考试点专业课：复旦大学721物理化学讲义——原子结构和原子光谱

《721物理化学（含结构化学）》 第2讲 原子结构和原子光谱

主讲：王成老师 复旦大学考研

第二章 原子结构和原子光谱 一：重要考点 ★★★★★ 考点1：单电子原子空间轨道运动电子能量方程

22 1ezEn ..2 24 an 考点2：保利不相容原理定义 电子是费米子，其体系的完全波函数对于交换体系中任 何两个粒子的所有坐标，必须是反对称的，所以多电子 原子的完全波函数应该用斯莱特行列式来表示，尤其得 出结论多电子原子钟，不可能有两个电子处于完全相同 的状态。

考点3：斯莱特规则及行列式书写

Z*=Z-σ屏蔽常数，可近似的用斯来脱规则将原子中的电子分成以下几组：(1s)(2s,2p)(3s,3p)(3d)(4s,4p) (4d)(4f) (5s,5p) (5d)(5f)(6s,6p)(6d)(6f) a) 位于被屏蔽电子的右边的各组对被屏蔽电子的σ=0

b) 1s轨道上的两个电子之间的σ=0.3，其他主量子数相同的各分层电子之间的σ=0.35

c) 被屏蔽的电子为ns或np时，则主量子数（n-1）的各电子对它们的σ=0.85,而小于（n-1）的各电子对它们的σ=1

d) 被屏蔽的电子为nd或nf时，则位于它们左边各组电子对它们的的屏蔽常数σ=1

二：例题精解 ★★★★★ 1（2012年真题）<考点1、5> 1rr试计算氢原子的 ()exp( ).cos 2pzaa00（1）原子轨道能 （2）轨道角动量的绝对值 | M |

（3）轨道角动量在Z轴的分量 | Mz |

。

1s (考点4：原子光谱基项和原子光谱项的书写 原子光谱的光谱项符号是：2s+1LJ。其构成方法为：(1)用字母表示总轨道角动量量子数L的值，对应规则是L=0，1，2，3，4，…→S，P，D，F，G，…；(2)用数字表示光谱项的多重性2S+1，其中S为原子的总自旋角动量量子数；(3)谱项的支项用右下标的J值加以区分；(4)在某些情况下，还在右上角标记J在某轴上的投影MJ，值以更细致地描述原子态。分子光谱也有光谱项，通常L采用群论中的分类符号进行标记。 考点5：类H原子的状态波函数 13 zzr

a2)exp( 3a)

解答：因为n=2,l=1,m=0 (1)E=-13.6/4(Ev)

2(2009年真题)<考点1、2>

氢原子波函数 c1 210 c2 211 c3 311其中Ψ都是归一化的。试回答下列问题：

(a) 波函数所描述状态的能量平均值？ 1 原子单位状态出现的概率？ (b) 能量为 8(c) 角动量在z轴分量为 2状态出现的概率？

11解答：由公式 （原子单位） En 22n 得到 111E210 E311 E211 8188

121212 E d / d ( c1 c2 c3)8818

M d / d 2

222

3（2002年真题）<考点3>

已知锂处于上述情况的完全波函数。

解答：原子核外3个电子排布，两个处于1s轨道，一个处于2s轨道，请用斯莱特行列式表示

1s(1) (1)1s(2) (2)1s(3) (3) 1 1s(1) (1)1s(2) (2)1s(3) (3) 2s(1) (1)2s(2) (2)2s(3) (3)

三：本章小结★★★★★

（1）单电子能量计算，注意单位换算为原子单位计算比较方便。

（2）斯莱特计算很简单，但是要注意计算正确，数对电子数。

（3）原子光谱项书写先分清类型，再对号入座书写，就不会错。

（4）类H原子或离子的波函数计算是重点，要学会从式子中辨别 出n，l ，m的数目，直接用公式计算即可。

四：考点预测 ★★★★★

预测考点1：电离能、屏蔽常数计算 例：课后习题2-25 预测考点2：类氢离子的相关计算

例：课后习题2-13、2-18 预测考点3：原子光谱项或光谱支项的书写 例：课后习题2-37、2-38

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/jyji.html