qm01 電子所吸收能量不足以到次一高能階時，則會回到原低能階，中途不停留。 ②、當電子由一個較高能階躍遷至較低能階時，電子會將兩能階的能量差以光或熱的形式放 出；若以光的形式放出時便產生光譜

  內容由蔡明倫老師編纂 
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第 第 1 1 章 章    原 原子 子構 構造 造


電子所吸收能量不足以到次一高能階時，則會回到原低能階，中途不停留。 ②、當電子由一個較高能階躍遷至較低能階時，電子會將兩能階的能量差以光或熱的形式放 出；若以光的形式放出時便產生光譜


1-3  原子軌域
一、原子軌域：
1、波耳氫原子模型的限制—導致量子力學的發展： (1)、優點：首先引入量子化（能階）觀念，並解釋氫原子光譜及能階特性。 (2)、缺點： ①、用古典力學的理論應用於微觀電子，卻無法解釋在穩定態的電子為什麼不會輻射能量。 ②、波耳的模型只能解釋單一電子所組成之原子或離子的光譜，例如 H、He+、Li2+…等，對 多電子的原子光譜不能解釋。 ③、波耳的模型中，原子內的電子沿一定軌道在原子核的周圍做圓周運動，實際上，電子並 不是在核外循一定軌道做圓周運動


、量子力學的原子模型： (1)、科學家認為原子核外的電子並不像行星繞太陽一樣有固定的軌道，而是在原子核附近的 空間快速運動，電子的運動軌跡無法被預測，亦即無法知道電子下一瞬間會出現在何處。 但能預測電子在空間中某一點出現的機率。 (2)、電子雲和軌域： ①、電子雲：若將電子在原子核外出現的機率高低以點狀的密疏來表示， 此種點狀圖稱之為電子雲。 ②、軌域：由原子核往外延伸，若將電子雲出現機率 90％以上的空間範 圍涵蓋出來，如右圖所示，則稱為該電子於特定能階所顯示的軌域； 不同軌域的能量及形狀不同，其分類及特性可由量子數決定。 
3、量子數：描述軌域與電子在原子核外的分布情形。 (1)、主量子數（n）：決定軌域的能量與大小。 ①、電子所具有的能量可由主量子數（n）決定，n＝1、2、3、4、…、∞等代表電子主殼層，    或可依序以英文符號 K、L、M、N、…表示。 ②、當 n 值愈大時，電子所具有的能量愈大，相對應的軌域範圍也愈大，電子距離原子核的    平均半徑愈大，代表電子可以出現的空間愈廣

(2)、角動量量子數（l）：決定軌域的種類與形狀。 ①、主要為決定該軌域的形狀，l＝0、1、2、3、…（n－1）代表電子副殼層，依序以英文符 號 s、p、d、f、…表示。  s、p、d 及 f 軌域的名稱，源自於對原子光譜譜線外觀特徵的描述，分為銳系光譜(sharp)、 主系光譜(principal)、漫系光譜(diffuse)、基系光譜(fundamental)，其他的則依字母序命名

(2)、角動量量子數（l）：決定軌域的種類與形狀。 ①、主要為決定該軌域的形狀，l＝0、1、2、3、…（n－1）代表電子副殼層，依序以英文符 號 s、p、d、f、…表示。  s、p、d 及 f 軌域的名稱，源自於對原子光譜譜線外觀特徵的描述，分為銳系光譜(sharp)、 主系光譜(principal)、漫系光譜(diffuse)、基系光譜(fundamental)，其他的則依字母序命名。 
②、不同角動量的軌域形狀各不相同，整理如下表，所有 s 軌域的形狀均為球形對稱，p 軌域 的形狀為啞鈴形。 ▼ 原子軌域的角動量量子數與軌域名稱 角動量量子數（l） 0 l 2 3 軌域名稱 s p d f 
③、當主量子數為 n 時，該殼層內含有 n 種不同形狀的軌域，如 n＝1 時有一種軌域（l＝0）， 稱為 1s；n＝2 時有兩種（l＝0 及 1），分別為 2s 及 2p；n＝3 時，則有 3s、3p 及 3d 三種 軌域。 
(3)、磁量子數（ml）：決定同種軌域的數目與空間位向。 ①、 磁量子數隨角量子數 l 值大小而定，每個 l 值有 2l＋1 個磁量子數，即 ml＝＋l、…、0、…、     －l；亦即每一個角量子數 l 有 2l＋1 個不同方位的軌域。 
(4)、自旋量子數（ms）：決定電子自旋方向。
①、每個軌域可容納 2 個不同自轉方向的電子，s =
1 2  或 s = 1 2 




3、不同原子的相同軌域，能量不相同：原子序愈大，能量愈小。 如 1s 能量：H > Li。∵原子序愈大，帶正電的質子數愈多，對 1s 軌域電子吸引力愈強， 使原子軌域更安定，因此能量較低