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由自旋产生的磁由自旋产生的磁矩称为自旋磁矩矩称为自旋磁矩 由自旋产生的角动量由自旋产生的角动量为为 其方向与磁矩其方向与磁矩方向相反。方向相反。1925年，乌仑贝克年，乌仑贝克(G.E.Uhlenbeck)和古兹密特和古兹密特(S.A.Goudsmit)提出电子自旋假说。提出电子自旋假说。把电子绕自身轴线的转动称为自旋。把电子绕自身轴线的转动称为自旋。2.2.电子的自旋电子的自旋电子的自旋电子的自旋S电子的自旋电子的自旋自旋自旋磁量子数磁量子数zShSz=msh12+12z电子的自旋电子的自旋电子的自旋电子的自旋 自旋角动量在外磁场自旋角动量在外磁场方向的投影只能有两种取值。方向的投影只能有两种取值。即：即：得：得：自旋量子数自旋量子数3.3.3.3.原子的电子壳层结构原子的电子壳层结构原子的电子壳层结构原子的电子壳层结构原子中电子的状态由四个量子数确定原子中电子的状态由四个量子数确定(1)主量子数主量子数 n=1,2,3,大体上决定电子在原子中的能量大体上决定电子在原子中的能量(2)角量子数角量子数 l=0,1,2,(n-1)决定电子绕核运动的角动量决定电子绕核运动的角动量决定电子绕核运动角动量的空间取向决定电子绕核运动角动量的空间取向(3)磁量子数磁量子数(4)自旋磁量子数自旋磁量子数 决定电子自旋角动量的空间取向决定电子自旋角动量的空间取向 一般地，主量子数一般地，主量子数n越大的主壳层其能级越大的主壳层其能级越高；在同一主壳层内，副量子数越高；在同一主壳层内，副量子数l越大的支越大的支壳层其能级越高。但也有例外，实际上能级的壳层其能级越高。但也有例外，实际上能级的高低次序可表示为高低次序可表示为1s7s5d5p5s6s6p6d 4s3s3p4f3d4p4d2p2s原子的电子壳层结构原子的电子壳层结构原子的电子壳层结构原子的电子壳层结构(1)泡利不相容原理泡利不相容原理 泡利在泡利在1925年提出：在原子中，不可能有两年提出：在原子中，不可能有两个或两个以上的电子具有完全相同的量子态。也就个或两个以上的电子具有完全相同的量子态。也就是说，原子中任何两个电子的量子数是说，原子中任何两个电子的量子数 不可能完全相同。这个结论叫不可能完全相同。这个结论叫泡利不相容原理。泡利不相容原理。电子在原子中的分布遵从下列两个原理：电子在原子中的分布遵从下列两个原理：原子的电子壳层结构原子的电子壳层结构原子的电子壳层结构原子的电子壳层结构 据泡利不相容原理据泡利不相容原理 主壳层主壳层n上可容纳的电子数为上可容纳的电子数为原子的电子壳层结构原子的电子壳层结构原子的电子壳层结构原子的电子壳层结构在同一支壳层上可容纳的电子数为在同一支壳层上可容纳的电子数为:各壳层可容纳的电子数各壳层可容纳的电子数0 1 2 3 4 5 6s p d f g h i1 2 3 4 5 6 7K L M N O P Q22 62 6 102 6 10 142 6 10 14 182 6 10 14 18 222 6 10 14 18 22 26Nn2 8 18 32 50 72 98lnNl原子的电子壳层结构原子的电子壳层结构原子的电子壳层结构原子的电子壳层结构(2)(2)能量最小原理能量最小原理 当原子处于正常状态时，原子中的电子尽可能当原子处于正常状态时，原子中的电子尽可能地占据未被填充的最低能级，这一结论叫做地占据未被填充的最低能级，这一结论叫做能量最能量最小原理。小原理。例例:试确定处于基态的氦原子中电子的量子数。试确定处于基态的氦原子中电子的量子数。和和解：氦原子有两个电子。按题意，这两个电子处于解：氦原子有两个电子。按题意，这两个电子处于1 1s态，即态，即n=1=1。因而因而 ml=0。据泡利不相容原据泡利不相容原理，这两个电子的量子数不能完全相同，所以它们理，这两个电子的量子数不能完全相同，所以它们的自旋的自旋磁磁量子数分别为量子数分别为1/2和和-1/2。因此，处于基态。因此，处于基态的氦原子中的两个电子的四个量子数分别为：的氦原子中的两个电子的四个量子数分别为：原子的电子壳层结构原子的电子壳层结构原子的电子壳层结构原子的电子壳层结构例例:分别计算量子数分别计算量子数n n=2=2、l l=1=1和和n n=2=2的电子的的电子的 可能状态数。可能状态数。解：解：对对n=2、l=1的电子，可取的电子，可取ml=-1,0,1三种状态，三种状态，对每一种对每一种ml，又可取又可取ms=1/2,-1/2。故总的状态故总的状态数为：数为：对于对于n=2的电子，的电子，l 可取可取0和和1。l=0时，ml=0，ms=1/2,-1/2l=0时时 有有2种状态。种状态。因此，共有状态数因此，共有状态数 2+6=8。原子的电子壳层结构原子的电子壳层结构原子的电子壳层结构原子的电子壳层结构