《原子結(jié)構(gòu)》PPT課件-(2)

1、第2章 原子結(jié)構(gòu)19世紀(jì)末物理學(xué)上的三大發(fā)現(xiàn)：X射線放射性電子1ppt課件第2章 原子結(jié)構(gòu)X射線：1895年德物理學(xué)家倫琴，1901年首屆諾貝爾物 理學(xué)獎(jiǎng)。放射性：1896年法科學(xué)家貝克萊爾、居里夫婦發(fā)現(xiàn)鈾的 放射性，1903年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。 電子：1897年英科學(xué)家湯姆遜的陰極射線實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)電子， 1906年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)；1911年美物理學(xué)家密里根 油滴實(shí)驗(yàn)求得電子的質(zhì)量，1923年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。2ppt課件第2章 原子結(jié)構(gòu)原子 原子核 電子 中子 質(zhì)子 原子中的基本粒子: 3ppt課件第2章 原子結(jié)構(gòu)電子在原子核外是怎樣運(yùn)動(dòng)的呢？ (4) 盧瑟福的原子行星模型（1911）(1) 氫原子

2、光譜（1883）(2) 普朗克的量子論（1900）(5) 玻爾假說（玻爾理論，1913）(6) 微觀粒子的波粒二象性（1924，1927）(7) 海森堡不確定原理（1927）(3) 愛因斯坦的光子學(xué)說（1905）4ppt課件(1)氫原子光譜（1883）5ppt課件(1)氫原子光譜（1883）線狀光譜6ppt課件(1)氫原子光譜（1883）指紋7ppt課件(1)氫原子光譜（1883） 1913年，瑞典物理學(xué)家里德伯（Rydberg）仔細(xì)地測定了氫原子光譜各譜線的頻率，找出了適用所有氫光譜譜線規(guī)律性關(guān)系的公式，即里德伯公式： 式中：為波長， R 為里德伯常量(實(shí)驗(yàn)值)，其值為1.097105cm1

3、， n1和n2為正整數(shù)，而且n2n1，n為1，2，3，4，8ppt課件(1)氫原子光譜（1883）9ppt課件(1)氫原子光譜（1883）10ppt課件(1)氫原子光譜（1883）氫原子光譜特征： 為什么原子光譜是線狀的呢？ 從紫外區(qū)（短波）到紅外區(qū)（長波），n的取值越來越大，能量也越來越高，當(dāng)n趨于無窮大時(shí)，電子脫離原子核束縛，能量為零。 不連續(xù)的線狀光譜，從紫外到紅外區(qū)呈現(xiàn)多條具有特征波長的譜線。11ppt課件(2)普朗克的量子論（1900） 德國物理學(xué)家普朗克，第一個(gè)沖破經(jīng)典物理學(xué)中能量連續(xù)變化的框框，首先在物理學(xué)中引入了“量子”的概念，提出了著名的、當(dāng)時(shí)被譽(yù)為物理學(xué)上一次革命的量子化理

4、論。普朗克M. Planck，1858-194712ppt課件(2)普朗克的量子論（1900） 經(jīng)典物理學(xué)中的一些物理量，如時(shí)間、速度、長度、面積等的變化是連續(xù)的，沒有一個(gè)最小單位，無限可分。 有些物理量的變化是有最小單位的，例如電荷量，電荷量變化的最小單位是1個(gè)電子的電荷量，即1.6021019 C，電荷量的改變不能小于1個(gè)電子的電荷量，只能是這個(gè)數(shù)的整倍數(shù)來增減，這是不連續(xù)的意思。不連續(xù)性只有在微觀世界里才有意義氫原子光譜的不連續(xù)性就是量子化的13ppt課件(3)愛因斯坦的光子學(xué)說（1905）1887年光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)說明了光具有粒子性。14ppt課件(3)愛因斯坦的光子學(xué)說（1905）愛因斯

5、坦A.Einstein ，1879-1955愛因斯坦通過對光電效應(yīng)的研究，1905年提出光子學(xué)說，為量子論提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)和理論基礎(chǔ)。 光是由一群顆粒性的光子組成，光子的能量與入射光的頻率有關(guān)，當(dāng)光子與金屬中的電子相碰撞時(shí)，就把它的全部能量，即一個(gè)能量子轉(zhuǎn)移給了電子。 光子的能量越高，轉(zhuǎn)移給電子的能量也越高，電子的速度就越大。光子的數(shù)目越多（即光越強(qiáng)），釋放出電子的數(shù)目也就越多。光電效應(yīng)說明了光不僅具有波動(dòng)性，而且具有粒子性。15ppt課件(3)愛因斯坦的光子學(xué)說（1905） 愛因斯坦用兩個(gè)公式把表征光波動(dòng)性的物理量(和)和表征光粒子性的物理量(E 和 p)定量地聯(lián)系起來。光子能量E的大小與光的

6、頻率成正比，光子動(dòng)量p的大小與光的波長的倒數(shù)成正比：式中：h為普朗克常量， v為光的頻率，為光的波長。E = hp =h16ppt課件(4)盧瑟福的原子行星模型（1911）17ppt課件(4)盧瑟福的原子行星模型（1911）盧瑟福 Ernest Rutherford1871-1937 英國物理學(xué)家盧瑟福根據(jù) 粒子穿透金屬箔實(shí)驗(yàn)，提出原子行星模型： 原子中有一個(gè)極小的核，即原子核； 原子核幾乎集中了原子全部的質(zhì)量，并帶有Z 個(gè)正電荷； 另有Z 個(gè)電子在原子核外像行星繞著太陽旋轉(zhuǎn)一樣繞核運(yùn)動(dòng)。 經(jīng)典電磁理論和盧瑟福原子行星原子模型，無法解釋氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)事實(shí)。18ppt課件(5)玻爾假說（玻爾理

