圣才电子书www.100xuexi.com十万种考研考证电子书、题库视频学习平台第4章物质结构4.1考点归纳一、原子核外电子的运动状态1．核外电子运动的特征（1）波粒二象性微观粒子在不同的条件下分别表现出波动性和粒子性质，称为波粒二象性。（2）测不准原理微观粒子的位置和动量之间存在测不准关系。（3）量子化特征表征微观粒子运动状态的某些物理量只能不连续地变化，称为量子化。2．核外电子运动状态的描述（1）薛定谔方程简介奥地利物理学家薛定谔提出的二阶偏微分方程如下：解方程可求得波函数和能量E。1/99圣才电子书www.100xuexi.com十万种考研考证电子书、题库视频学习平台图4-1（2）波函数和原子轨道①波函数：描述原子核外电子运动状态的数学函数式称为波函数。它是薛定谔方程的解，电子在核外运动，有一系列的空间运动状态，一个波函数描述电子的一种运动状态，每一个特定状态就有一个相应的波函数和相应的能量E。②原子轨道：指原子核外电子的空间运动范围。Ψn，l，m（r，θ，φ）=Rn，l（r）﹒Yl，m（θ，φ）Rn，l（r）----径向波函数；Yl，m（θ，φ）----角度波函数。③原子轨道角度分布图Ψn，l，m（r，θ，φ）=Rn，l（r）﹒Yl，m（θ，φ）原子轨道角度分布图：由Y（θ，φ）对θ，φ作图所得，表示电子可能出现的区域。（3）概率密度和电子云①概率：电子在核外空间某处出现机会的多少称为概率。②概率密度：电子在核外空间某处单位体积中出现的概率称为概率密度。常用|Ψ|2表示。③电子云：用小黑点的疏密表示原子核外电子出现的概率密度的相对大小,小黑点较密的地方，表示概率密度较大，单位体积内电子出现的机会多，来描述电子在核外出现的概率密度分布所得的空间图像。2/99圣才电子书www.100xuexi.com十万种考研考证电子书、题库视频学习平台所以，电子云是概率密度大小的形象化描述。黑点密集的地方，表示电子出现的概率密度大。（4）量子数量子数：核外电子的运动状态用波函数或原子轨道来描述，波函数或原子轨道是由一些参数来确定的，这些参数都是量子化的（取值不连续），叫做量子数。主要包括四种。①主量子数（n）a．意义：表示原子的大小,核外电子离核的远近和电子能量的高低。b．取值：1,2,3,4,…….n,为正整数(自然数),与电子层相对应电子层符号：K,L,M,N…c．对于单电子体系，n决定了电子的能量，n的数值大，电子距离原子核远，则具有较高的能量；同时，n大，决定r比较大,即原子比较大②角量子数（l）a．意义：描述原子轨道或电子云的空间形状，在多电子原子中与n共同决定电子的能量高低。b．取值：l只能取小于n的正整数，即对于给定的n值，l可取0,1,2,3,4,……(n-1),电子亚层符号：s,p,d,f,g,h……表示。如：n=3，表示角量子数可取：l=0，1，2原子轨道的形状取决于ln=4,l=0：表示轨道为第四层的4s轨道，形状为球形；l=1：表示轨道为第四层的4p轨道，形状为哑铃形；l=2：表示轨道为第四层的4d轨道，形状为花瓣形；3/99圣才电子书www.100xuexi.com十万种考研考证电子书、题库视频学习平台l=3：表示轨道为第四层的4f轨道，形状复杂。由此可知：在第四层上，共有4种形状的轨道。而同层中(n相同),不同的轨道称为亚层，也叫电子轨道分层。所以l的取值决定了亚层的多少。电子绕核运动时，不仅具有能量，而且具有角动量，而且角动量也是量子化的。③磁量子数（m）a．意义：描述原子轨道或电子云在空间的伸展方向。b．取值范围：m取值受角量子数l限制，对于给定的l值，m＝0,±1,±2,±3,……±l共2l+1个值,每一个取值代表一种空间伸展方向，即表示一个原子轨道。如l=2的d轨道，m有5个取值，即0,±1,±2，表示d轨道有5种空间取向，可表示为dxy、dxz、dyz、dx2-y2、dz2。（称它们为等价轨道或简并轨道）④自旋量子数（ms）a．意义：描述原子轨道中电子的两种特殊运动状态。b．取值范围：ms值可取+1/2或-1/2，分别表示正自旋或反自旋（或顺时针、逆时针）两种自旋运动状态。小结：主量子数n决定了电子的能量和离核的远近；角量子数l决定了轨道的形状；磁量子数m决定了轨道的空间伸展方向，即n，l，m三个量子数共同决定了一个原子轨道。自旋量子数ms决定了电子的自旋运动状态。有了这四个量子数，一个电子的运动状态就可以确定了。如：n＝3，l＝0（3s轨道），m=0，有一个3s轨道。n=3，l=1（3p轨道)，m=0，±1，有三个3p轨道。n=3，l=2（3d轨道），m=0，±1，±2，有五个3d轨道。n=3，l=3，是错误的。4/99圣才电子书www.100xuexi.com十万种考研考证电子书、题库视频学习平台等价轨道（简并轨道）：指n，l相同，m不同的原子轨道，如3p亚层的三个p轨道就是等价轨道。二、原子的核外电子排布1．原子轨道能级图（1）鲍林近似能级图中圆圈表示原子轨道，按轨道能量高低顺序依次排列。我国化学家徐光宪提出用（n＋0.7L）表示轨道能量高低，（n＋0.7L）值越大，轨道能量越高。图4-2（2）规律：①L相同时，n越大能级越高。如E1s＜E2s＜E3s…，E2p＜E3p＜E4p…；②n相同时，L越大能级越高。如E3s＜E3p＜E3d；③n和L均不同时，出现“能级交错现象”。如E4s＜E3d＜E4p，E5s＜E4d＜E5p。可以用徐光宪的近似规则判断轨道能级：n＋0.7L2．核外电子排布规则（1）能量最低原理：电子由能量低的轨道向能量高的轨道排布(电子先填充能量低的轨道，后填充能量高的轨道)。5/99
全国硕士研究生招生考试农学门类联考化学考点归纳与典型题详解-无机及分析化学第四章至第六章【圣才出品】
