(二)原子能级与能级图 1电子量子数和原子的电子壳层结构 电子量子数 原子是由一个原子核和若干个核外电子组成的体系。 普遍运用原子的量子力学的模型描述原子核外电子的状 态。假设 (1)不考虑电子间的相互作用; (2)不考虑电子轨道运动与自旋运动之间的相互作 用。将原子中每个电子看作单独与原子核相互作用,可 用电子的量子数描述其运动状态
（二）原子能级与能级图 1 电子量子数和原子的电子壳层结构 电子量子数 原子是由一个原子核和若干个核外电子组成的体系。 普遍运用原子的量子力学的模型描述原子核外电子的状 态。假设 （ 1）不考虑电子间的相互作用； （2）不考虑电子轨道运动与自旋运动之间的相互作 用。将原子中每个电子看作单独与原子核相互作用，可 用电子的量子数描述其运动状态
吃业大学化学与生命科学学院 School of Chemistry and Life Science SWGC CCUT.EDU. CN llIllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllIllllllIllll a.主量子数n---描述电子所处能级。 n=1、2、3、 符号:K、L、M、N.表示。 b.角量子数l:代表轨道的形状(电子云形状)和 轨道角动量。 0,1,2,3,…(n-1) 符号:s、p、d、f p=√(+1)h/2
b. 角量子数l：代表轨道的形状（电子云形状）和 轨道角动量。 l = 0, 1, 2, 3,……（n -1）， 符号：s、p、d、f…… pl = l(l +1)h / 2 a. 主量子数n------描述电子所处能级。 n = 1、2、3、……， 符号：K、L、M、N……表示
c.磁量子数m1:代表轨道在空间可能取向, 代表轨道角动量在在磁场方向的分量。(当无 t3 72 外磁场存在时,轨道电子云各种伸展方向具 有相同的能量,即能量状态是简并的。 m;=0、土1、±2、士3、·····土 Pmim h/2it 轨遨的方向量子化 d.目旋量子数m:代表电子目旋的空同取冋,也代表电子自旋角动量在 某一特殊方向(磁场方向)的分量。 m=±1/2 P=mh/2t s
d. 自旋量子数 mS：代表电子自旋的空间取向，也代表电子自旋角动量在 某一特殊方向（磁场方向）的分量。 m s = 1/2 Pms = msh/2π c. 磁量子数ml ：代表轨道在空间可能取向， 代表轨道角动量在在磁场方向的分量。(当无 外磁场存在时，轨道电子云各种伸展方向具 有相同的能量，即能量状态是简并的。 m l = 0、1、 2、 3、••••••••、 l Pml=ml h/ 2π
原子的电子壳层结构 原子中具有相同n量子数的电子构成一个壳层。若电子比较 多,则分成几个壳层,在一个壳层中,对于不同的,又分 成几个不同的次壳层。 对于一个l,可能有2+1个m1,每个m又可以有2个m (即m=+1/2和-1/2)。即每个次壳层可以容纳最多的电子 数为2(2l+1)。 现在考虑具有相同n量子数的电子构成的一个壳层中, 最多可容纳的电子数。N对应的L值为0,1,2,….n-1, n个值。第n个壳层最多可容纳电子数 N=∑22l+1)=2(1+3+5+(2n-1)=2n 说明由以上4个量子数推算出每个壳层和次壳层最多可 容纳的电子数是在假定原子处于很强的磁场中,既不考虑 电子之间的相互作用,也不考虑电子自旋与电子轨道运动 之间的相互作用的前提下得出的结果
原子的电子壳层结构 原子中具有相同n量子数的电子构成一个壳层。若电子比较 多，则分成几个壳层，在一个壳层中，对于不同的l，又分 成几个不同的次壳层。 对于一个l，可能有2l +1个ml ,每个ml又可以有2个ms (即ms ＝＋1/2和－1/2)。即每个次壳层可以容纳最多的电子 数为2（2l +1）。 现在考虑具有相同n量子数的电子构成的一个壳层中， 最多可容纳的电子数。N对应的l 值为 0，1，2，……n－1， n个值。第n个壳层最多可容纳电子数 Nn =Σ2(2l +1)=2〔1+3+5+……(2n － 1)〕＝2n 2 . 说明由以上4个量子数推算出每个壳层和次壳层最多可 容纳的电子数是在假定原子处于很强的磁场中，既不考虑 电子之间的相互作用，也不考虑电子自旋与电子轨道运动 之间的相互作用的前提下得出的结果
表2-1各壳层可容纳的最多电子数 先层,nK O P L28 4 56 最多电子教2 18 32 50略 2n2 次壳层,715252P353P3D44P4D4F略略 0010120123 最多电子数2262610261014 2(2H+)
壳层，n K 1 L 2 M 3 N 4 O 5 P 6 最多电子数 2n2 2 8 18 32 50 略 次壳层，1 1S 0 2S 0 2P 1 3S 0 3P 1 3D 2 4S 0 4P 1 4D 2 4F 3 略 略 最多电子数 2(2l+1) 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 • 表2－1 各壳层可容纳的最多电子数