7、論，1913） 丹麥物理學(xué)家玻爾將盧瑟福的原子行星模型與普朗克量子論巧妙地結(jié)合，提出著名的玻爾假說:尼爾斯 玻爾N.Bohr ，1885-1962 原子中的電子只能在符合一定量子化條件的固定的軌道上繞核運(yùn)動(dòng)； 電子在一個(gè)軌道中運(yùn)動(dòng)的角動(dòng)量mvr 必須是 的整倍數(shù)，即： h2式中m為電子的質(zhì)量；v是電子運(yùn)動(dòng)的速度；r 是軌道的半徑；h 是普朗克常量；n 是量子數(shù)。這些符合量子化條件的軌道稱為穩(wěn)定軌道，具有固定的能量E，電子在穩(wěn)定軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，不放出能量。19ppt課件(5)玻爾假說（玻爾理論，1913） 電子在離核越遠(yuǎn)的軌道上運(yùn)動(dòng)，其能量越大。通常電子保持在能量最低的狀態(tài)即基態(tài)，基態(tài)是最穩(wěn)定的狀

8、態(tài)。當(dāng)原子從外界獲得能量時(shí)，電子可以躍遷到離核較遠(yuǎn)的較高能量的軌道上去，這時(shí)電子所處狀態(tài)稱為激發(fā)態(tài)。 處于激發(fā)態(tài)的電子不穩(wěn)定，可以躍遷到離核較近的軌道上，這時(shí)會(huì)以光子形式釋放出光能，光的頻率決定于兩條軌道之間的能量之差： 式中E2為電子處于激發(fā)態(tài)時(shí)的能量；E1為電子處于低能級時(shí)的能量；為光的頻率；h為普朗克常量。 20ppt課件(5)玻爾假說（玻爾理論，1913） 玻爾根據(jù)經(jīng)典力學(xué)原理 和量子化條件，計(jì)算了電子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑 r 和電子的能量 E，推求出氫原子核外電子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑和能量： n=3 時(shí)， r3=33 52.9pm， E3 = -1312.17/33 kJmol1當(dāng) n=1 時(shí)，

9、 r1=1252.9pm， E1= -1312.17/12 kJmol1n=2 時(shí)， r2=2252.9pm， E2 = -1312.17/22 kJmol1 從距核最近的一條軌道算起, n值分別等于1,2,3,4, 5,6,7,根據(jù)假定條件算得n=1時(shí)允許軌道的半徑為52.9pm, 這就是著名的玻爾半徑。21ppt課件(5)玻爾假說（玻爾理論，1913） 解釋了激發(fā)態(tài)原子為什么會(huì)發(fā)射出光射線； 說明了氫光譜線波長的不連續(xù)性； 說明了氫光譜線頻率的規(guī)律性（驗(yàn)證了里德 伯公式，里德伯常量）； 提出了n 是能級的概念，這為人們后來研究 光譜學(xué)以及發(fā)展物質(zhì)結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代理論做出了 貢獻(xiàn)。玻爾假說成功之處

10、：22ppt課件(5)玻爾假說（玻爾理論，1913） 未能完全沖破經(jīng)典物理的束縛，只是在經(jīng)典力學(xué)連續(xù)性概念的基礎(chǔ)上，人為地加上了一些量子化的條件；如在討論和計(jì)算電子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑時(shí)，都是以經(jīng)典力學(xué)為基礎(chǔ)的，認(rèn)為電子在核外的運(yùn)動(dòng)有固定軌道，而對于電子本身所特有的波粒二象性，在當(dāng)時(shí)是玻爾所不能認(rèn)識(shí)的。 玻爾理論解釋不了多電子原子的光譜和氫光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)等問題。玻爾假說的缺陷：23ppt課件(6)微觀粒子的波粒二象性（1924，1927） 光的波粒二象性 光的傳播形式和光的衍射現(xiàn)象都表示了光的波動(dòng)性。光電效應(yīng)說明了光具有粒子性。 24ppt課件(6)微觀粒子的波粒二象性（1924，1927） 電子的

11、波粒二象性德布羅意 Louis de Broglie 1892-1987 1924年法國年輕的物理學(xué)家德布羅意在光的波粒二象性啟發(fā)下，大膽地提出了“物質(zhì)波”的假設(shè)，預(yù)言電子等粒子會(huì)像光一樣發(fā)生衍射，顯示具有波動(dòng)性。式中 m為電子的質(zhì)量， h為普朗克常量，p為電子的動(dòng)量，v為電子的速度，這種波稱為物質(zhì)波，亦稱為德布羅意波。 并根據(jù)波粒二象性的關(guān)系式預(yù)言了高速運(yùn)動(dòng)的電子的波長 公式： 25ppt課件 電子的波粒二象性 1927年，電子衍射的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了德布羅意的預(yù)言，電子不僅是一種具有一定質(zhì)量、高速運(yùn)動(dòng)的帶電粒子，而且還能呈現(xiàn)波動(dòng)性。(6)微觀粒子的波粒二象性（1924，1927）26ppt課件(7

