2-稀土离子的光谱特性

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稀土材料的荧光性能研究

稀土材料的荧光性能研究

稀土材料的荧光性能研究稀土材料(Rare earth materials)是一类具有特殊性质的重要材料,在光学、电子等领域有广泛应用。

荧光性能研究是稀土材料研究的重要方向之一,涉及到材料的发光机制、荧光特性以及应用等方面。

本文将深入探讨稀土材料的荧光性能研究。

1. 稀土材料的荧光机制稀土材料的荧光主要来源于稀土元素的激发态和基态之间的跃迁过程。

一般来说,稀土材料中的稀土离子吸收外部能量,激发到较高的能级,随后在短时间内从高能级向低能级跃迁,释放出能量。

这种能量释放的方式就是通过发光的形式表现出来,从而呈现出荧光现象。

稀土材料的荧光机制与稀土元素的能级结构息息相关。

稀土元素的能级结构由其电子构型决定,不同的电子构型会导致不同的荧光性能。

例如,铒离子的4f能级结构使其具有很强的红外发光能力,而铽离子的5d能级结构则使其具有良好的蓝色发光性能。

通过对稀土元素能级结构的研究,可以深化对稀土材料发光机制的理解。

2. 稀土材料荧光的特性稀土材料具有独特的荧光特性,这些特性是基于材料本身结构和稀土离子的能级结构而获得的。

首先,稀土材料可以发出可见光谱范围内的各种颜色。

根据稀土离子的能级结构和不同的激发方式,稀土材料的荧光颜色可以从红、橙、黄、绿、蓝到紫等多种颜色中选择。

这使得稀土材料在照明、显示以及荧光探针等领域具有广泛应用。

其次,稀土材料的发光强度高,对于低温激发更加敏感。

在低温激发下,稀土材料的发光效果更加明显,这使得其在冷光源方面具有突出的优势。

与传统的发光材料相比,稀土材料可以在较低的能量输入下发出更亮、更饱和的光。

另外,稀土材料具有长荧光寿命和较快的发光响应速度。

稀土材料的荧光寿命可以达到毫秒乃至秒级别,这与其他荧光物质相比较长。

这种长荧光寿命使得稀土材料在化学和生物传感器、荧光显示等方面具有潜在的应用前景。

3. 稀土材料在实际应用中的广泛应用稀土材料的荧光性能研究为其在各个领域的应用提供了基础支持。

稀土材料的光学性质与光谱分析

稀土材料的光学性质与光谱分析

稀土材料的光学性质与光谱分析引言稀土材料是指由稀土元素组成的材料,由于其独特的光学性质而受到广泛关注。

稀土材料的光学性质包括吸收、发射和激发的能量传递等方面,这对于光学器件的设计和应用具有重要意义。

光谱分析是研究稀土材料光学性质的主要方法之一,通过光谱分析可以获取材料在不同波长下的吸收和发射特性,从而了解其内部结构和能量转移过程。

本文将介绍稀土材料的光学性质以及光谱分析的原理和方法。

稀土材料的光学性质稀土材料具有丰富的光学性质,其中最重要的是它们在可见光波段的吸收和发射特性。

稀土离子的能级结构决定了它们在不同波长下的光学行为。

吸收特性稀土离子的能级结构可以使其在特定波长范围内吸收光能。

当光子的能量与稀土离子能级的能量差相匹配时,稀土离子会吸收光子的能量并跃迁到激发态。

这种吸收特性对于光学传感器和光电器件的设计非常重要。

发射特性稀土离子从激发态跃迁到基态时,会通过发射光子的方式释放能量。

这种能量的释放可以是荧光或者磷光的形式。

稀土材料的发射特性使得它们在荧光显示、固态激光器、药物标记等领域具有广泛应用。

能量传递过程稀土材料中的离子之间可以发生能量传递,这种传递通常通过非辐射跃迁实现。

能级之间的跳跃会导致能量从一个离子传递到另一个离子,从而影响整个材料的光学性质。

这种能量传递过程对于稀土材料的荧光效率和时间特性有重要影响。

光谱分析的原理和方法光谱分析是研究稀土材料光学性质的重要手段,在分析稀土材料的光谱特性时,主要使用的方法有吸收光谱和发射光谱。

吸收光谱吸收光谱是研究稀土材料吸收特性的重要手段。

在吸收光谱实验中,通过测量被材料吸收的光线强度的变化,可以得到吸收光谱曲线。

