径向分布与节面演示

实验目的

理解径向分布曲线的含义，会由 n 和 l 判断节面的数目。

实验原理

径向分布曲线表示在距核 r 处的薄球壳内找到电子的概率。1s 轨道的峰值在约52.9 pm（玻尔半径）处。节面是电子出现概率为零的面：径向节面数为 n−l−1，角节面数为 l，总节面数为 n−1。

实验器材

• 1s 径向分布曲线
• 2s 径向分布曲线
• 2p 径向分布曲线
• 3s 径向分布曲线
• 节面显示开关

实验步骤

1. 查看 1s 的径向分布曲线，找到概率最大的位置
2. 切换到 2s，观察曲线上的峰数和概率为零的位置
3. 查看 2p，对比它与 2s 的曲线差别
4. 打开节面显示，区分球面状的径向节面和平面状的角节面
5. 查看 3s，验证节面数公式

实验现象与结论

1s 只有1个峰，没有节面。2s 有2个峰和1个径向节面，3s 有3个峰和2个径向节面。2p 没有径向节面，但有1个过原子核的角节面。n 越大，电子云的主峰离核越远。

常见问题

怎样计算轨道的节面数？

总节面数为 n−1，其中角节面数为 l，径向节面数为 n−l−1。

节面处电子是不是不能通过？

不是。节面只表示该处找到电子的概率为零，不是障碍，不表示电子不能经过。