12、)海森堡不確定原理（1927） 1927年，德國物理學(xué)家海森堡提出了量子力學(xué)中的一個(gè)重要原理不確定原理：不可能同時(shí)測得電子的精確位置和精確的動(dòng)量。海森堡 Heisenberg 19011976式中x 為粒子位置的不確定值； p 為粒子動(dòng)量的不確定值； v 為粒子運(yùn)動(dòng)速度的不確定值； m 為粒子的質(zhì)量；h為普朗克常數(shù)； 27ppt課件(7)海森堡不確定原理（1927） 質(zhì)量m=10g的宏觀物體子彈，它的位置能準(zhǔn)確測到x = 0.01cm，那么此時(shí)其速度不確定值為： = 6.62610-34/(23.141010-30.0110-2) = 1.0551028（ms1） 電子的質(zhì)量m= 9.1101

13、0-31kg，原子半徑的數(shù)量級為10-8 cm，那么位置的不確定值x 至少要達(dá)到10-9cm 才近乎合理，這時(shí)其速度的不確定值為：=6.62610-34/(23.149.11010-3110-910-2) = 1.15810 7（ms1）28ppt課件小結(jié) 在經(jīng)典力學(xué)中，我們能準(zhǔn)確地同時(shí)測定一個(gè)宏觀物體的位置和動(dòng)量，對微觀粒子，如電子，質(zhì)量極小，它在原子核外運(yùn)動(dòng)的速度每秒約30萬公里，接近光速。在原子這樣小的空間內(nèi)（108cm），電子速度如此之大，不可能同時(shí)準(zhǔn)確地測定出它的空間位置和它在那個(gè)位置上的速度。 不確定原理對宏觀物體不起作用，反映了微觀粒子的運(yùn)動(dòng)特征，不能用經(jīng)典力學(xué)的方法去處理微觀粒

14、子。用什么方式描述微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律呢？29ppt課件原子結(jié)構(gòu)-教學(xué)要求1. 了解電子等微觀粒子運(yùn)動(dòng)的特殊性：能量量子化、波粒二象性、不確定原理等。2. 了解薛定鄂方程的意義，掌握和區(qū)分原子軌道、波函數(shù)、概率、概率密度、電子云的概念，重點(diǎn)掌握描述電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的四個(gè)量子數(shù)的物理意義、取值規(guī)律和合理組合。3. 了解多電子原子中屏蔽效應(yīng)和鉆穿效應(yīng)的意義及其對電子能量的影響，掌握能級、能級組、電子層、電子亞層和價(jià)電子層構(gòu)型等概念。4. 根據(jù)電子排布三原則和鮑林原子軌道近似能級圖，重點(diǎn)掌握原子核外電子排布規(guī)律，能書寫一般元素原子核外電子的排布式和價(jià)電子構(gòu)型（特殊情況除外），并根據(jù)電子排布式判斷元素在周期

15、表中的位置及有關(guān)性質(zhì)。5. 理解原子的電子層結(jié)構(gòu)和元素周期表的關(guān)系，元素的若干性質(zhì)（原子半徑、電離勢、電子親和勢、電負(fù)性）與原子的電子層結(jié)構(gòu)的關(guān)系。30ppt課件原子結(jié)構(gòu)-教學(xué)內(nèi)容一、核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)三、原子的電子層結(jié)構(gòu)和元素周期系二、核外電子的排布1. 薛定諤方程微粒的波動(dòng)方程2. 波函數(shù)的空間圖像3. 四個(gè)量子數(shù)4. 小結(jié)1. 多電子原子的能級2. 核外電子排布的原則31ppt課件一、核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)1. 薛定諤方程微粒的波動(dòng)方程2. 波函數(shù)的空間圖像 （1）波函數(shù)的角度分布圖 （2）波函數(shù)的徑向分布圖 （3）波函數(shù)的空間分布圖3. 四個(gè)量子數(shù)4. 小結(jié)32ppt課件1. 薛定諤方程微

16、粒的波動(dòng)方程 1926年，奧地利物理學(xué)家薛定諤從德布羅意的假設(shè)中得到啟示，首先提出了描述微觀粒子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的波動(dòng)方程，建立了迄今最為成功的原子結(jié)構(gòu)模型波動(dòng)力學(xué)模型。亦稱為薛定諤方程，是一個(gè)二階偏微分方程：式中 ：波函數(shù)是空間坐標(biāo) x、y、z的函數(shù)； E：體系的總能量 ； V：體系的勢能； m：粒子的質(zhì)量 ； h：普朗克常量 薛定諤Schrdinger, 1887-196133ppt課件1. 薛定諤方程微粒的波動(dòng)方程與球極坐標(biāo) (r,) 的轉(zhuǎn)換直角坐標(biāo) (x, y, z)球極坐標(biāo)與直角坐標(biāo)的關(guān)系x = r sin cos，z = r cosy = r sin sin，r2 = x2 + y2 +

17、z2 r：徑向坐標(biāo), 半徑，決定了球面的大小； ：角坐標(biāo),余緯度，由 z 軸沿球面延伸 至 r 的弧線所表示的角度；：角坐標(biāo),平經(jīng)度，由r 沿球面平行 xy 面延伸至 xz 面的弧線所表示的角度。(x, y, z) (r,) 34ppt課件1. 薛定諤方程微粒的波動(dòng)方程 求解薛定諤方程, 是為求得波函數(shù)和能量E 薛定諤方程有非常多的解，為得到合理的解，需要引入三個(gè)只能取某些整數(shù)值的參數(shù)n、l、m。對應(yīng)于一組合理的n、l、m取值，則有一個(gè)確定的波函數(shù) (r,)n,l,m和其對應(yīng)的能量 E 值。解得的不是具體的數(shù), 是包括三個(gè)參數(shù)(n, l, m) 和三個(gè)變量(r,)的一個(gè)函數(shù)式(r,)n, l,