吸收光谱曲线可以告诉我们材料在不同波长下的吸收能力,从而了解其能级结构和吸收机制。

发射光谱发射光谱是研究稀土材料发射特性的主要手段。

在发射光谱实验中,通过激发稀土材料并测量其发射的光线强度,可以得到发射光谱曲线。

发射光谱曲线可以告诉我们材料在不同波长下的发射能力,从而了解其能级结构和发射机制。

稀土材料的荧光特性研究与应用

稀土材料的荧光特性研究与应用

稀土材料的荧光特性研究与应用引言稀土材料是一类具有特殊电子结构和优异物理化学性质的材料,广泛应用于很多领域,尤其是在荧光材料领域表现出了独特的优势。

随着稀土材料的研究深入和应用拓展,对其荧光特性的研究也越来越受到关注。

本文将对稀土材料的荧光特性进行综述,并探讨其在实际应用中的潜在价值。

一、稀土材料的荧光特性稀土元素具有丰富的能级结构和特殊的电子构型,因此在激发和发射光谱中呈现出独特的荧光特性。

其中,稀土离子的能级结构以及与晶体场的相互作用是影响荧光特性的主要因素。

稀土材料的荧光特性可以通过以下几个方面进行研究。

1. 荧光光谱荧光光谱是研究稀土材料荧光特性的重要手段。

通过激发稀土材料并测量其发射光谱,可以得到其特征的荧光峰。

不同的稀土材料具有不同的荧光峰,其位置、强度和形状都可以用于表征材料的荧光特性。

荧光光谱分析可以提供关于稀土材料能级结构和能级间跃迁的重要信息。

2. 荧光寿命荧光寿命是指稀土材料从激发态到基态退激发的时间间隔,也是稀土材料荧光特性的重要参数。

荧光寿命的长短与稀土离子的能级结构和材料晶体结构有关。

通过测量稀土材料的荧光寿命,可以推断出其能级结构和荧光机理,为材料的性能改进和应用提供理论依据。

3. 荧光量子效率荧光量子效率是稀土材料发射荧光的效率,用于描述特定激发条件下发射光子数与激发光子数之间的比值。

荧光量子效率是评价稀土材料荧光性能的重要参数之一。

提高荧光量子效率可以提高稀土材料的荧光强度,增强其在实际应用中的可见性和检测灵敏度。

二、稀土材料荧光特性的应用稀土材料的荧光特性不仅有着理论研究价值,还在实际应用中具有广泛的可行性和前景。

以下是稀土材料荧光特性在不同领域应用的例子。

1. 生物医荧光成像稀土材料具有独特的荧光峰和长寿命,使其在生物医荧光成像中具有广泛应用价值。

通过将稀土材料修饰于生物标记物表面,可以实现生物分子的高效、高灵敏度的成像。

稀土材料的荧光特性还可以用于生物分子的探针和传感器制备,实现对生物分子的定量检测和定位分析。

稀土离子的发射光谱范围

稀土离子的发射光谱范围

稀土离子的发射光谱范围
稀土离子的发射光谱范围取决于其电子能级结构和能量级差。

稀土元素有多个价电子能级,每个能级之间的跃迁会产生特定波长的光线。

稀土离子常见的发射光谱范围一般在红外、可见光和紫外光区域。

常见的稀土离子及其发射光谱范围如下:
1. 锗离子(Ge3+):发射红外光,波长范围约在1.9-
2.3微米。

2. 铥离子(Tm3+):发射可见光和近红外光,波长范围约在400-3700纳米。

3. 镨离子(Pr3+):发射可见光,波长范围从近红外到深红,可达到400-700纳米。

4. 铈离子(Ce3+):发射蓝色光和近紫外光,波长范围约在300-500纳米。

5. 钆离子(Gd3+):发射可见光和近紫外光,波长范围在
200-900纳米之间。

6. 镝离子(Dy3+):发射红色和黄色光,波长范围在400-700纳米之间。

需要注意的是,稀土离子的发射光谱范围也受到溶剂、温度和杂质等因素的影响。

此外,稀土离子发射光谱范围的确定也需要通过实验测定和研究来获得。

稀土离子的光谱特性

稀土离子的光谱特性

第二讲稀土离子的光谱特性稀土因其特殊的电子层结构,而具有一般元素所无法比拟的光谱性质,稀土发光几乎覆盖了整个固体发光的范畴,只要谈到发光,几乎离不开稀土。

稀土元素的原子具有未充满的受到外层屏蔽的4f5d电子组态,因此有丰富的电子能级和长寿命激发态,能级跃迁通道多达20余万个,可以产生多种多样的辐射吸收和发射,构成众多的发光和激光材料。

