原子轨道和电子云的图形课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,,,*,§2.3 原子轨道和电子云的图形,,,1,,§2.3 原子轨道和电子云的图形1,*,,作图对象和作图方法,作图对象主要包括：,(1) 复函数还是实函数,(2) 波函数 (即轨道,,)还是电子云(,,2,),(3) 完全图形还是部分图形(,,or,R,or,Y,or ……,),作图方法主要包括：,函数-变量图、界面图、等值面（线）图、,网格图、黑点图,,2,,* 作图对象和作图方法 作图对象主要包括：作图方法主要包括：,注意！！！,-函数图像,-对波函数的数学描述,-并非运动轨迹和运动范围的描述,,3,,注意！！！-函数图像-对波函数的数学描述-并非运动轨迹和运动,,4,,4,,5,,5,,6,,6,把函数值相同的空间各点连成曲面, 就是等值面图(其,剖面是等值线图),.,电子云的,等值面亦称等密度面.,电子云界面图是,一种等密度面 通常,的,选择标准是: 这种等密度面形成的封闭空间(可能有几个互不连通的空间)能将电子总概率的,90%或95%,包围在内(而不是这个等密度面上的概率密度值为,0.9或0.95,).,1.,原子轨道和电子云的,等值面图,,7,,把函数值相同的空间各点连成曲面, 就是等值面图,氢原子3p,z,电子云界面图,,8,,氢原子3pz电子云界面图8,原子轨道界面与电子云界面是同一界面,,,原子轨道界面值的绝对值等于电子云界面值的平方根,,,原子轨道界面图的不同部分可能有正负之分,,,由波函数决定,.,轨道节面分为两种: 角度节面(平面或锥面)有,l,个; 径向节面(球面)有,n,-,l,-1,个. 共有,n,-1,个.,,通常所说的原子轨道图形，应当是轨道界面图,.,,化学中很少使用复函数，下面给出氢原子,实函数的,轨道界面图,.,,9,,原子轨道界面与电子云界面是同一界面, 原子轨,,10,,10,,11,,11,,12,,12,径向部分的对画图有三种：,(1),R,(,r,)-,r,图，即径向函数图,(2),R,2,(,r,)-,r,图，即径向密度函数图,(3),D,(,r,) -,r,图，即径向分布函数图,2. 径向部分的对画图,,13,,径向部分的对画图有三种： 2. 径向部分的对,(1),R,(,r,)-,r,图与,R,2,(,r,)-,r,图,R,(,r,)-径向函数,R,2,(,r,)-径向密度函数,,14,,(1) R(r)-r图与R2(r)-r图R(r)-径向函数,规律：,① 在r=0处（核处）,s型函数在核处有最大值,p型函数在核处为0,② 节面 (n-l-1)个,ns 有n-1个节面,np 有n-2个节面,R,n, l,，有n-l-1个节面,③ 最大值分布,ns n,,，最大值离核越近,,np n,,，最大值离核越近,,,15,,规律：① 在r=0处（核处） s型函数在核处有最大值 p型函,R,(,r,)与,R,2,(,r,)的最大值离核越近,意味着电子主要出现在核附近,几率和几率密度！！！,,16,,R(r)与R2(r)的最大值离核越近几率和几率密度！！！16,(2) 径向分布函数,D,(,r,),前面,R,2,(r),描述的是几率密度随,r,的分布情况，要真正了解电子的分布情况，要关心电子分布的几率---,电子在半径为,r,处，厚度为,dr,的球壳内电子出现的几率,,17,,(2) 径向分布函数D(r) 前面R2(r)描述的,电子在(,r,,, ,)处出现的几率密度,三维空间中的微体积元,电子在微体积元,d,,中出现的几率,,18,,电子在(r, , )处出现的几率密度三维空间中的微体积元,电子在半径为,r,处，厚度为,dr,的球壳内电子出现的几率,,19,,电子在半径为r处，厚度为dr的球壳内电子出现的几率19,径向分布函数,物理意义：,电子在,r,处单位球壳厚度内电子出现的几率，,它反映了电子云随,r,的分布,,20,,径向分布函数物理意义：20,物理意义：,电子在处于,n, l,状态时，电子在距离核为,,a, b,间的球壳内出现的几率,,21,,物理意义：21,规律：,① 1s态,对1s轨道，几率密度随r下降，但微球壳体积随,r增大而增大。

两个相反趋势的综合作用结果使,得在r=a,0,处D(r)出现了最大值,,22,,规律：① 1s态 对1s轨道，几率密度随r下降，但微球壳体积,这说明r=a,0,处在单位球壳厚度内找到电子的几率,比任何其它地方单位球壳内电子出现的几率要大,,23,,这说明r=a0处在单位球壳厚度内找到电子的几率23,② 极大值个数：,径向分布函数有n-l个极大值，,有n-l-1个节面,③ 主峰-最大值出现的位置,ns n,，主峰离核越远,,④ n相同，l不同时,ns n,，主峰离核越远,,l,，主峰离核越近；,第一个极大值离核越远,,,,,,,,,0 5 10 15 20 24,r/a,0,1s,2s,2p,3s,3p,3d,0.6,0.3,0,0.24,0.16,0.08,0,0.24,0.16,0.08,0,0.16,0.08,0,0.12,0.08,0.04,0,0.12,0.08,0.04,0,D(r),,24,,② 极大值个数： 径向分布函数有n-l个极大值，③ 主峰-最,(1),Y(θ,φ)~θ,φ,图，即波函数角度分布图.,(2),|Y (θ,φ)|,2,~θ,φ,图，即电子云角度分布图.,3. 角度部分的对画图,,25,,(1) Y(θ,φ)~θ,φ图，即波函数角度分,最常见的一种错误是把波函数角度分布图,Y,(,θ,φ,),说成是原子轨道，或以此制成模型作为教具。

特别注意！！！,分解得到的任何图形都只是从某一侧面描述轨道或电子云的特征，而决不是轨道或电子云的完整图形！,,26,,最常见的一种错误是把波函数角度分布图Y(θ,φ)说成,Y,l,m,的节面数为,l,个,R,n,l,的节面数为,n-l-1,个,,n,l,m,的节面数为,n-1,个,角度分布图,,27,,Yl,m的节面数为l个Rn,l的节面数为n-l-1个n,l,,28,,28,例题,1.,讨论氦离子,He,+,2s,态波函数的节面位置和 形状,.,要使,,2,s,=0,应有:,因此,r=a,0,由于,2s,与,,,,无关,,,故波函数的节面是以,a,0,为半径的球面,.,,,29,,例题1. 讨论氦离子He+2s态波函数的节面位置和 形状,。