单电子原子的能级公式_电子跃迁能级示意图「建议收藏」

单电子原子的能级公式_电子跃迁能级示意图「建议收藏」半导体物理·笔记之③原子中的电子状态——能级QQ:3020889729小蔡描述原子中电子状态的参数能级(主能级)量子数之间对应的关系量子态总数电子在量子态上的分布单个原子中的电子状态特点…_电子能级

          QQ:3020889729 小蔡

描述原子中电子状态的参数

原子中的电子运动服从量子力学,处于一系列特定的运动状态——也就是量子态。
所以描述原子钟一个电子的状态不能单单看单一参数,而是靠得4个量子数决定的

  • 在这里插入图片描述n-主量子数(最大值对应最高主能级)——表征量子态具有的能量大小 ——是一系列分立的数,如碳有1,2值。
  • 在这里插入图片描述l-角量子数——表征电子运动的角动量大小 ——是一系列分立的数,分别对应碳的n不同能级有不同的取值个数——每个主能级有从0到n-1个数。
  • 在这里插入图片描述m-磁量子数——决定轨道角动量在空间的方位-——是一系列分立的数,分别对应l的每一个值取0到l的数和其相反数。如:l=3,则m=0, 1 , -1 , 2 , -2 ,3 ,-3——共7个数,也就是该l(次能级)对应的轨道个数
  • 在这里插入图片描述s-自旋量子数——决定自旋角动量在空间的方位——与磁量子数一一对应2倍关系——也就是一个轨道,最多两个电子自旋状态。

能级(主能级)

在这里插入图片描述

量子数之间对应的关系

例如:以下从左到右依次为n,l,m,s量子数
在这里插入图片描述
可以看出:

  1. 左边的4,代表着主量子数为4——也就是4主能级;
  2. 往右的3、2、1、0一共4个数字,代表着一共有四个次能级:4s,4p,4d,4f;
  3. 在往右的的虚线形式部分,指的是相应次能级的磁量子数——s能级对应m取值:0;p能级对应m取值:0,1,-1;d能级对应m取值:0,1,-1,2,-2;f能级对应m取值:0,1,-1,2,-2,3,-3——所以就对应着旁边的7,5,3,1——轨道数;
  4. 最后的s自旋量子数——每一个磁量子对应两个自旋方向——也就是每一个轨道最多拥有的自旋数。

当然了,一个原子往往不是对应着只有独立的电子层,而是由多个主能级组成(如下:)
在这里插入图片描述

量子态总数

所有自旋量子数之和
在这里插入图片描述

电子在量子态上的分布

在这里插入图片描述
左-主能级,右-次能级,次能级中的点即为电子分布。
每一级对应的最多电子数与该能级的自旋量子数相等。
在这里插入图片描述

单个原子中的电子状态特点

电子状态总是局限在原子和周围的局部化量子态,其能级取一系列分立的值。

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