原子轨道和电子云的图形.ppt

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1、关于原子轨道和电子云的图形现在学习的是第1页，共29页* 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、黑点图现在学习的是第2页，共29页注意！-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现在学习的是第3页，共29页现在学习的是第4页，共29页现在学习的是第5页，共29页现在学习的是第6页，共29页 把函数值相同的空间各点连成曲面把函数值相同的空间各点连成曲面, 就是等值面图就是等值面图(

2、其其剖面是等剖面是等值线图值线图) ). 电子云的电子云的等值面亦称等密度面等值面亦称等密度面. 电子云界面图是电子云界面图是一种等密度面。一种等密度面。 通常通常的的选择标准是选择标准是: 这种等密度这种等密度面形成的封闭空间面形成的封闭空间(可能有几个互不连通的空间可能有几个互不连通的空间)能将电子总概率的能将电子总概率的90%或或95%包围在内包围在内(而不是这个等密度面上的概率密度值为而不是这个等密度面上的概率密度值为0.9或或0.95).1. 原子轨道和电子云的原子轨道和电子云的等值面图等值面图现在学习的是第7页，共29页 氢原子氢原子3pz电子云界面图电子云界面图现在学习的是第8页

3、，共29页 原子轨道界面与电子云界面是同一界面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原子轨道界面值的绝对值等于电子云界面值的平方根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原子轨道界面图的不同部分可能有正负之分负之分, , 由波函数决定由波函数决定. . 轨道节面分为两种轨道节面分为两种: : 角度节面角度节面( (平面或锥面平面或锥面) )有有l个个; ; 径向节面径向节面( (球面球面) )有有n-l-1个个. . 共有共有n-1个个. . 通常所说的原子轨道图形，应当是轨道界面图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

4、复函数，下面给出氢原子化学中很少使用复函数，下面给出氢原子实函数的实函数的轨道界面图轨道界面图. .现在学习的是第9页，共29页现在学习的是第10页，共29页现在学习的是第11页，共29页现在学习的是第12页，共29页 径向部分的对画图有三种： (1) R(r)-r图，即径向函数图 (2) R2(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. 径向部分的对画图径向部分的对画图现在学习的是第13页，共29页(1) R(r)-r图与R2(r)-r图R(r)-径向函数R2(r)-径向密度函数现在学习的是第14页，共29页规律： 在r=0处（核处） s型函数在核处有

5、最大值 p型函数在核处为0 节面 (n-l-1)个ns 有n-1个节面 np 有n-2个节面 Rn, l，有n-l-1个节面 最大值分布ns n，最大值离核越近 np n，最大值离核越近 现在学习的是第15页，共29页R(r)与R2(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！现在学习的是第16页，共29页(2) 径向分布函数D(r) 前面R2(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现在学习的是第17页，共29页),(,2rmlnddrdrdsin2drmln),(,2电子在(r

6、, , )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中出现的几率现在学习的是第18页，共29页 200,2),(drmln 20022sinddrdrR2002222sin dddrRrdrRr22drrD)(电子在半径为r处，厚度为dr的球壳内电子出现的几率现在学习的是第19页，共29页)()(2,2rRrrDln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的分布现在学习的是第20页，共29页badrrD)(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现在学习的是第21页，共29页规律： 1s态 0123

7、4560.00.10.20.30.40.50.6D(r)r/a0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=a0处D(r)出现了最大值 现在学习的是第22页，共29页这说明r=a0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 现在学习的是第23页，共29页 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 主峰-最大值出现的位置ns n，主峰离核越远 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 24r/a01s2s2p3s3p3d0.60

8、.300.240.160.0800.240.160.0800.160.0800.120.080.0400.120.080.040D(r)现在学习的是第24页，共29页 (1) Y(,),图，即波函数角度分布图. (2) |Y (,)| 2,图，即电子云角度分布图.3. 角度部分的对画图角度部分的对画图现在学习的是第25页，共29页 最常见的一种错误是把波函数角度分布图Y(,)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！现在学习的是第26页，共29页Yl,m的节面数为l个Rn,l的节面数为n-l-1个n,l,m的节面数为n-1个角度分布图角度分布图现在学习的是第27页，共29页现在学习的是第28页，共29页感谢大家观看感谢大家观看现在学习的是第29页，共29页