原子结构gydF4y2Ba

原子的量子力学模型“，gydF4y2Ba

物质的对偶行为gydF4y2Ba

在1924年,gydF4y2Ba德布罗意提议gydF4y2Ba这种物质(如辐射)也应该表现出双重行为，即粒子和波状性质。所以，电子也应该有动量和波长。在此基础上，德布罗意给出了物质粒子波长(λ)与动量(p)之间的关系。gydF4y2Ba

“λ= h / (mv) = h / p”gydF4y2Ba

式中，m是质量，v是速度，p是质点的动量。gydF4y2Ba

当发现电子束经过衍射时，德布罗意的预言得到了实验的证实。重要的是要记住衍射是波的一种特征现象。根据德布罗意的理论，每一个运动中的物体都具有波的特性。由于质量大，普通物体的波长很短，因此无法探测到它们的波动特性。但是与亚原子粒子(质量非常小)相关的波长可以通过实验检测到。gydF4y2Ba

海森堡的测不准原理gydF4y2Ba

1927年，海森堡提出了测不准原理。根据这一原理，不可能同时确定电子的确切位置和确切动量(或速度)。gydF4y2Ba

它可以用下面的方程来表示。gydF4y2Ba

'Δx×Δp_x≥h /(4π)'gydF4y2Ba

或者,'Δx×Δ(mv_x)≥h /(4π)'gydF4y2Ba

或者,'Δx×Δv_x≥h /(4πm) 'gydF4y2Ba

其中，Δx是位置的不确定度，ΔpgydF4y2Ba_xgydF4y2Ba或ΔvgydF4y2Ba_xgydF4y2Ba是粒子动量或速度的不确定性。如果电子的位置是高精度已知的，那么电子的运动速度是不确定的。另一方面，如果精确地知道电子的速度，则电子的位置是不确定的。gydF4y2Ba

测不准原理的意义gydF4y2Ba

它排除了电子和其他类似粒子的特定路径或轨迹的存在。gydF4y2Ba
海森堡测不准原理只对微观物体的运动有显著影响，对宏观物体的运动可以忽略不计。gydF4y2Ba
在处理毫克大小或更重的物体时，相关的不确定性几乎没有任何实际后果。gydF4y2Ba
电子的位置和动量的精确表述必须用概率的表述代替。gydF4y2Ba

玻尔模型失败的原因gydF4y2Ba

玻尔模型没有考虑电子的波动特性。gydF4y2Ba
玻尔说电子在明确的轨道上运动。但这与海森堡的测不准原理相矛盾。我们不能确定一个粒子的路径，除非我们确定它的位置和速度。gydF4y2Ba
所以，玻尔的模型不能推广到氢以外的原子。gydF4y2Ba

量子力学gydF4y2Ba

经典力学成功地描述了所有宏观物体的运动，这些物体本质上具有类似粒子的行为。但当它应用于微观物体时就失败了，因为它忽略了物质对偶行为的概念和不确定性原理。gydF4y2Ba

量子力学是一门理论科学，它研究微观物体的运动，这些物体具有可观察到的波状和粒子状性质。当量子力学应用于宏观物体时，其结果与经典力学相同。gydF4y2Ba

轨道和量子数gydF4y2Ba

每个轨道由三个量子数标记为n、l和mgydF4y2Ba_lgydF4y2Ba

主量子数n:gydF4y2Ba主量子数决定了轨道的大小，在很大程度上还决定了轨道的能量。正整数，取值为n = 1,2,3， ......gydF4y2Ba

主量子数也表示壳层。允许的轨道数是ngydF4y2Ba^2gydF4y2Ba．gydF4y2Ba

N = 1 2 3 4 ..............gydF4y2Ba

shell = K L M N ................gydF4y2Ba

轨道的大小随着主量子数n的增大而增大。轨道的能量会随着n的增加而增加。gydF4y2Ba

方位量子数(l):gydF4y2Ba它也被称为轨道角动量或子量子数。它定义了轨道的三维形状。对于给定的n, l可以有n个从0到n - 1的值。例如;当n = 3时，l的可能值为0、1和2。gydF4y2Ba

每个外壳由一个或多个子外壳或子层组成。主壳层中的子壳层数等于n。例如;在第二能层(n = 2)中有两个亚能层(l = 0,1)，每个亚能层都有一个方位量子数。gydF4y2Ba

l的取值:0 1 2 3 4 5 .............gydF4y2Ba

亚外层的符号:s p d f g h .......................gydF4y2Ba

磁轨道量子数(mgydF4y2Ba_lgydF4y2Ba):这个量子数给出了轨道相对于标准坐标轴的空间方向的信息。对于任意子壳层(由l定义)的2l + 1个m值gydF4y2Ba_lgydF4y2Ba是可能的，这些值如下所示:gydF4y2Ba

' m_l=-l， -(l-1)， -(l-2)， .....0,1…(l-2)， (l-1)， l 'gydF4y2Ba

当l = 0时，m的允许值gydF4y2Ba_lgydF4y2Ba= 0， [2×0 + 1] = 1gydF4y2Ba

当l = 1时，m的值gydF4y2Ba_lgydF4y2Ba= - 1,0和+1。gydF4y2Ba

下面的图表给出了亚壳层和与之相关的轨道数之间的关系。gydF4y2Ba

l的值gydF4y2Ba	0gydF4y2Ba	1gydF4y2Ba	2gydF4y2Ba	3.gydF4y2Ba	4gydF4y2Ba	5gydF4y2Ba
shell的符号gydF4y2Ba	年代gydF4y2Ba	pgydF4y2Ba	dgydF4y2Ba	fgydF4y2Ba	ggydF4y2Ba	hgydF4y2Ba
轨道数gydF4y2Ba	1gydF4y2Ba	3.gydF4y2Ba	5gydF4y2Ba	7gydF4y2Ba	9gydF4y2Ba	11gydF4y2Ba

电子自旋量子数(mgydF4y2Ba_{年代gydF4y2Ba})：gydF4y2Ba电子绕着自己的轴旋转，就像地球绕着自己的轴旋转一样。所以，电子具有固有的自旋角量子数。电子的自旋角动量相对于选定的轴可以有两个方向。这两个方向由自旋量子数m来区分gydF4y2Ba_{年代gydF4y2Ba}可以取+1/2或-1/2的值。它们被称为电子的两种自旋态，通常用两个箭头↑(自旋向上)和↓(自旋向下)表示。两个不同m的电子gydF4y2Ba_{年代gydF4y2Ba}值的自旋是相反的。一个轨道不能容纳两个以上的电子这两个电子的自旋应该相反。gydF4y2Ba

四个量子数的总结:gydF4y2Ba

N定义了壳层，决定了轨道的大小很大程度上也决定了轨道的能量。gydF4y2Ba
在n层中有n个亚层gydF4y2Ba^thgydF4y2Ba壳层，l表示亚壳层决定了轨道的形状。gydF4y2Ba
米gydF4y2Ba_lgydF4y2Ba指明轨道的方向。gydF4y2Ba
米gydF4y2Ba_{年代gydF4y2Ba}指的是电子自旋的方向。gydF4y2Ba