18、 m n、l、m稱為量子數(shù)，它們決定著波函數(shù)某些性質(zhì)的量子化情況。 有合理解的函數(shù)式叫做波函數(shù)35ppt課件1. 薛定諤方程微粒的波動(dòng)方程三個(gè)量子數(shù)的取值要求n = 1， 2， 3， 4， 5， 6， 7， （正整數(shù)）n的取值范圍： K， L， M， N， O， P， Q， （光譜符號(hào)）l 的取值范圍： l = 0， 1， 2， 3， 4， 5，（n1）s， p， d， f， g， h，（光譜符號(hào)） m = 0，1，2，3，l。m 的取值范圍：36ppt課件1. 薛定諤方程微粒的波動(dòng)方程三個(gè)量子數(shù)的取值要求波函數(shù)=薛定諤方程的合理解=原子軌道 n=1, l=0, m=0, 1,0,0 1s原子

19、軌道, 1s l=0, m=0, 2,0,0 2s原子軌道, 2s l=1, m=0, 2,1,0 2p原子軌道, 2p l=0, m=0, 3,0,0 3s原子軌道, 3sn=3 l=1, m=0, 3,1,0 3p原子軌道, 3p l=2, m=0, 3,2,0 3d原子軌道, 3dn=237ppt課件 波函數(shù)和概率密度|2都可以用幾何圖形形象的表示，和|2均是空間坐標(biāo)r,的函數(shù)，要畫出它們之間的關(guān)系需要四維坐標(biāo)，因此常常為了不同的目的，從不同的角度考察和|2的性質(zhì)，如只考察隨r變化的為徑向分布圖；只考察隨,變化的稱為角度分布圖；綜合考察隨r,變化的為空間分布圖。2. 波函數(shù)的空間圖像 (

20、r,)n,l,m = Rn,l (r) Yl,m(,) 徑向部分 角度部分38ppt課件（1）波函數(shù)的角度分布圖 (r,)n,l,m = Rn,l (r) Yl,m(,) 徑向部分 角度部分 如果將Yl,m(,) 隨,的角度變化作圖，就可以得到波函數(shù)的角度分布圖，也就是原子軌道的角度分布圖。若將| Yl,m(,) |2 對,作圖，則可以得到電子云的角度分布圖。39ppt課件（1）波函數(shù)的角度分布圖 原子軌道的角度分布圖 電子云的角度分布圖 原子軌道與電子云角度分布圖比較40ppt課件 原子軌道的角度分布圖 由于Yl,m(,)只與量子數(shù)l，m有關(guān)，與量子數(shù)n無關(guān)，所以只要量子數(shù)l，m相同的原子軌

21、道，它們的角度分布就相同。 如2pz、3pz、4pz原子軌道的角度分布相同，統(tǒng)稱為pz軌道的角度分布，以pz軌道為例，來討論原子軌道的角度分布圖。41ppt課件 原子軌道的角度分布圖42ppt課件 原子軌道的角度分布圖43ppt課件 原子軌道的角度分布圖44ppt課件波函數(shù)=薛定諤方程的合理解=原子軌道 原子軌道的角度分布圖三個(gè)量子數(shù)n,l,m 確定的波函數(shù)稱為一個(gè)原子軌道 波函數(shù)是量子力學(xué)中描述核外電子在空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的數(shù)學(xué)函數(shù)式，一個(gè)波函數(shù)就稱為一個(gè)原子軌道。波函數(shù) 就叫做原子軌道。n=1, l=0, m=0, 1,0,0 1s原子軌道, 1s l=0, m=0, 2,0,0 2s原子軌道,

22、 2s l=1, m=0, 2,1,0 2pz原子軌道, 2pzn=2 45ppt課件 原子軌道的角度分布圖 波函數(shù)就是原子軌道，是一個(gè)函數(shù)式。 每一個(gè)原子軌道即每一個(gè)波函數(shù)都有與之相對應(yīng)的能量E，氫原子或類氫離子(核外只有1個(gè)電子) 其能量為：eV46ppt課件 電子云的角度分布圖 與原子軌道的角度部分相對應(yīng)，也有電子云即概率密度|2的角度部分|Yl,m(,)|2的分布圖。例如pz電子云的角度部分是|Ypz|2= cos2，若將|Ypz|2對作圖，便可得到pz電子云的角度分布圖。 它表示了電子在空間不同角度出現(xiàn)的概率密度的大小，從角度的側(cè)面反映了電子云概率密度分布的方向性。47ppt課件 電

23、子云的角度分布圖48ppt課件 電子云的角度分布圖 電子云也可以是用統(tǒng)計(jì)的方法描述電子在核外空間某一區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)概率大小的一個(gè)形象化的圖示，s 電子經(jīng)常出現(xiàn)的區(qū)域是核外的一個(gè)球形空間。 圖中密集的小點(diǎn)只是說明氫原子核外的一個(gè)電子在核外空間的一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并不代表有這么多個(gè)電子在核外運(yùn)動(dòng)。 s 電子云 l = 049ppt課件 電子云的角度分布圖處于不同狀態(tài)的電子，它們的波函數(shù)各不相同，其|2 當(dāng)然也各不相同，表示|2 的圖像電子云圖也不一樣。 50ppt課件 電子云的角度分布圖51ppt課件 電子云的角度分布圖52ppt課件 電子云的角度分布圖f 電子云l = 3的狀態(tài)即為f 狀態(tài)f 電子云形狀

