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(二)电子云的角度分布图

(2007-02-15 12:17:56)

(电子云的角度分布图

        spd轨道电子云的角度分布图(截面图),简称Y 2图。它是Y 2lm(θ,φ)θ,φ作的图。此图与原子轨道角度分布图相似,但有两点区别,一是Y 2图“瘦”,因为│Y│<1,平方后就更小;二是Y 2图均是正值。无正负号之分。注意,Y 2图只表示在空间不同方位角电子出现的概率密度的变化情况,不表示电子出现的概率密度与距离的关系。

径向分布函数图

http://spspku.bjmu.edu.cn/Web%20Page/GeneralChem/kechengneirong/08/08-06.gif

径向分布函数示意图

    径向分布函数(radial distribution function)D(r)表示,D(r) = R2 n ,l (r) 4πr 2 。它的意义是表示电子在一个以原子核为中心,半径为r 、微单位厚度为dr的同心圆薄球壳夹层内出现的概率,即反映了氢原子核外电子出现的概率与距离r的关系。注意这里讲的是概率而不是概率密度。概率 = 概率密度×体积,薄球壳夹层的表面积为4πr2, 薄球壳夹层的体积为dv = 4πr2 dr 。所以,

    概率 =ψ24πr2dr = R2 n ,l (r) 4πr2 dr = D(r) dr

从径向分布函数图可以看出

1.在基态氢原子中,电子出现概率的极大值在ra0(玻尔半径,a0=52.9pm)的球面上,它与概率密度极大值处(原子核附近)不一致,核附近概率密度虽然很大,但在此处薄球壳夹层体积几乎小得等于零,随着r的增大,薄球壳夹层体积越来越大,但概率密度却越来越小,这两个相反因素决定1s径向分布函数图在a0出现一个峰,从量子力学的观点来理解,玻尔半径就是电子出现概率最大的球壳离核的距离。

2.径向分布函数图中的峰数有(n- l)个,例如,1s1个峰,4s4个峰,2p1个峰,3p2个峰…

3.道角动量量子数l 相同,主量子数n不同时,主峰距核位置不同,n越小,距核越近,n越大,距核越远,好象电子处于某一电子层。

4.主量子数n相同,轨道角动量量子数l 不同时,nsnp多一个离核较近的峰,np又比nd多一个离核较近的峰…第一个峰与核的距离是ns np nd nf,说明不同l的“钻穿”到核附近的能力不同。钻穿能力的顺序是ns np nd nf例如4s的第一个峰竟钻穿到3d的主峰之内去了。这说明玻尔理论中假设的固定轨道是不存在的,外层电子也可以在内层出现,这正反映了电子的波动性。

文章引用自:http://spspku.bjmu.edu.cn

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