稀土化合物的发光是基于它们的4f电子在f—f组态之内或f—d组态之间的跃迁。

具有未充满的4f壳层的稀土原子或离子,其光谱大约有30000条可观察到的谱线,它们可发射从紫外光、可见光到红外光区的各种波长的电磁辐射。

稀土离子丰富的能级和4f电子的跃迁特性,使其成为巨大的发光宝库,从中可发掘出更多新型的发光材料。

第一节稀土元素基态原子的电子层构型及光谱项1、稀土元素的电子层构型稀土元素包括17种元素,即属于元素周期表中ⅢB族的15个镧系元素以及同一族的钪和钇。

钪和钇的电子层构型分别为:Sc 1s22s22p63s23p63d14s2Y 1s22s22p63s23p63d104s24p65s2镧系原子的电子层构型为:1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f n5s25p65d n'6s2,n=0-14, n'=0或1。

镧系稀土元素电子层结构的特点是电子在外数第三层的4f轨道上填充,4f轨道的角量子数l=3,磁量子数m可取0、±1、±2、±3等7个值,故4f亚层具有7个轨道。

根据Pauli不相容原理,在同一原子中不存在4个量子数完全相同的两个电子,即一个原子轨道上只能容纳自旋相反的两个电子,4f亚层只能容纳14个电子,从La到Lu,4f电子依次从0增加到14。

形成三价稀土离子时首先失去的是6s和5d电子,使三价稀土离子具有顺序增加的4f n 电子结构,n=0,1,…,14,分别对应于La 3+,Ce 3+,…,Lu 3+离子。

稀土元素在发光材料中的应用

稀土元素在发光材料中的应用

稀土元素在发光材料中的应用稀土元素是指在自然界中含量较少,具有独特的电子构型和能带结构的化学元素。

稀土元素由于其特殊的物理化学性质和良好的光学性能,被广泛应用于发光材料、光电器件、催化剂、磁材料等领域。

其中,在发光材料中占有重要地位,本文将着重探讨稀土元素在发光材料中的应用。

一、稀土元素的光学性能稀土元素由于其晶体结构中存在的稀土离子,使得其具有特殊的能带结构和电子能级分布。

这一点又决定了它们在发光材料中具有特殊的光学性能。

1. 显色性稀土元素在光谱上的激发带和发射带都集中在紫外和可见光谱区域内,而且能带分布较为分散,使得激发带和发射带之间的能量差比较小,从而具有较高的显色性和亮度。

这为发光材料的量子效率提供了保障。

2. 稳定性稀土元素的离子体积较大,极化度低,光谱结构稳定性较高,激发和发射光谱带的位置和强度基本不受环境因素的影响。

3. 窄线宽由于稀土元素离子的分子场效应的影响,其能级分布比较分散,发射光谱带突出,相邻的能级之间能量差比较小,使得发射带较窄,从而具有更好的颜色纯度和更高的发光效率。

二、稀土元素因其特殊的光学性能,被广泛应用于发光材料领域。

1. 稀土荧光材料稀土元素的激发和发射光谱分别在紫外和可见光谱区域,这为稀土元素作为发光剂提供了可能。

利用稀土元素在材料中的荧光性质,可以制备出多种稀土荧光材料。

例如,用铝、锶、硝酸和稀土离子作为原料,加入氧化铜,在高温下烧结制得的SrAl12O19:Eu2+荧光材料,该材料可通过调整Eu2+的浓度,得到蓝色或绿色光谱。

2. 稀土蓝宝石材料稀土元素在蓝宝石晶体中取代一部分铝离子,形成了稀土蓝宝石材料。

这些材料不仅具有纯天然蓝宝石的宝贵性质,而且还具有稀土元素的光学性质,可以发射出多种不同波长的光,应用于光学领域。

例如,使用Y3Al5O12:Ce3+、Tb3+、Mn4+制备的稀土蓝宝石材料,这种材料可以用于LED照明、荧光粉、荧光棒等多种场合。

3. 稀土发光纤维材料稀土元素发光纤维材料有着很好的应用前景。

稀土元素发光特性及其应用(精)

