1、5.3 泡利原理和同科电子泡利原理和同科电子一、确定电子状态的量子数一、确定电子状态的量子数 1. 主量子数主量子数 n： 确定电子能量的高低。确定电子能量的高低。2. 轨道角量子数轨道角量子数 l： 确定电子的确定电子的 轨道轨道 角动量。角动量。标志电子态的量子数有五个标志电子态的量子数有五个 ： n， l， s， ml， ms。把具有相同把具有相同 n的电子看作分布在同一的电子看作分布在同一 主壳层主壳层 上。上。n=1、 2、 3、 4、 5、 6、 7K、 L、 M、 N、 O、 P、 Qn、 l相同的电子构成一个相同的电子构成一个 次壳层次壳层 ，称为，称为 同科电子同科电子l =
2、0、 1、 2、 3、 4、 5、 6 n-1，共，共 n个个s、 p、 d、 f、 g、 h、 i 14. 轨道磁量子数轨道磁量子数 ml：表示轨道角动量在外场方向的投影。表示轨道角动量在外场方向的投影。 5.自旋磁量子数自旋磁量子数 ms：表示自旋角动量在外场方向的投影。表示自旋角动量在外场方向的投影。 自旋量子数自旋量子数 s对所有的电子相同，对所有的电子相同，在区别电子态时不考虑。在区别电子态时不考虑。 (n， l， ml， ms)3. 自旋量子数自旋量子数 s：确定电子的：确定电子的 自旋自旋 角动量。角动量。s=1/2，是一个常数。，是一个常数。共共 2l+1 个个 2二、泡利不相
3、容原理二、泡利不相容原理在一个原子中不可能有两个或两个以上的在一个原子中不可能有两个或两个以上的电子电子 具有完全相同的四个量子数具有完全相同的四个量子数 (状态状态 )例例 1：氦原子的基态：氦原子的基态He原子基态的电子组态原子基态的电子组态 1s1s，两个电子的，两个电子的n和和 l都相同，称为都相同，称为 同科电子同科电子 。两个两个 1s电子的电子的 n， l， ml都相同，都相同， ms必定不能相同。必定不能相同。即：即： (1， 0， 0， 1/2) (1， 0， 0， -1/2) 因此，因此， He的基态的基态 (1s1s)只有只有 态而无态而无 态。态。由于泡利不相容原理的影
4、响，使同科电子形成由于泡利不相容原理的影响，使同科电子形成的原子态比非同科电子形成的原子态要少得多。的原子态比非同科电子形成的原子态要少得多。 S态态 单态单态3例例 2： n=2的轨道上最多能容纳的电子数。的轨道上最多能容纳的电子数。有有 8个不同的状态，最多能容纳个不同的状态，最多能容纳 8个电子个电子即：即： 2n2=222 (2s22p6) 4三、各壳层所能容纳的最大电子数三、各壳层所能容纳的最大电子数n、 l相同的次壳层：相同的次壳层： n相同的主壳层：相同的主壳层： 四、同科电子合成的状态四、同科电子合成的状态同科电子是同科电子是 n， l两个量子数相同的电子。由于它们两个量子数相
5、同的电子。由于它们的的 n， l相同，仅要求相同，仅要求 ml， ms不同，因此，同科电子不同，因此，同科电子形成的原子态比非同科电子形成的原子态要少得多形成的原子态比非同科电子形成的原子态要少得多。5例：例： 两个两个 非非 同科同科 s电子形成的原子态有电子形成的原子态有 2个。个。 电子态的排布方式有电子态的排布方式有 4种，如种，如 1s2s组态：组态：单层、三层单层、三层 S 态态(1， 0， 0， 1/2) (2， 0， 0， 1/2) (1， 0， 0， 1/2) (2， 0， 0， -1/2) (1， 0， 0， -1/2) (2， 0， 0， 1/2) (1， 0， 0， -
6、1/2) (2， 0， 0， -1/2) mlms -1 0 +10 （ 0， 0） （ 0， 0） （ 0， 0） （ 0， 0）而而 两个同科两个同科 s电子形成的原子态只能有电子形成的原子态只能有 1个：个：电子态的排布方式也只有电子态的排布方式也只有 1种，如种，如 1s1s组态：组态：(1， 0， 0， 1/2) (1， 0， 0， -1/2) 6例：例： 两个非同科两个非同科 p电子形成的原子态有电子形成的原子态有 10个个电子态的排布方式有电子态的排布方式有 36种。种。 7注意：注意： ml1,ml2=0,1； ms1,ms2=1/2。mlms -1 0 +1+2 （ 1， 1
7、） （ 1， 1）（）（ 1， 1） （ 1， 1）+1 （ 1， 0）（ 0， 1） （ 1， 0）（）（ 1， 0）（ 0， 1）（）（ 0， 1） （ 1， 0）（ 0， 1）0（ 1， -1）（ 0， 0）（ -1， 1）（ 1， -1）（）（ 1， -1）（ 0， 0）（）（ 0， 0）（ -1， 1）（）（ -1， 1）（ 1， -1）（ 0， 0）（ -1， 1）-1 （ 0， -1）（ -1， 0）（ 0， -1）（）（ 0， -1）（ -1， 0）（）（ -1， 0）（ 0， -1）（ -1， 0）-2 （ -1， -1）（ -1， -1）（）（ -1， -1）（ -1， -
8、1）mlms -1 0 +1 备注备注+2 A AB A A+B+C+D+E+F+1 AC ABCD AC0 ACE ABCDEF ACE-1 AC ABCD AC-2 A AB Amlms -1 0 +1 备注备注+2 A A A ms=0,1 s=1ml=0,1,2 l=2s=1,l=2 j=3,2,1 3D3,2,1+1 A A A0 A A A-1 A A A-2 A A Amlms -1 0 +1 备注备注+2 B ms=0 s=0ml=0,1,2 l=2s=0,l=2 j=2 1D2+1 B0 B-1 B-2 Bmlms -1 0 +1 备注备注+2 ms=0,1 s=1ml=0,1 l=1s=1,l=1 j=2,1,0 3P3,2,1+1 C C C0 C C C-1 C C C-2
