泡利不相容原理.ppt

1、1,原子核外電子的排布 一、原子中電子的四個量子數(shù) 二、泡利不相容原理 三、能量最低原理 四、原子的電子組態(tài)符號,泡利不相容原理,2,原子核,電子,高能級,低能級,孤立原子的能級,圍繞原子核旋轉(zhuǎn)的電子能量不能任意取值，只能取特定 的離散值(離散軌道)，這種現(xiàn)象稱為電子能量的量子化。,電子優(yōu)先搶占低能級,3,氫原子的能級圖,賴曼系,巴耳末系,帕邢系,4,由量子力學(xué)得出的氫原子能級圖和玻爾理論的結(jié)果相同,玻爾理論的一條能級對應(yīng)于電子的一種軌道,量子力學(xué)的一條能級 則對應(yīng)于電子的一種狀態(tài) 每個狀態(tài)用量子數(shù) n , l , ml , ms 描述,5,能級: 粒子的內(nèi)部能量值,高能級: 能量較高的能級,

2、低能級: 能量較低的能級,基能級: 能量最低的能級 (相應(yīng)的狀態(tài)稱基態(tài)）,激發(fā)能級: 能量高于基能級的其它所有能級(相應(yīng)狀態(tài)稱激發(fā)態(tài)),激發(fā)態(tài),基態(tài),6,一、原子中電子的四個量子數(shù),描述原子中電子的運(yùn)動狀態(tài) 需要一組量子數(shù)（ n，l，ml，ms ）,1.主量子數(shù) n = 1, 2, 3, 決定能量的主要因素,2.角(軌道)量子數(shù) l = 0,1,2(n-1) 對能量有一定影響,n一定時 有n種取值 l 越小能量越低,7,4.自旋磁量子數(shù),3.磁量子數(shù),引起磁場中能級的分裂,產(chǎn)生精細(xì)結(jié)構(gòu),8,自旋角動量也只有一個值,不變 不必總提及 可不計入,s = 1/2,原子中核外電子的排布要遵守,泡利不相

3、容原理,能量最低原理,需要說明的是 自旋量子數(shù),只有一個值,9,四個量子數(shù)小結(jié),電子能量的主體 確定的能級 角動量的可能取值 對總能量有一定影響 “軌道”角動量在磁場中可能的取向 能級分裂 譜線精細(xì)結(jié)構(gòu),主量子數(shù) 角量子數(shù) 磁量子數(shù) 自旋磁量子數(shù),10,二、泡利不相容原理,1.泡利不相容原理 一個原子內(nèi)不可能有兩個或兩個以上的電子具有完全相同的狀態(tài) 或說 一個原子內(nèi)不可能有四個量子數(shù)完全相同的電子 或說 不可能有兩個或兩個以上的電子處于同一個量子態(tài),11,同一個n 組成一個殼層 對應(yīng)于n = 1, 2, 3,的各殼層 分別記做 K, L, M, N, O, P,相同 n, l 組成一個支殼層

4、對應(yīng)于l = 0, 1, 2, 3,的各支殼層 分別記做 s, p, d, f, g, h,2.各殼層可容納的電子數(shù),12,3d3p3s,2p2s,1s,n=1,n=2,n=3,13,一個支殼層內(nèi)電子 可有（2l+1） 2種量子態(tài), 主量子數(shù)為n的殼層 內(nèi)可容納的電子數(shù)為,泡利原理是一個極為重要的自然規(guī)律是理解原子結(jié)構(gòu)和元素周期表的重要理論基礎(chǔ)。,14,15,各殼層可容納的電子數(shù),16,獲1945年諾貝爾 物理學(xué)獎,Wolfgang Pauli 奧地利人 1900-1958,泡 利,17,三、能量最低原理,“電子優(yōu)先占據(jù)最低能態(tài)”,3d3p3s,2p2s,1s,n=1,n=2,n=3,18,19,能量,主量子數(shù),電子能量水平隨主量子數(shù)和次量子數(shù)的變化情況,20,分配原則,1、泡利不相容原理：一個多電子原子系統(tǒng)中，不可能有兩個電子具有相同的狀態(tài)4對量子數(shù) n、l、m、m s 至少有一對不同。,2、能量最小原理：基態(tài)原子中電子先填滿能量小的殼層。,例題：氯原子有17個電子，寫出基態(tài)原子組態(tài)。,1s22s2