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物质由原子构成,每一个原子均由原子核及电子组成,电子沿一定的轨道绕核旋转。
(一)主量子数
主量子数n:原子核外的电子云是分层排布的,电子壳层可用主量子数表示。K(1) L(2) M(3) N(4) O(5) P(6)……。n越大,电子离核越远,能级越高,主量子数是决定原子能级的主要因素。
角量子数L:同一电子壳层中,电子具有的能量及运动形式不同,又分为若干个电子亚层,有角量子数L决定,n确定后,L可取0、1、2……,有个不同的值。对应的电子亚层分别用s(0) p(1) d(2) f(3) g(4) h(5)……(n-1)。角量子数L确定后,其量子轨道平面可有(2L+1)个不同的取向。
如果原子中的某个电子处在主量子数n=3,角量子数L=2的量子态上,则这个电子在M壳层的d亚层上,通常称这种状态为3d。相反,若电子所处的状态为4s,则电子处的N壳层的第s亚层上,这个量子态的主量子数n=4,角量子数L=0。
磁量子数(mL)决定轨道量子数;自旋量子数(ms)决定电子的自旋状态。他们的取值分别是mL=0,±1,±2……±L;mx=±1/2。
(二)核外电子的排布
主量子数为n的壳层可容纳的电子数为:2n2。半径最小的壳层叫k层n=1,最多容纳2个电子,第2层叫L层n==2,最多容纳8个电子,第3层叫M层,最多容纳18个电子……愈外面的壳层,可以容纳的电子数越多,且最外层电子数最多不超过8个。
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