原子結(jié)構(gòu)-多電子原子課件

原子結(jié)構(gòu)-多電子原子

結(jié)構(gòu)化學(xué)——第二章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)2.4多電子原子的結(jié)構(gòu)多電子的薛定諤方程中心力場(chǎng)和單電子近似原子軌道能核外電子的排布原則He原子2.4.1多電子原子中Schr?dinger方程N(yùn)個(gè)電子的動(dòng)能總和核－電子靜電吸引位能

電子間的相互排斥位能2.4.2單電子近似模型電子1的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)電子2的概率分布電子2對(duì)電子1的平均排斥勢(shì)能電子2對(duì)電子1的排斥勢(shì)能每個(gè)單電子都有一個(gè)單電子方程單電子近似(軌道近似，電子獨(dú)立運(yùn)動(dòng)模型)2.4.3中心力場(chǎng)模型若將電子i受到的電子排斥勢(shì)近似為球形對(duì)稱(chēng)的，則勢(shì)能算符簡(jiǎn)單化。單電子i是在正負(fù)電場(chǎng)疊加后所形成的平均球形勢(shì)場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)。屏蔽常數(shù)有效核電荷數(shù)原子軌道能Θ(θ)方程Φ(φ)方程R(r)方程2.4.3原子軌道能可從屏蔽常數(shù)的估算規(guī)則算出和原子軌道能Ei有效核電荷數(shù)徐光憲和趙若莊估算方法(1)原子軌道能n*為有效主量子數(shù)主量子數(shù)n1234567有效主量子數(shù)n*1.002.002.602.853.003.053.30屏蔽常數(shù)的估算規(guī)則b)同層電子，nd,nf對(duì)于同層ns,np的屏蔽常數(shù)，nf對(duì)于同層nd的屏蔽常數(shù)(2)屏蔽常數(shù)a)主量子數(shù)大于n的各個(gè)電子對(duì)電子i的屏蔽常數(shù)為零被屏蔽電子i()

屏蔽電子nsnpnpnp’nfns0.300.250.230.000.00np0.350.310.290.000.00np’0.410.370.310.000.00nd1.001.001.000.350.00nf1.001.001.001.000.39同殼層電子間的屏蔽作用被屏蔽電子i

()

屏蔽電子(n-1)s(n-1)p(n-1)d

(n-1)fns1.000.900.930.86np1.000.970.980.90nd1.001.001.000.94nf1.001.001.001.00(n-1)層電子對(duì)n層電子的屏蔽作用c)主量子數(shù)等于(n-1)的各電子，對(duì)于n層i電子屏蔽常數(shù)均接近于1.0d)主量子數(shù)等于(n-2)的各電子，對(duì)于n層i電子屏蔽常數(shù)均接近于1.0例試計(jì)算鋁原子中3p1電子的軌道能1s2電子對(duì)3p1電子的屏蔽常數(shù)s1s為1.00，2s2對(duì)3p1的s2s是1.00，2p6對(duì)3p1的s2p是0.97，3s2電子對(duì)3p1電子的s3s是0.35．因此所有內(nèi)層電子對(duì)3p1的總屏蔽常數(shù)s為1).外層電子對(duì)內(nèi)層電子屏蔽作用較?。?).內(nèi)層電子對(duì)外層電子屏蔽作用較大；3).同層電子l大的屏蔽作用小。屏蔽效應(yīng)的影響因素：電子在一定程度上又能部分地避開(kāi)其余電子的屏蔽，鉆到近核區(qū)感受到較大的核電荷，使能量降低的效應(yīng)。鉆穿效應(yīng)屏蔽效應(yīng)影響原子軌道能的因素第i

個(gè)電子受到其余電子的排斥，相當(dāng)于有σi電子在原子中心之相互排斥，抵消了σi個(gè)原子核正電荷的作用，像是有一定屏蔽作用。原子軌道能級(jí)與量子數(shù)的定性關(guān)系

3).當(dāng)n和l都不相同時(shí)，徐光憲總結(jié)了如下規(guī)則a)對(duì)于原子的外層電子,(n+0.7l)越大，能量越高b)對(duì)離子的外層電子，有(n+0.4l)越大，軌道能級(jí)越高

1).當(dāng)l相同時(shí)，n越大，軌道能量越高1s<2s<3s<4s……2p<3p<4p<5p……2).當(dāng)n相同時(shí)，l越大，軌道能量越高

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