2p 2p 2p 2p,基态原子态分别为:锂 2S1/2、铍1S0,硼2S1/2,氖1S0,锂容易失去一个电子,成为一个完整结构;氟容易得到一个电子成为完整结构;氖有完整壳层结构,稳定。,每一个次壳层填满后,原子就会处在 1S0 ,原子 轨道角动量,自旋角动量,总角动量都等于零。,结束,第三节:原子基态的电子组态,第七章:原子的壳层结构,第二周期: 锂(3)、铍、硼、碳、氮、氧、氟、氖(10),电子填充
6、: 1s 1s,第一周期:氢、氦,电子填充: 1s2,2s2,2p6,3s,3s, 3p3p3p3p3p3p,基态原子态分别为:钠 2S1/2、镁 1S0,氩1S0,钠容易失去一个电子,成为一个完整结构;氯容易得到一个电子成为完整结构;氩有完整壳层结构,稳定。,第三周期: 钠(11)、镁、铝、硅、磷、硫、氯、氩(18),电子填充: 1s 1s,2s2s,2p 2p 2p 2p 2p 2p,钠、氯、氩等与元素周期表中对应的有类似壳层结构的原子有相同的性质。,结束,第三节:原子基态的电子组态,第七章:原子的壳层结构,第二周期: 锂(3)、铍、硼、碳、氮、氧、氟、氖(10),电子填充: 1s 1s,
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