稀土元素发光特性及其应用(精)
high_technology.This article gives a brief introduction for their c haracteristic of luminescence and their util-i
ty.
Keywords:rare_earth;luminescence material;laster material;fluorescence material
激光在医学上可当成/手术刀0用于眼科和牙科等外科手术.例如钬激光器[8]便可用于治疗青光眼.手术时,医生向结膜皮层插入一根石英光纤针,将钬激光器发射的激光输送到巩膜上,通过控制,在巩膜上烧出直径为0.2-0.3毫米的小孔,让一种药液泻流到结膜和巩膜之间的腔体内,以保持正常眼压,从而治愈青光眼病.脉冲钕激光器(Nd-YAG,钕钇铝石榴石已用于牙科医疗中,并逐步取代古老的钻孔机.该激光器具有1.06微米的波长,3瓦的最大输出功率,可用于治疗硬牙组织和软牙组织,还可除去牙齿腐烂物而不会让病人感觉到疼痛.另外,稀土激光材料(如Y3Al5O12Nd还可以用于激光治疗消化道息肉(包括大肠、胃、十二指肠,贲门和食管息肉、鼻咽部囊肿、咽部血管瘤等病症,均取得很好疗效[9].
第12卷第4期
化学研究Vol.12 No.42001年12月C HE MICAL RESEARC H Dec.2001
的La3+离和4f层全满的Lu3+离子以及4f层半充满的Gd3+离子为无色,其他稀土离子的颜色以Gd3+离子为对称轴,其颜色具体为[3]:
La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
近年来,稀土元素作为光学高新材料的原料宝库,其价值和应用日益受到广泛的关注,世界各国都把目光投向稀土元素功能的开发上,稀土元素被称为21世纪的战略元素.稀土元素性质相似,最初是从相当稀少的矿物中,以氧化物的形态发现的.以前常把氧化物称为土,因此得名稀土.稀土元素属于元素周期表中ÓB族,它包括钪(Sc和钇(r和镧系元素在内,一共17种元素.镧系元素镧(La、铈(Ce、镨(Pr、钕(Nd、钷(Pm、钐(Sm、铕(Eu、钆(Gd、铽(Tb、镝(Dy、钬(Ho、铒(Er、铥(Tm、镱(Yb、镥(Lu.

第三章:稀土元素的光谱特征及

第三章:稀土元素的光谱特征及
谱带,谱带的位置越向低波数方向移动。 例如: Sm3+ Eu3+ Yb3+的Br-配合物电荷跃迁 吸收谱带的位置比Cl-的配合物电荷跃迁吸收谱 带的位置出现在较低波数处。 b.对于给定的配体来说:金属离子氧化性强,越 易获得电子,电荷跃迁吸收谱带越易出现在较 低波数处。
例如: Sm3+ Eu3+ Tm3+Yb3+的配合物中易出现
b. f-f跃迁光谱是类线性的光谱 谱带尖锐的原因是:处于内层的4f电子受到5s
和5p电子的屏蔽,受环境的影响较小,所以自由 离子的光谱是类原子的线性光谱。
[Kr]4d104fn5S25P65d0-16S2 于d-d跃迁吸收光谱有所区别: 由于d电子是处于外层,易受环境的影响使谱
带变宽。
如稀土离子的f-f 跃迁谱带的分裂为100cm-1左 右,而过渡金属元素的d-d跃迁谱带的分裂
4I15/2 4F9/2
6F1/2 6F56/H2 6F56/F23/72/2
6H7/2 6H9/2 6H11/2 6H13/2
6H15/2 Dy
§3-2稀土离子的吸收光谱 稀土离子的吸收光谱的产生归因于三种情
况: 来自fn组态内的能级间跃迁即f-f跃迁; 组态间的能级间跃迁即f-d跃迁; 电荷跃迁如配体向金属离子的电荷跃迁。
Er3+ (4f11) 364-652 微红
Ho3+ (4f10) 287-641 粉红

