医用化学原子结构与元素周期律

医用化学原子结构，医学牲快来学习学习吧。主要内容有核外电子运动状态及特征、氢原子的原子轨道、多电子原子的核外排布。

医用化学原子结构与元素周期律

• 核外电子运动状态及特征
  • 氢原子光谱
    • 连续光谱
    • 线状光谱d
  • 波尔理论
    • 定态假设；核外电子只能在某些符合一定量子化条件的确定轨道上运动，在这些轨道上运动的电子部放出能量也不吸收能量，即电子处于某一定态。
    • 轨道假设：原子中的稳定轨道有许多条。在这些轨道中能量最低的叫基态，离核最近，其余的叫激发态
    • 能级跃迁：一般情况下，原子中的电子尽可能处于能量最低的轨道上。当原子受到辐射、加热、通电时，电子获得能量跃迁到能量较高的轨道上，处于激发态。激发态不稳定，电子回到低能量状态会释放能量
    • 不足之处
      • 1⃣️不能解释多电子原子的光谱线
      • 2⃣️不能解释氢原子光谱的精细结构
  • 波粒二象性的提出:λ=h/p=h/my
    • 宏观物体粒子掩盖的波动性
    • 微观物体才显现出明显的波动性
  • 测不准远离：微观粒子运动不遵循经典力学的规律
  • 微观粒子的统计规律：虽然电子运动有着不确定性，无固定轨道，但是可以用统计学的方法描述电子在核外出现的概率分布
  • 薛定谔的方程
    • 解方程可得1，波函数Ψn、l、m
    • Ψ又叫原子轨道，是电子在核外出现概率的数学表达式
    • 要得到Ψ的表达式，必须先先确定三个常数（n、l、m)的取值，这三个常数为量子数
    • 量子数的取值合理，每一组合理的取值对应一个Ψ，
• 氢原子的原子轨道
  • 波函数的某些常数取值得到特定限制并且合理是（n,l,m)统称为量子数，
  • 主量子数（n)
    • n表示电子在核外空间出现概率最大区域离核的远近，也是决定电子能量高低的主要因素
    • n取值：1、2、3、4、5……为正整数
    • n的取值越小，该电子层离核越近，能量越低
    • 光谱符符号：K、L、M、N、O
  • 角量子数（l)
    • 意义：表示同一电子层，具有不同形状的原子轨道，表示原子轨道的形状
    • 取值：l=0、1、2、3、4……n-1
    • l也是决定电子原子电子能量高低的因素，多电子体系由n、l共同决定
  • 磁量子（m)
    • 意义：原子轨道在空间的伸展方向，每一个m代表一种伸展方向
    • 取值：m=0、+-1、+-2
    • 同一亚层的各原子轨道，在没有外加磁场下，能量是相等的，称为等价轨道
  • 自旋量子数Si
    • 1⃣️描述电子绕自转轴的旋转状态
    • 2⃣️s取值+1/2和-1/2，分别
      • ↑↓表示
  • 使用
    • 电子能量由n、l来决定
    • 一组合理的n,l,m,Si可确定一个原子轨道离核远近，形态，和伸展方向
    • 四个量子数可以确定一个电子在原子核的运动状态，同一个原子不可能存在完全相同的电子，即量子数不可能相同
  • 概率密度与电子云
    • 概率：把电子在核外空间某一区域出现的机会的多少称为概率
    • 概率密度：电子在核外空间某处单位体积内出现的概率叫概率密度，用波函数的绝对值的平方|Ψ|表示
• 多电子原子的核外排布
  • 能级简介
    • 1⃣️七个能级组
    • 2⃣️简并轨道能量相等
    • 3⃣️n越大，l越大能量越高
    • 4⃣️n相同，l越大，能量越高
    • 5⃣️n与l同时变动，能级交错
  • 三条规则
    • （1）泡利不相容原理
      • 同一原子中没有运动状态完全相同的电子，没有四个量子数完全相同的两个电子，在一个原子轨道上最多可容纳2个电子且自旋方向相反
    • （2）能量最低原理
      • 基态多电子原子核外电子排布时总是先占据能量最低的轨道，当能量最低的轨道占满时才排入高能量轨道使整个原子能量最低
    • （3）洪特规则
      • 电子在能量相同的不同轨道上排布时，总是尽可能以自旋方向相同，分占不同轨道，这样排布方式总能量最低
• 主要研究电子的变化
• 洪特规则补充：等价轨道全充满，半充满或是全空状态时比较稳定，如Cu,Cr，MO,Ag的原子排布
• 因为存在屏蔽效应和钻穿效应时，出现了原子轨道能级交错现象