泡利不相容原理

泡利不相容原理1第一頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期日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2第二頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期日氫原子的能級圖賴曼系巴耳末系帕邢系3第三頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期日由量子力學(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651234n4第四頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期日

能級:

粒子的內(nèi)部能量值

高能級:

能量較高的能級低能級:

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))

651234n激發(fā)態(tài)基態(tài)5第五頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期日一、原子中電子的四個量子數(shù)

描述原子中電子的運動狀態(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6第六頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期日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)7第七頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期日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8第八頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期日四個量子數(shù)小結(jié)名稱取值物理意義

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)9第九頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期日二、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)10第十頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期日同一個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)11第十一頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期日ZeKLMnl1021032103d3p3s2p2s1sn=1n=2n=312第十二頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期日一個支殼層內(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)。13第十三頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期日14第十四頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期日各殼層可容納的電子數(shù)0123456spdfghi1234567KLMNOPQ2262610261014261014182610141822261014182226Nn281832507298lnNl15第十五頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期日獲1945年諾貝爾物理學(xué)獎WolfgangPauli

奧地利人

1900-1958

泡利16第十六頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期日三、能量最低原理“電子優(yōu)先占據(jù)最低能態(tài)”ZeKLMnl1021032103d3p3s2p2s1sn=1n=2n=317第十七頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期日18第十八頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期日能量主量子數(shù)電子能量水平隨主量子數(shù)和次量子數(shù)的變化情況19第十九頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期日分配原則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、ms

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)。n

l2（2l+1）1

0

21s22

0

22s2

1

62p63

0

23s2

1

53p51s22s22p63s23p5四、原子的電子組態(tài)符號