Dy3+ (4f9 ) 350-910 黄
Tb3+ (4f8) 284-477 无色
Sm2+ (4f6)
红褐色
Yb2+ (4f14)
绿色
从上表可看出: RE3+的颜色,其中4fn ,4f14-n组态的离子有
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如把在一定电子层上,具有一定形状和伸展方向的电 子云所占据的空间称为一个轨道,那么s、p、d、f 四个能级就分别有1、3、5、7个轨道
磁量子数与原子轨道
❖ 对于角量子数为l 的原子,m的取值有 (2l +1)个。(注意l 的取值从0开始,到±l)
❖ n、l 相同的轨道被称为等价轨道或简并轨道
s 轨道
物体而言); 电子的运动速度很大;
图中 表示原子核,一个小黑点代表 电子在这里出现过一次
➢小黑点的疏密表示电子在核外空间单 位体积内出现的概率的大小。
现代物质结构学说 电子云
描述核外电子运动状态的四个量子数
1、主量子数n(电子层)
原子核外的电子可以看作是分层排布 的。处于不同层次中的电子,离核的 远近也不同。离核愈近的电子层能级 愈低,离核愈远的电子层能级愈高。
原子半径 187.7 182.5 182.8 182.1 181.0 180.2 204.2 180.2 178.2 177.3 176.6 175.7 174.6 194.0 173.4 180.1
三价离子 La3+ Ce3+ Pr3+ Nd3+ Pm3+ Sm3+ Eu3+ Gd3+ Tb3+ Dy3+ Ho3+ Er3+ Tm3+ Yb3+ Lu3+ Y3+
❖ ② 泡利不相容原理:一条轨道最多容纳两个自旋 相反的电子。
各层最多容纳2n2 个电子
❖ 最外层不超过8个(K层2个) ❖ 次外层不超过18个, ❖ 倒数第三层不超过32个。
③ 洪特规则 (Hund’s rule):在等价轨道上,电子将尽先分占
各轨道,且自旋平行。(量子力学理论已证明:原子中自旋平行 电子的增多有利于能量的降低)
第4能 级组
1s2 <2s2 <2p6< 3s2< 3p6< 4s2< 3d10< 4p6<
第5能
第6能
级组
级组
5s2< 4d10< 5p6< 6s2< 4f14< 5d10< 6p6<
第3能 级组
7s2< 5f14< 6d10< 7p6…
1s 22s 22p 63s23p64s 23d 44p 不够稳定 24Cr 能级填充: 1s 22s 22p 63s2 3p64s 13d 54p 稳定(满足洪特规则)
500
400
Nd
300
La
200 100
0 -100
56
Pr
58
60
Dy
Sm Gd
Er Yb
Tb
Eu
Ho Tm Lu
62
64
66
68
70
72
Atomic number Z
麦穗中稀土含量的分布,属正常的奇偶数变化
④阴离子中:质子数=核外电子数-离子所带电荷数

