$ 5.3泡利原理和同科电子一、 确定电子状态的量子数标志电子态的量子数有五个：n,l,S,mj,mo1.主量子数n：确定电子能量的高低。把具有相同n的电子看作分布在同一主壳层上。n=1、2、3、4、5、6、7......K、L、M、N、O、P、Q.....2.轨道角量子数l：确定电子的轨道角动量。n、l相同的电子构成一个次壳层，称为同科电子l=0、1、2、3、4、5、6......n-1,共n个S、p、d、f、g、h、i
§5.3 泡利原理和同科电子 一、确定电子状态的量子数 1. 主量子数n：确定电子能量的高低。 2. 轨道角量子数l： 确定电子的轨道角动量。 标志电子态的量子数有五个：n，l，s，ml，ms。 把具有相同n的电子看作分布在同一主壳层上。 n=1、2、 3、 4、5、6、7. K、L、M、N、O、P、Q. n、l相同的电子构成一个次壳层，称为同科电子 l =0、1、2、3、4、5、6.n-1，共n个 s、p、d、f、g、h、i
3. 自旋量子数S： 确定电子的自旋角动量。S=1/2， 是一个常数。4. 轨道磁量子数m:表示轨道角动量在外场方向的投影。共 21+1 个m, =0、±1、±2、±3、··..·.、±l5.自旋磁量子数ms=+m.2表示自旋角动量在外场方向的投影。自旋量子数S对所有的电子相同,在区别电子态时不考虑。(n, l, m， ms二、泡利不相容原理在一个原子中不可能有两个或两个以上的电子具有完全相同的四个量子数状态
4. 轨道磁量子数ml： 表示轨道角动量在外场方向的投影。 5.自旋磁量子数ms： 表示自旋角动量在外场方向的投影。 自旋量子数s对所有的电子相同， 在区别电子态时不考虑。(n，l，ml，ms ) 3. 自旋量子数s：确定电子的自旋角动量。 s=1/2，是一个常数。 0 1 2 3 m l l = 、 、 、 、 、 共 2l+1 个 2 1 ms = 二、泡利不相容原理 在一个原子中不可能有两个或两个以上的 电子具有完全相同的四个量子数(状态)
例1:氮原子的基态He原子基态的电子组态1sls，两个电子的n和l都相同，称为同科电子。两个1s电子的n,l,m都相同，m,必定不能相同。即：(1，0,0，1/2)(1,0，0,-1/2)→ S态1=0m, =m, +m, = 0S=0 →单态m,=ms, +m,=0IS1S2[=0, s=0 → j=0→ 'S。因此，He的基态(lsls)只有 'S。态而无 3S,态。由于泡利不相容原理的影响，使同科电子形成的原子态比非同科电子形成的原子态要少得多
例1：氦原子的基态 He原子基态的电子组态1s1s，两个电子的 n和l都相同，称为同科电子。 两个1s电子的n，l，ml都相同，ms必定不能相同。 即：(1，0，0，1/2) (1，0，0，-1/2) 1 2 0 m m m s s s = + = 1 2 0 m m m l l l = + = l s = = 0 0 ， 因此，He的基态(1s1s)只有 1 S0 态而无 3 S1 态。 由于泡利不相容原理的影响，使同科电子形成 的原子态比非同科电子形成的原子态要少得多。 l = 0 → S态 s = 0 → 单态 j = 0 → 1 0 S → → →
例2：n=2的轨道上最多能容纳的电子数。1=0m, = 0m,=±1/21 =1m, =±1/2m, = 1 =1m, =0m,=±1/ 2[=1m,=±1/ 2m, =-1有8个不同的状态，最多能容纳8个电子即 : 2n2=2×22(2s22p)三、各壳层所能容纳的最大电子数N, = 2(2l +1)n、l相同的次壳层：n相同的主壳层：N, = Z2(21 +1)= 2n2=0
例2：n=2的轨道上最多能容纳的电子数。 0 0 1/ 2 l s l m m = = = 1 1 1/ 2 l s l m m = = = 1 0 1/ 2 l s l m m = = = 1 1 1/ 2 l s l m m = = − = 有8个不同的状态，最多能容纳8个电子 即：2n2=22 2 (2s22p6 ) 三、各壳层所能容纳的最大电子数 n、l相同的次壳层： 2(2 1) N l l = + n相同的主壳层： 1 2 0 2(2 1) 2 n n l N l n − = = + =
四、同科电子合成的状态同科电子是n，l两个量子数相同的电子。 由于它们的n，l相同，仅要求mj，m不同，因此，同科电子形成的原子态比非同科电子形成的原子态要少得多例：两个非同科S电子形成的原子态有2个。→ S=1,0 →单层、三层Si = S2 =1/21=0→S态l=l=0 →{=0 →j=0 → 'SS=03S,s=1 {=0 →j=1 →电子态的排布方式有4种，如1s2s组态：
四、同科电子合成的状态 同科电子是n，l两个量子数相同的电子。由于它们 的n，l相同，仅要求ml，ms不同，因此，同科电子 形成的原子态比非同科电子形成的原子态要少得多。 例：两个非同科s电子形成的原子态有2个。 1 2 s s = =1/ 2 1 2 l l = = 0 s l = = 0 0 s l = = 1 0 → s =1, 0 → l = 0 j = 0 1 0 → → S j = 1 3 1 → → S 电子态的排布方式有4种，如1s2s组态： →单层、三层 → S 态