Wednesday, April 24, 2013

qm01 电子在空间的几率密度的大小可以形象的用黑点在空间的疏密程度来表示,称为电子云空间分布图

的大小可以形象的用黑点在空间的疏密程度来表示,称为电子云空间分布图

 
绪论
第一章
第二章
第三章
第四章
第五章
第六章
第七章
第八章
第九章
第十章
第十一章
第十二章
第十三章
第十四章
第十五章
第十六章
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§5.6 几率密度和电子云分布图

    原子中的电子总是按一定的几率密度分布在核外空间各处 , 相应的波函数 绝对值的平方 , 表示了电子在空间某点( x , y , z )波的强度。

  几率密度: 代表了电子在空间的几率密度。 电子在空间的几率分布称为电子云。

    几率:电子在某点附近体积 内的几率用 表示。

       
  因此,
    用 作图,从径向表示电子云在空间的分布规律。

   作图,从角度表示电子云在空间的分布规律。
5.6.1 电子云角度分布图
  
  1. 作图: 画图
  2. 意义:表示电子在核外空间某处出现的几率密度随 发生的变化,与 r 无关。
  3. 图和 的差异
    ① 图均为正号,而 图有 + 、 - 号(表示波函数角度部分值有 + 、 - 号之分)。
    ② 图比 图 “ 瘦小 “ 一些,原因是
  4. 电子云角度分布图

    一些电子云角度分布图如下:
          
               图5-13 电子云角度分布图
5.6.2 电子云径向密度分布图
  1. 作图:以 画图。
  2. 意义:表示电子在核外空间某处出现的几率密度随 r 发生的变化,与 无关,随半径 r 增大,密度逐渐减小,但 1s , 2s , 3s 在原子核附近电子云密度最大,随着半径 r 的增加,密度逐渐减少,但  2 s , 3 s 在离核较远处分别有一、二处密度较大的区域; p,d 电子云离核最近处电子密度接近于零。
  3. 一些电子云径向密度分布图 如下图所示。
         
                  图5-14 电子云径向密度分布图
5.6.3 电子云径向分布函数图(D - r )图
  1. 径向分布函数概念:是指空间半径为 r 与   r + dr 形成的球壳层内电子出现的径向几率与半径 r 的关系,用 表示。
  表示空间电子云的径向分布,在半径 r -( r + dr )的球壳层内电子云的几率应该是:   
  球壳层内电子云的几率为 :
  
  即:
  表示半径 r r + d r 之间的薄球壳的体积,记为
  2. 电子云径向分布函数图( D - r 图)的作图:
    以 d®-r作图 。电子云径向分布函数图 如下图所示。
    关于图的说明:节面-波函数在该面上任何一点的值均为 0 的曲面。
    峰 数 = n – l       节面数 = n l – 1
    主峰随 n 增大而离核较远, l 越大,峰数越少,主峰离核越近。
  3. 意义:
    ① D ( r ) 表示半径为 r 的球面上电子出现的几率密度(单位厚度球壳内电子出现的几率),则  D ( r ) - r 图表示半径为 r 的球面上电子出现的几率密度随 r 的变化。
    ②用于研究 “ 屏蔽效应 ” 和 “ 钻穿效应 ” 对原子轨道能量的影响。
     
                图5-15 电子云径向分布函数图( D - r ) 图
5.6.4 电子云空间分布图(电子云总体分布图)
    ,电子云空间分布图是以电子云径向分布图 及电子云角度分布图 组合得到的。的大小可以形象的用黑点在空间的疏密程度来表示,称为电子云空间分布图,是一种近似图像。
    意义:表示电子在核外空间出现的几率密度在空间的分布情况。
    一些氢原子电子云空间分布图如图所示。
    
       
    
                          图5-16 一些电子云空间分布图
    电子云的角度分布图和径向分布图,只是反映电子云的二个侧面。氢原子的 1s 、 2s 、 3d 电子云的完整图形如下图所示。
  
  
  
 
                       图5-17 氢原子的电子云完整图 
 
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