第八章原子结构 三、四个量子数 要描述原子中各电子的运动状态，需用四个参数确定 1.主量子数 主量子数（住电子层数）n=1,2,3,4,5,6,7,. 电子层符号： K,L,M,N,O,P. 物理意义：主量子数是描述电子离核的远近程度的参数，电子运动的能量 主要由主量子数n来决定，n值越大，电子的能量越高。 2.角量子数1 角量子数1的取值为0,1,2,3.，(n-1), 在光谱学上分别以s,p,d,f,.表示。 意义：角量子数1是描述电子云形状。 当相同时，不同的1值（即不同的电子云形状）对能量值也稍有影响，且 与1值成正比，例如：当主量子数同为时，有如下的关系：E<E<E<E,这 是因为1值越小，电子在核附近出现的机会多，受核的引力大，能量也较低。 由于1的不同，引起能量的不同，可以理解为能量再分级或形成了亚层（或副 层)。例如，n=1的电子层，1只能取0，它只能有一个能级：当=2时，1可以 取0,1两个值，所以有2个能级（或有2个亚层）：当=3时，1可以取0,1,2， 所以有3个能级（成有3个亚厚）。 3.磁量子数m 磁量子数m的量子化条件是取值0，±1，士2，士3.士1。 磁量子数表示原子轨道在空间的一种伸展方向。1=0时，m只取一个值，即 m=0,表示亚层只有一个轨道。当1=1时，m=0,土1，p、p,和p,这三种不同伸 展方向的轨道能量是相同的 4.自旋量子数 电子除绕核运动外，其自身还做自旋运动。为了描述核外电子自旋状态， 引入第四个量子数一自旋量子数m。,根据量子力学的计算规定：m只可能取+1/2 和-1/2，用以表示两种不同的自旋状态，通常用正反两个箭头↓和个来表示。 综上所述，主量子数和角量子数决定原子轨道的能量：角量子数决定原子 轨道的形状：磁量子数决定原子轨道的空间取向或原子轨道的数目自旋量子 数电子运动的自旋状态。也就是说，电子在核外运动的状态可以用四个量子数 来描 例已知核外某电子的四个量子数n=21=1m=-1m,=+1/2 则这是指第二电子层、p亚层2Px2Py轨道上自旋方向以+1/2为特征的那 个由子 §8.3多电子原子结构 8.3.1原子结构的周期性 一、屏蔽效应和钻穿效应 在原子轨道的能级图上出现能级交错的原因，来源于屏蔽效应和钻穿效应。 下面分别介绍。 第八章原子结构 104 三、 四个量子数 要描述原子中各电子的运动状态，需用四个参数确定。 1．主量子数 n 主量子数 (主电子层数) n=1， 2， 3， 4， 5， 6，7，. 电子层符号: K，L，M，N，O，P. 物理意义：主量子数n是描述电子离核的远近程度的参数，电子运动的能量 主要由主量子数n来决定，n值越大，电子的能量越高。 2．角量子数 l 角量子数 l 的取值为0，1，2，3.，(n-1)， 在光谱学上分别以 s，p，d，f，.表示。 意义：角量子数 l是描述电子云形状。 当n相同时 ，不同的 l 值(即不同的电子云形状)对能量值也稍有影响，且 与 l值成正比，例如：当主量子数同为n时，有如下的关系：Ens<Enp<End<Enf，这 是因为 l 值越小，电子在核附近出现的机会多，受核的引力大，能量也较低。 由于 l 的不同，引起能量的不同，可以理解为能量再分级或形成了亚层(或副 层)。例如，n=1的电子层，l 只能取0，它只能有一个能级；当n=2时，l 可以 取0，1两个值，所以有2个能级(或有2个亚层)；当n=3时，l 可以取0，1，2， 所以有3个能级(或有3个亚层)。 3．磁量子数m 磁量子数m的量子化条件是取值0，±1，± 2，± 3.±l。 磁量子数表示原子轨道在空间的一种伸展方向。l=0 时，m 只取一个值，即 m=0，表示亚层只有一个轨道。当 l=1 时，m=0，± 1，px、py和 pz这三种不同伸 展方向的轨道能量是相同的 4.自旋量子数ms 电子除绕核运动外，其自身还做自旋运动。为了描述核外电子自旋状态， 引入第四个量子数—自旋量子数ms，根据量子力学的计算规定：ms只可能取+1/2 和-1/2，用以表示两种不同的自旋状态，通常用正反两个箭头和来表示。 综上所述，主量子数和角量子数决定原子轨道的能量；角量子数决定原子 轨道的形状；磁量子数决定原子轨道的空间取向或原子轨道的数目；自旋量子 数电子运动的自旋状态。也就是说，电子在核外运动的状态可以用四个量子数 来描述。 例已知核外某电子的四个量子数n=2 l=1 m=-1 ms=+1/2 则这是指第二电子层、p亚层2Px 2Py轨道上自旋方向以+1/2为特征的那一 个电子。 §8.3 多电子原子结构 8.3.1原子结构的周期性 一 、屏蔽效应和钻穿效应 在原子轨道的能级图上出现能级交错的原因，来源于屏蔽效应和钻穿效应。 下面分别介绍