24、不要求記53ppt課件 原子軌道與電子云角度分布圖比較54ppt課件 原子軌道與電子云角度分布圖比較 形狀相似，不同的是電子云的角度分布圖形比原子軌道的角度分布圖形要“瘦”些；這是由于Y= cos 值小于1，而|Y|2 值就更小的緣故。 正負(fù)號(hào)不同，原子軌道角度分布圖上有、號(hào)之分，而電子云角度分布圖上都是正值；原子軌道角度分布圖上的、號(hào)只是代表波函數(shù)中角度部分Y的正、負(fù)，并不表示波函數(shù)的正、負(fù)。55ppt課件（2）波函數(shù)的徑向分布圖 D (r)是r 的函數(shù)， 稱D (r) 為徑向分布函數(shù)。 徑向分布圖是指電子在原子核外距離為r、厚度為r的薄層球殼中出現(xiàn)的概率隨半徑 r變化時(shí)的分布情況。球殼薄層

25、示意圖球面面積 4 r2,球殼薄層的體積4 r2 r,概率密度|2,球殼體積中發(fā)現(xiàn)電子的概率4 r2 r |2,單位厚度球殼中的概率令D (r) = 4 r2 |24 r2 |2,56ppt課件（2）波函數(shù)的徑向分布圖. 在圖中r = 53pm 處曲線有一個(gè)高峰，說明電子在 r = 53pm的球殼上出現(xiàn)的概率最大。這個(gè)極大值正是玻爾半徑 值。 57ppt課件（2）波函數(shù)的徑向分布圖 1s電子的概率密度（電子云）在原子核附近最大，為什么它的概率的徑向分布卻是在離核53pm處最大呢？ 因?yàn)樵诳拷颂帲娮映霈F(xiàn)的概率大，概率密度|2有較大值，但r 很小，即球殼的體積很小，所以D (r)值不會(huì)很大；在

26、離核較遠(yuǎn)處，r 值大，即球殼的體積大，但電子出現(xiàn)的概率卻不大，即概率密度|2較小，所以D (r)值也不會(huì)很大；這兩個(gè)變化趨勢相反的因素結(jié)合在一起，在某一點(diǎn)上就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)極大值。 58ppt課件（2）波函數(shù)的徑向分布圖 徑向分布函數(shù)D (r)只與電子離核半徑r 的大小有關(guān)，r 的大小與量子數(shù)n 和l 有關(guān)；類氫原子各種狀態(tài)的徑向分布圖r = 213pm r = 477pm r =53pm s態(tài)， n= 1, l = 0 s態(tài)， n= 2, l = 0 p態(tài)，n= 2, l = 1 s態(tài)， n= 3, l = 0p態(tài)，n= 3, l = 1 d態(tài)，n= 3, l = 2n l 個(gè)峰59ppt課件（

27、2）波函數(shù)的徑向分布圖由波函數(shù)的徑向分布圖可以看出核外電子是按層分布的。當(dāng)主量子數(shù)n相同時(shí)，ns比np多一個(gè)離核較近的峰，np比nd多一個(gè)離核較近的峰，nd比nf多一個(gè)離核較近的峰，這些離核較近的峰都伸到(n-1)各峰的內(nèi)部，而且深入內(nèi)部的程度是各不相同的。電子在核附近出現(xiàn)的機(jī)會(huì)： ns np nd nf60ppt課件O（2）波函數(shù)的徑向分布圖4s、3d 和 4p電子云的徑向分布圖 外層電子鉆到內(nèi)層空間而靠近原子核的現(xiàn)象，稱為“鉆穿效應(yīng) ”。 n- l 個(gè)峰能級交錯(cuò)61ppt課件（2）波函數(shù)的徑向分布圖 電子概率的徑向分布圖表示了電子在整個(gè)空間出現(xiàn)的概率隨半徑變化的情況，反映了核外電子概率分布

28、的層次性 和穿透性。 62ppt課件（3）波函數(shù)的空間分布圖 原子軌道的角度分布圖和電子云的角度分布圖，都只是反映了波函數(shù)的角度部分，而不是原子軌道和電子云的實(shí)際形狀的全部，原子軌道和電子云的實(shí)際空間分布要綜合考慮波函數(shù)的徑向分布和角度分布。 空間分布圖有多種形式，如電子云黑點(diǎn)圖、等密度曲線圖、界面圖、網(wǎng)格立體圖、原子軌道輪廓圖等。63ppt課件（3）波函數(shù)的空間分布圖電子云黑點(diǎn)圖1s2s3s2pz3pz64ppt課件（3）波函數(shù)的空間分布圖等密度曲線圖65ppt課件（3）波函數(shù)的空間分布圖界面圖66ppt課件（3）波函數(shù)的空間分布圖網(wǎng)格立體圖1s 軌道2p 軌道3dxy 軌道3dz2 軌道6

