导图社区 结构化学 第二章 原子的结构和性质
本思维导图是结构化学第二章原子的结构和性质的相关知识点。 《结构化学》课程是化学学院本科生重要的基础理论课,在化学课程结构中具有重要的地位,同时是本科阶段接触的第一门理论课程。在本课程的学习中,不仅让学生通过学习掌握结构化学的基本知识,而且要求学生能深刻理解“性质反映结构,结构决定性质”这一基本原理,使学生从更高水平上理解各种化学的现象。
本思维导图是结构化学第一章量子力学的相关知识点。 《结构化学》课程是化学学院本科生重要的基础理论课,在化学课程结构中具有重要的地位,同时是本科阶段接触的第一门理论课程。在本课程的学习中,不仅让学生通过学习掌握结构化学的基本知识,而且要求学生能深刻理解“性质反映结构,结构决定性质”这一基本原理,使学生从更高水平上理解各种化学的现象。
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第14章DNA的生物合成读书笔记
原子的结构和性质
一、单电子原子的 Schrodinger 方程及其解
Hamilton符(原子单位)
量子数和波函数
Schrodinger 方程的解叫波函数,波函数由三个量子数(n,1, m)(分别叫主量子数,角量子数和磁量子数)确定∶ y=R,(r)Y(θ,φ)。
单电子原子(氢原子或类氢离子)的能量只与主量子数n有关。
波函数的图像
总波函数的节面数∶n-1。其中径向波函数的节面数为∶ n-l-1,角度波函数的节面数为∶ 1。
径向分布函数∶ D(r)=r²R(r),D(r)dr表示出现在半径在r~r+dr球壳内 出现的几率。径向分布函数有(n-I)个峰(极大值)。
波函数的角度部分的图像
s∶ 球形;
p∶ 两个大小相等、相互外切的球,一正一负。有三个取向,分别为Px,Py,Pz
二、多电子原子的结构
Hamiton 算符(原子单位)∶
单电子近似
由于Hamilton算符中含有二,不能采用变量分离法解Schrodinger 方程,因此多电子原子的波函数没有精确解,只有近似解。
将其它电子对某一电子的相互作用,采用平均场近似,最简单的是用屏蔽效应来考虑,这样总波函数就是每个单电子波函数的 Slater 行列式
求屏蔽常数的 Slater 规则
(1)将电子按内外次序分组∶ Is|2s,2p|3s,3p|3d|4s,4p|4d|4f|5s,5p|
(2)外层电子对内层无屏蔽作用,σ=0;
(3)同一组电子σ=0.35 (ls组内电子间的σ=0.30);
(4)对于s,p电子,相邻内一组的电子对它的屏蔽常数是0.85;对于d,f电子,相邻内一组的电子对它的屏蔽常数是 1.00;(5)更内层的各组σ=1.00。
(5)更内层的各组σ=1.00。
轨道的能量
E=-13.6(Z-6)²/n²
三、原子光谱
角动量耦合规则
两个角动量耦合
三个角动量的耦合,先两个耦合后再与另一个耦合,与耦合的顺序有关
对于轻原子,自旋角动量与自旋角动量耦合为总自旋角动量 S,轨道角动量与轨道角动量耦合为总轨道角动量L,S 和L耦合成总角动量J。
对于重原子,每个电子的自旋角动量与轨道角动量先耦合成该电子的总角动量j,j与j再耦合成总角动量J。
光谱项∶ 2s+1^L,光谱支项∶2s+1^Lj
谱项能级的高低
Hund 规则
(1)原子在同一组态时,S值越大其能量越低
(2)S值相同时,L值越大其能量越低;
(3)S,L 都相同时,电子少于半充满,J值小能量低;电子多于半充满时,J值大能量低。
在外磁场中能级的高低∶
外磁场强时
每一光谱支项进一步分裂为2J+1能级, m (-J: 1∶J),mJ,越小能量越低。
电子跃迁规则
△S= 0:
△L=0,±1 (L=0——→L'=0除外);
△J=0,±1,(J=0—→J'=0);
△mJ=0,±1(△J=0时∶ mJ=0—→m'J=0除外)