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电子云

 【电子云】是一种形象化的比喻,电子在原子核外空间的某区域内出现,好象带负电荷的云笼罩在原子核的周围,人们形象地称它为“电子云”。电子是一种微观粒子,在原子如此小的空间(直径约10-10 米)内作高速运动,核外电子的运动与宏观物体运动不同,没有确定的方向和轨迹,只能用电子云描述它在原子核外空间某处出现机会的大小。下左图为氢原子的1s电子云,用小黑点表示氢原子外一个电子在核外某空间单位体积内出现机会的多少,离核近处,黑点密度大,电子出现机会多,离核远处,电子出现机会少。下右图为氢原子1s电子云的界面图,电子出现机会的90%在界面内。电子云有不同的形状,分别用符s、 p、 d、 f表示,s电子云呈球形,在半径相同的球面上,电子出现的机会相同,p电子云呈纺锤形(或亚铃形),d电子云是花瓣形,f电子云更为复杂。

电子云电子云








补充:

  电子云是近代对电子在核外空间分布方式的形象描绘,它区别于行星轨道式模型。

    电子有波粒二象性,它不像宏观物体的运动那样有确定的轨道,因此画不出它的运动轨迹。我们不能预言它在某一时刻究竟出现在核外空间的哪个地方,只能知道宇在某处出现的机会有多少。为此,就以单位体积内电子出现几率,即几率密度大小,用小黑点的疏密来表示。小黑点密处表示电子出觊的几率密度大,小黑点疏处几率密度小,看上去好像一片带负电的云状物笼罩在原子核周围,因此叫电子云。

    在量子化学中,用一个波函数ψ(x,y,z)表征电子的运动状态,并耳用它的模的平方值|ψ|2 表示单位体积内电子在核外空间某处出现的几率,即几率密度,所以电子云实际上就是|ψ|2 在空间的分布。

   研究电子云的空间分布主要包括它的径向分布和角度分布两个方面。径向分布探求电子出现的几率大小和离核远近的关系, 被看作在半径为r,厚度为dr的薄球壳内电子出现的几率。角度分布探究电子出现的几率和角度的关系。例如s态电子,角度分布呈球形对称,同一球面上不同角度方向上电子出现的几率密度相同。p态电子呈8字形,不同角度方向上几率密度不等。有了pz的角度分布,再有n =2时2p的径向分布,就可以综合两者得到2pz的电子云图形。由于2p和3p的径向分布不同,2pz和3px的电子云图形也不同。

电子云
2p、3p的径向分布和电子云图

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