29、7ppt課件（3）波函數(shù)的空間分布圖原子軌道輪廓圖1s2s3s3pz68ppt課件3. 四個(gè)量子數(shù) 由n、l、m三個(gè)量子數(shù)所確定下來的一套參數(shù)就可以表示一種波函數(shù)。在求解薛定諤方程的過程中除了直接引入的這三個(gè)量子數(shù)之外，后來根據(jù)實(shí)驗(yàn)和理論的要求，又引入了一個(gè)描述電子自旋特征的量子數(shù)ms。這些量子數(shù)對描述核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、確定原子中電子的能量、原子軌道或電子云的形狀和空間伸展方向，以及多電子原子核外電子的排布非常重要。69ppt課件3. 四個(gè)量子數(shù)主量子數(shù)主量子數(shù) nn = 1， 2， 3， 4， 5， 6， 7， （正整數(shù)）主量子數(shù)n是決定電子層數(shù)的。用它來描述原子中電子出現(xiàn)概率最大的區(qū)域離

30、核的遠(yuǎn)近。 n的取值范圍： K，L，M，N，O，P，Q， （光譜符號(hào)）70ppt課件3. 四個(gè)量子數(shù)主量子數(shù)主量子數(shù) n主量子數(shù)n是決定電子能量高低的主要因素。對單電子原子或類氫離子：電子能量只與主量子數(shù)n有關(guān)，n值越大，電子的能量越高。n=3 時(shí)， r3=32 52.9pm， E3 =(-1312.17/32) kJmol1當(dāng) n=1 時(shí)， r1=52.9pm， E1=(-1312.17/12) kJmol1n=2 時(shí)， r2=22 52.9pm， E2 =(-1312.17/22) kJmol1E1sE2sE3sE4s E4s =E4p =E4d =E4f = 71ppt課件3. 四個(gè)量子

31、數(shù)主量子數(shù)主量子數(shù) n 核外電子能量既與n有關(guān)，又與l 有關(guān)，取決于 n 和 l 的取值。不能只決定于n值的大小。主量子數(shù)n是決定電子能量高低的主要因素。對多電子原子：（在多電子原子的能級里講授）72ppt課件3. 四個(gè)量子數(shù)角量子數(shù)角量子數(shù) l（亦稱副量子數(shù)）角量子數(shù) l 表示原子軌道或電子云的形狀。l 的取值范圍： 對于給定的n值，l只能取小于n的整數(shù)值。 l = 0，1， 2，3， 4， 5，（n1）s，p，d， f， g，h，（光譜符號(hào)） 73ppt課件3. 四個(gè)量子數(shù)角量子數(shù)角量子數(shù) l（亦稱副量子數(shù)）用主量子數(shù)n表示電子層時(shí)，角量子數(shù)l 就表示同一電子層中具有不同狀態(tài)的分層，對于給

32、定的主量子數(shù)n來說，就有n個(gè)不同的角量子數(shù) l。電子層數(shù)n值電子分層 l 值電子分層數(shù)和類別1 0 1s2 0 1 2s 2p3 0 1 2 3s 3p 3d4 0 1 2 3 4s 4p 4d 4f74ppt課件3. 四個(gè)量子數(shù)角量子數(shù)角量子數(shù) l（亦稱副量子數(shù)）角量子數(shù)l與多電子原子中的電子能量有關(guān)；即多電子原子中電子的能量不僅與主量子數(shù)n 有關(guān)，還與角量子數(shù)l 有關(guān)。 （ n、 l 都不同，能級交錯(cuò)，在多電子原子的能級里講授）E4s E4p E4d E4f l = 0 1 2 3 n 相同， l 值越大，電子能量越高。75ppt課件3. 四個(gè)量子數(shù)磁量子數(shù)磁量子數(shù) m 磁量子數(shù) m 決定

33、原子軌道或電子云在空間的伸展方向。m 的取值與角量子數(shù) l 有關(guān)，對于給定的 l 值，有 2l +1 個(gè)m 的取值，可以取從 l 到l 的所有整數(shù)，其中包括零：m = 0，1，2，3，l。76ppt課件3. 四個(gè)量子數(shù)磁量子數(shù)磁量子數(shù) m 磁量子數(shù) m 決定原子軌道或電子云在空間的伸展方向。l=0，s電子m=0一種狀態(tài)在空間無方向性l=1，p電子m=0，1三種狀態(tài)在空間有三種取向l=2，d電子m=0，1，2五種狀態(tài)在空間有五種取向l=3，f電子m=0，1，2，3七種狀態(tài)在空間有七種取向角量子數(shù) l 與磁量子數(shù) m 的關(guān)系 77ppt課件3. 四個(gè)量子數(shù)磁量子數(shù)磁量子數(shù) m 在沒有外加磁場的作用

34、時(shí)，磁量子數(shù) m 與能量無關(guān)。 三種 p 軌道雖在空間方向取向不同，但能量相同，稱為簡并 軌道；五種 d 軌道、七種 f 軌道同理也是簡并的。l = 1 m = 02,1,0 2pz 軌道m(xù) = +1m = 12,1,1與2,1,-1線性組合2px 軌道2py 軌道2pz2px2py78ppt課件3. 四個(gè)量子數(shù)磁量子數(shù)磁量子數(shù) m在有外加磁場作用時(shí)，五個(gè)簡并的d軌道會(huì)發(fā)生能級分裂。 79ppt課件3. 四個(gè)量子數(shù)自旋量子數(shù)ms 表示電子自旋運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，取值只有兩個(gè)：自旋量子數(shù) ms 直接從薛定諤方程得不到自旋量子數(shù)ms，它是據(jù)后來的理論和實(shí)驗(yàn)的要求引入的。 精密觀察強(qiáng)磁場存在下的原子光譜，每