代 原
发 现
带 核
子 电原
论 子子




轨 道 原 子 结 构 模 型
电 子 云 模 型
电子云模型 (现代物质结构学说)
❖ 现代科学家们在实验中发现,电子在原子核周围 有的区域出现的次数多,有的区域出现的次数少, 就像“云雾”笼罩在原子核周围。因而提出了 “电子云模型”。
❖ 由于镧系收缩,使Th4+,U4+的离子半径类似于镧系离子而伴生于矿 物中,使稀土矿物常带有放射性。
❖ 由于三价镧系离子的离子半径类似于Ca2+,Sr2+等二价碱土离子,使 它们在掺入碱土的化合物时,常可取代Ca2+,Sr2+等二价碱土离子的格 位。特别是Eu2+的离子半径与Sr2+的离子半径几乎相同,更容易相互取 代。
6 三价镧系离子的性质随原子序数的增加变化规律一般有四种。
镧系性质随原子序数变化的几种类型
(1) 转折变化 (2) 四分族变化 (3) 周期变化 (4) 奇偶数变化
(1)转折变化
转折变化
转折变化
自旋-轨道耦合系数随原子序数的变化
(转折变化)
镧 系 收 缩
半径单位 pm
原子 La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Y
1s22s22p63s23p6
钇原子的电子构型为: 1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2 三价钇离子(Y3+)的电子构型为:
1s22s22p63s23p63d104s24p6
镧系原子的电子构型为: 1s22s22p63s23p63d104s24p64d104fn5s25p65dm6s2 n=0-14; m=0或1 三价镧系离子(Ln3+)的电子构型为: 1s22s22p63s23p63d104s24p64d104fn5s25p6 n=0-14
电子分布式: 1s 22s 22p 63s23p63d 104s1 (或 [Ar]3d104s1 ) 外层电子构型: 3d104s1 (电子分布式中最后两个能级)
↓ ↑ ↓ ↑ ↓ ↑ ↓ ↑ ↓↑ ↑
参见周期表(底页)中各元素的外层电子构型(有少数例外)
原子中电子的排布
说明: 为了简化原子的电子结构,通常将内层已达稀有气 体的电子层结构,用稀有气体加方括号表示,并称 为“原子实”。 例:Cr、Cu、Br和Hg的电子排布式为: Cr:[Ar] 3d5 4s1 Cu:[Ar] 3d10 4s1 Br:[Ar] 3d10 4s2 4p5 Hg:[Xe] 4f14 5d10 6s2
电子分布式: 1s 22s 22p 63s23p63d 54s1 (或 [Ar]3d54s1 ) 外层电子构型: 3d54s1 (电子分布式中最后两个能级)
↑ ↑↑↑ ↑ ↑
1s 22s 22p 63s23p64s 23d 94p 不够稳定 29Cu 能级填充: 1s 22s 22p 63s2 3p64s 13d 104p 稳定(满足洪特规则)
★ 每个原子轨道最多容纳一对电子 ★ 产生方向相反的磁场 ★ 相反自旋的一对电子, 磁场相互抵消.
Electron spin visualized
总结
因此描述核外电子的运动状态时,必须同 时指出电子所处的电子层、电子亚层、电 子云的伸展方向和电子的自旋方向。
原子中电子的排布规则
❖ ① 最低能量原理:基态原子中,电子总是优先占 据能量较低的轨道。
4 由于4f电子位于内层,被外层的5s25p6电子所屏蔽,因此受外 界晶场和环境的影响较小,化学键以离子键为主。但当4f电子跃 迁至5d轨道时,由于5d轨道裸露在外,却受晶场的影响较大。
5 f层内的f-f跃迁受外界晶场和环境的影响比d过渡元素的离 子小,使f-f跃迁产生的光谱呈窄的线状,光谱的位移和劈裂 受环境的影响较小。
4
Pm4+
2
Ce4+ Pr4+
0
Tb4+ Eu3+
E0 (Ln3+-Ln2+) Ln
-2
La3+ Pr3+ Pm3+ Sm3+
Ho3+ Tm3+ Yb3+
-4
Ce3+ Nd3+
Tb3+Dy3+ Gd3+
Er3+
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
16
n
镧系元素的价态变化 (线的长短表示价态变化倾向的相对大小)
第2章 稀土离子的光谱特性
2.1 稀土元素和离子的电子组态及特性 2.2 稀土离子的光谱项与能级 2.3稀土离子的f-f跃迁 2.4 稀土离子的f-d跃迁 2.5 稀土离子的电荷迁移带
知识回顾---电子排布相关理论知识
1、构成物质的基本微粒:
分子: 保持物质化学性质的最小微粒。 原子: 化学变化中的最小微粒。 离子:带电荷的微粒。分为阳离子,阴离子。
2 在三价稀土离子中,没有4f电子的Sc3+、 Y3+ 和La3+(4f0)及 电子全充满的Lu3+(4f14)都具有密闭的壳层,因此都是无色离子,具有 光学惰性,适合做基质材料。而其它稀土离子,都含有未成对的4f电 子,利用这些4f电子的跃迁,可产生发光和激光,适合作为激活离子。
3 三价稀土离子由于价态相同,离子半径相近,使它们的化学 性质彼此非常近似,使稀土的分离成为无机化学的难题之一。
z
z
y
y
x
x
p 轨道
d 轨道
f 轨道 ( l = 3, m = +3, +2, +1, 0, -1, -2, -3 ) : m 七种取值, 空间七种取向, 七条等价(简并) f 轨道.
4 电子的自旋磁量子数
◆ 自旋量子数ms:描述电子绕自轴旋转的状态,分别用↑和↓表示 ◆ 自旋运动使电子具有类似于微磁体的行为
❖ 电子云密度大的地方,表明电子在核外单位体积 内出现的机会多,反之,出现的机会少。
电子云与原子轨道
思考: 宏观物体与微观物体(电子)的运动 有什么区别?
宏观物体的运动特征:
❖ 可以准确地测出它们在某一时刻所处 的位置及运行的速度;
❖ 可以描画它们的运动轨迹。
电子云与原子轨道
微观物体的运动特征
电子的质量很小,只有9.11×10-31kg 核外电子的运动范围很小(相对于宏观
2、原子的组成: 质子 决定 元素种类
原子核
决定
原子(
A Z
X)
中子
原子(核素)种类
核外电子 决定 元素的化学性质
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