原子结构多电子原子课件.ppt

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1、原子的结构与性质第二章结构化学——第一章量子力学原理结构化学——第二章原子结构与性质2.4多电子原子的结构多电子的薛定谔方程中心力场和单电子近似原子轨道能核外电子的排布原则He原子2.4.1多电子原子中Schrödinger方程N个电子的动能总和核－电子静电吸引位能电子间的相互排斥位能2.4.2单电子近似模型电子1的运动状态电子2的概率分布电子2对电子1的平均排斥势能电子2对电子1的排斥势能每个单电子都有一个单电子方程单电子近似(轨道近似，电子独立运动模型)2.4.3中心力场模型若将电子i受到的电子排斥势近似为球形对称的，则势能算符简单化。

2、单电子i是在正负电场叠加后所形成的平均球形势场中运动。屏蔽常数有效核电荷数原子轨道能Θ(θ)方程Φ(φ)方程R(r)方程2.4.3原子轨道能可从屏蔽常数的估算规则算出和原子轨道能Ei有效核电荷数徐光宪和赵若庄估算方法(1)原子轨道能n*为有效主量子数主量子数n1234567有效主量子数n*1.002.002.602.853.003.053.30屏蔽常数的估算规则b)同层电子，nd,nf对于同层ns,np的屏蔽常数，nf对于同层nd的屏蔽常数(2)屏蔽常数a)主量子数大于n的各个电子对电子i的屏蔽常数为零被屏蔽电子i()屏蔽电子nsnpnpn

3、p’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同壳层电子间的屏蔽作用被屏蔽电子i()屏蔽电子(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)层电子对n层电子的屏蔽作用c)主量子数等于(n-1)的各电子，对于n

4、层i电子屏蔽常数均接近于1.0d)主量子数等于(n-2)的各电子，对于n层i电子屏蔽常数均接近于1.0例试计算铝原子中3p1电子的轨道能1s2电子对3p1电子的屏蔽常数s1s为1.00，2s2对3p1的s2s是1.00，2p6对3p1的s2p是0.97，3s2电子对3p1电子的s3s是0.35．因此所有内层电子对3p1的总屏蔽常数s为1).外层电子对内层电子屏蔽作用较小；2).内层电子对外层电子屏蔽作用较大；3).同层电子l大的屏蔽作用小。屏蔽效应的影响因素：电子在一定程度上又能部分地避开其余电子的屏蔽，钻到近核区感受到较大的核电荷，使能量

5、降低的效应。钻穿效应屏蔽效应影响原子轨道能的因素第i个电子受到其余电子的排斥，相当于有σi电子在原子中心之相互排斥，抵消了σi个原子核正电荷的作用，像是有一定屏蔽作用。原子轨道能级与量子数的定性关系3).当n和l都不相同时，徐光宪总结了如下规则a)对于原子的外层电子,(n+0.7l)越大，能量越高b)对离子的外层电子，有(n+0.4l)越大，轨道能级越高1).当l相同时，n越大，轨道能量越高1s<2s<3s<4s……2p<3p<4p<5p……2).当n相同时，l越大，轨道能量越高ns

6、;2s2p;3s3p;4s3d4p;5s4d5p;6s4f5d7p