35、一條譜線實(shí)際是由靠得很近的兩條譜線組成的。為了解釋這一現(xiàn)象，1925年烏倫貝克（Uhlenbeck）和哥德希密特（Goudsmit）提出了電子自旋的假設(shè)。12ms = + ， 1280ppt課件3. 四個(gè)量子數(shù)四個(gè)量子數(shù)確定后，電子在核外空間的一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就確定了。原子中每個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)需要用n，l，m，ms四個(gè)量子數(shù)來描述；主量子數(shù)n決定電子層數(shù)和主要決定電子的能量；角量子數(shù) l 決定原子軌道的形狀，同時(shí)也影響電子的能量；磁量子數(shù)m決定原子軌道在空間的伸展方向；自旋量子數(shù)ms決定電子自旋的方向。81ppt課件3. 四個(gè)量子數(shù)82ppt課件4. 核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)小結(jié)（2）在微觀世界中，核外

36、電子運(yùn)動(dòng)的能量是不連續(xù)的，分為不同的能級（n），電子運(yùn)動(dòng)的每一個(gè)狀態(tài)均需要用四個(gè)量子數(shù)（n、l、m、ms）來確定。（1）電子是微觀粒子，具有波粒二象性，不能同時(shí)確定其位置和動(dòng)量，它的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)需要用波函數(shù)來描述。（3）波函數(shù)、原子軌道、電子云的區(qū)別和聯(lián)系：四個(gè)量子數(shù)n、l、m、ms確定電子的一種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 三個(gè)量子數(shù)n、l、m確定一個(gè)波函數(shù)n,l,m，波函數(shù) 就 是原子軌道。83ppt課件4. 核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)小結(jié)原子軌道和電子云的圖像形狀相似，不同是原子軌道的圖像中有正、負(fù)號(hào)，電子云的圖像中則沒有。原子軌道的正、負(fù)號(hào)在原子軌道組合成分子軌道時(shí)會(huì)起到關(guān)鍵的作用。 （3）波函數(shù)、原子軌道

37、、電子云的區(qū)別和聯(lián)系：電子云是電子在空間出現(xiàn)的概率密度分布的形象化表示。 （4）四個(gè)量子數(shù)之間互相聯(lián)系又互相制約，同一個(gè)原子中沒有彼此狀態(tài)完全相同的電子，或者說，在同一個(gè)原子中不可能有四個(gè)量子數(shù)完全相同的兩個(gè)電子存在。 84ppt課件二、核外電子的排布1. 多電子原子的能級 （1）鮑林原子軌道能級圖 （2）科頓原子軌道能級圖 （3）屏蔽效應(yīng) （4）鉆穿效應(yīng) 2. 核外電子排布的原則 （自學(xué)） （1）能量最低原理 （2）泡利不相容原理 （3）洪特規(guī)則 85ppt課件1. 多電子原子的能級 薛定諤方程只能對單電子原子體系做出精確的解，對多電子原子來說，由于原子中各電子之間的相互作用，當(dāng)電子處在不同

38、狀態(tài)時(shí)，其能量不僅與主量子數(shù)n有關(guān)，還與角量子數(shù) l 有關(guān)，從薛定諤方程不能得到精確的解，只能借助于某些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或做近似處理得到核外電子排布的基本規(guī)律。86ppt課件1. 多電子原子的能級 原子中各電子之間有相互作用，當(dāng)電子處在不同狀態(tài)時(shí)，其能量不僅與主量子數(shù)n有關(guān)，還與角量子數(shù)l 有關(guān)。 單電子體系各種狀態(tài)的電子的能量只與主量子數(shù) n 有關(guān)E4s = E4p = E4d = E4f E2p E3p E4p E5p 多電子原子體系E4sE4pE4dE4f 能級分裂87ppt課件（1）鮑林原子軌道能級圖 美國結(jié)構(gòu)化學(xué)家鮑林根據(jù)光譜實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，提出了多電子原子中原子軌道的近似能級圖，圖中的能級順序

39、是指價(jià)電子層中填入電子時(shí)各能級能量的相對高低。 鮑林L.Pauling1901-1994 1931年他應(yīng)用量子力學(xué)理論研究原子和分子的電子結(jié)構(gòu)及化學(xué)鍵的本質(zhì)，創(chuàng)立了雜化軌道理論。他因?qū)瘜W(xué)鍵本質(zhì)的研究而獲得1954年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。1962年又榮獲諾貝爾和平獎(jiǎng)。 88ppt課件（1）鮑林原子軌道能級圖能級分裂能級交錯(cuò)89ppt課件（1）鮑林原子軌道能級圖 在近似能級圖中，每個(gè)小圓圈代表一個(gè)原子軌道。簡并狀態(tài)等價(jià)軌道簡并度p 軌道是三重簡并d 軌道是五重簡并f 軌道是七重簡并 近似能級圖按原子軌道的能量高低排列，不按原子軌道離核遠(yuǎn)近順序排列（即不按電子層的順序排列）。能級組 ：能量相近的能級劃為一

40、組第五能級組： 5s，4d，5p第六能級組： 6s，4f，5d，6p第七能級組： 7s，5f，6d，7p第一能級組： 1s第二能級組： 2s，2p第三能級組： 3s，3p第四能級組： 4s，3d，4p90ppt課件（1）鮑林原子軌道能級圖 由近似能級圖看出：角量子數(shù) l 相同的能級，其能量大小由主量子數(shù)n決定，n 越大能量越高。主量子數(shù) n 相同，角量子數(shù) l 不同的能級，其能量隨 l 值增大而升高。 同一電子層 (n 相同)，各種軌道能量不同的現(xiàn)象叫能級分裂。E3d E4d E5d E6d l = 2E4s E4pE4d E4f n = 4主量子數(shù)n和角量子數(shù) l 同時(shí)變動(dòng)時(shí)，能級的能量次序

