核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述2

無機(jī)與分析技術(shù)核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述（二）薛俊娟

核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述（二）

對(duì)于原子核外某一個(gè)給定的電子，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是指電子離核平均距離的遠(yuǎn)近和能量的大小、電子云的形狀和原子軌道的伸展方向以及電子的自旋方向。如果一個(gè)電子的這些方面確定了，該電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也就確定了。

核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述（二）

四個(gè)量子數(shù)主量子數(shù)用來描述電子離核的遠(yuǎn)近，是決定電子能量高低的主要因素。用符號(hào)n表示。n1234…正整數(shù)

對(duì)應(yīng)光譜學(xué)符號(hào)KLMN…

分別表示第一二三四…電子層以此類推（一）主量子數(shù)n

核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述（二）

注意：相同n的電子在同樣的空間范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)構(gòu)成一層電子層；n越大，電子離核的平均距離越遠(yuǎn)，該層電子的能量越高。

核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述（二）

（二）角量子數(shù)l角量子數(shù)l用來描述電子云的形狀，是決定電子能量高低的次要因素，又稱副量子數(shù)。在多電子原子中，同一電子層中的不同電子，其能量大小可能又有差別，電子云的形狀也不一定相同。根據(jù)這個(gè)差別，又將電子層分成一個(gè)或幾個(gè)亞層，l的每一個(gè)取值就代表著一種電子云的形狀或同一電子層中不同狀態(tài)的亞層。

核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述（二）

l的取值受主量子數(shù)n的限制,只能取0～(n－1)的正整數(shù)。

l：0，1，2，3，4，……（n-1）電子亞層符號(hào)：s，p，d，f，g，……當(dāng)n=1時(shí)，

l只能取0；n=2時(shí)，

l可以取0和1；依此類推。

核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述（二）

角量子數(shù)l決定原子軌道的形狀。例如n=4時(shí)，l有4種取值0、1、2和3，它們分別代表核外第四層的4種形狀不同的原子軌道。

l=0表示s軌道，形狀為球形，即4s軌道；

l=1表示p軌道，形狀為啞鈴形，即4p軌道；

l=2表示d軌道，形狀為花瓣形，即4d軌道；

l=3表示f軌道，形狀更復(fù)雜，即4f軌道。

核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述（二）

電子云的角度分布圖

核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述（二）

（三）磁量子數(shù)m同一亞層的電子云形狀雖然相同，但電子云所處的空間位置不同，即有不同的伸展方向。磁量子數(shù)是用來描述電子云在空間伸展方向的參數(shù)。每個(gè)m值代表電子云的一種伸展方向。

核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述（二）

通常把在一定電子層中，具有一定形狀和伸展方向的電子云所占據(jù)的原子核外的空間成為一個(gè)原子軌道(簡并軌道)。用一組三個(gè)量子數(shù)（n,l,m）可以描述核外的一個(gè)原子軌道。原子軌道不是電子運(yùn)動(dòng)的軌跡，僅僅代表電子的一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或運(yùn)動(dòng)范圍。

核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述（二）

磁量子數(shù)m的取值受角量子數(shù)l的限制。m=0，±1,±2，±3……±l；共2l+1個(gè)數(shù)值角量子數(shù)l=0時(shí)，磁量子數(shù)m只有一種取值0，表示形狀為球形的s軌道，在核外空間中只有一種分布方向，即以核為球心的球形分布。

核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述（二）

l=1時(shí)，m有三種取值0、＋1和－1，表示形狀為啞鈴形的p軌道，在核外空間中有三種不同的分布方向，即沿x軸分布、沿y

軸分布和沿z軸分布。磁量子數(shù)m，一般與原子軌道的能量無關(guān)。所以三種不同取向的p軌道，其能量相等。我們說沿x

軸、沿y軸和沿z

軸分布的三種p軌道能量簡并，或者說p軌道是有三條簡并軌道。

核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述（二）

l=2時(shí)，m有五種取值0、＋1、－1、＋2、和－2，表示形狀為花瓣形的d軌道，在核外空間中有五種不同的分布方向，即有五條簡并軌道。l=3的f軌道，在空間有七種不同取向。形狀更復(fù)雜，f軌道有7條簡并軌道。

核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述（二）

n，l，m一組三個(gè)量子數(shù)可以決定一個(gè)電子所在的原子軌道離核的遠(yuǎn)近、形狀和伸展方向。例如，由n=1，l=0，m=0所表示的原子軌道位于核外第一層，呈球形對(duì)稱分布，即2s軌道。由n=3，l=2，m=1所表示的原子軌道位于核外第三層，呈花瓣形，即五條3d軌道之一。

核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述（二）

(四)自旋量子數(shù)（ms）原子中的電子不僅圍繞著原子核運(yùn)動(dòng)，而且也繞著自身的軸運(yùn)動(dòng)。電子繞著自身的軸的運(yùn)動(dòng)叫做電子的自旋，用自旋量子數(shù)ms表示。電子的自旋方向只有2個(gè)，即順時(shí)針方向和逆時(shí)針方向。所以，ms的值也只有2個(gè)，通常用和表示

核外