41、變化比較復(fù)雜，不同電子層的能級劃分在同一能級組，叫能級交錯(cuò)。E4s E3d E4pE5s E4d E5pE6s E4f E5d E6p91ppt課件（1）鮑林原子軌道能級圖 由近似能級圖看出，每個(gè)電子層中的軌道數(shù)目為該電子層主量子數(shù)n 的平方，即n2。 由近似能級圖看出，能級組的劃分是造成元素周期表中元素劃分為周期的本質(zhì)原因。每一個(gè)原子軌道中只能填充2個(gè)電子，每填充1個(gè)電子，就形成了一種元素，因此，由近似能級圖可以得到按能級組排列的元素周期系的圖。按能級組排列的元素周期系圖可更清楚地顯示出是原子的電子層結(jié)構(gòu)的周期性決定了元素性質(zhì)的周期性變化。也是物質(zhì)由量變到質(zhì)變的一個(gè)很好的說明。92ppt課件

42、（1）鮑林原子軌道能級圖93ppt課件（1）鮑林原子軌道能級圖評論 簡單明了，基本反映了 多電子原子的核外電子填充的次序1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f第4能級組第5能級組第6能級組 第71 2 394ppt課件（1）鮑林原子軌道能級圖評論 簡單明了，基本反映了 多電子原子的核外電子填充的次序1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 第26號(hào)元素Fe的光譜符號(hào)：1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6 3d6 4s2

43、 95ppt課件（1）鮑林原子軌道能級圖 所有元素的同一原子軌道能級次序都一樣，反映不出元素的原子序數(shù)與某一能級能量的關(guān)系。 隨著原子序數(shù)的增加，核電荷對電子的吸引力增強(qiáng)，所以軌道能量會(huì)降低，但各軌道能量隨原子序數(shù)增加而能量降低的幅度不同，所以不同元素的相同原子軌道的能級次序不會(huì)完全一致，這一重要事實(shí)在鮑林的原子軌道能級圖中沒有體現(xiàn)出來。評論96ppt課件（2）科頓原子軌道能級圖 美國化學(xué)家科頓( F. A . Cotton ) 總結(jié)了前人工作，提出原子軌道能量隨原子序數(shù)變化的軌道能級圖形，稱為：科頓原子軌道能級圖197ppt課件（2）科頓原子軌道能級圖簡明清晰地反映了原子軌道能量和原子序數(shù)的

44、關(guān)系，隨著原子序數(shù)的增加，核電荷對電子的吸引力增強(qiáng)，所有軌道能量都會(huì)降低，但降低程度各不相同；反映了氫原子軌道能級的簡并性，氫原子軌道能量只與主量子數(shù)n有關(guān)；多電子原子軌道能量不僅與主量子數(shù) n 有關(guān)，還和角量子數(shù) l 有關(guān)，所以相同主量子數(shù)的s、p、d、f 軌道能級要產(chǎn)生分裂。科頓原子軌道能級圖的優(yōu)點(diǎn)：98ppt課件（2）科頓原子軌道能級圖在科頓原子軌道能級圖中，除了3d與4s相交在Z21處外，4d與5s，5d與6s都與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相差較遠(yuǎn)。不如鮑林原子軌道能級圖直觀和易于掌握；科頓原子軌道能級圖存在的問題：99ppt課件（3）屏蔽效應(yīng) 對一個(gè)指定的電子,它會(huì)受到來自內(nèi)層電子和同層其他電子負(fù)電荷

45、的排斥力, 這種球殼狀的負(fù)電荷就像一個(gè)屏蔽罩, 部分抵消了核電荷對該電子的吸引力，使有效核電荷降低，這種作用稱為屏蔽作用或屏蔽效應(yīng)。100ppt課件（3）屏蔽效應(yīng)有效核電荷Z*與屏蔽常數(shù)Z* = Z- 屏蔽常數(shù) 代表由于電子間的斥力而使核電荷數(shù)Z減小的部分，它只是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，科學(xué)上現(xiàn)在還無法對屏蔽作用進(jìn)行精確的分析和計(jì)算；多電子原子中一個(gè)電子的能量可以用如下公式討論：E = -13.6 (Z-)2n2eV 的大小可由 Slater 提出的規(guī)則近似求算， Slater 規(guī)則略。101ppt課件（3）屏蔽效應(yīng) 外層電子對內(nèi)層指定電子的屏蔽作用忽略不計(jì)。 指定電子只受處于內(nèi)層和同層的其他電子的屏蔽

46、。 如果指定電子是最外層電子，處于內(nèi)層和同層的其他電子對它屏蔽作用的大小是：同處于n層的電子處于n-1層的電子處于n-2層的電子 若將原子核比做光源，各層電子比做遮光的障礙物，障礙物距光源越近，它屏蔽掉的光線越多。 同一內(nèi)層電子對指定外層電子的屏蔽作用，指定外層電子的l 值越大，它受到內(nèi)層電子的屏蔽作用就越大：s電子 p電子 d電子 f電子鉆穿效應(yīng)解釋102ppt課件（3）屏蔽效應(yīng)為什么 2s 電子比 2p 電子受到的屏蔽作用小? 2s電子云徑向分布曲線除主峰外，還有一個(gè)距核更近的小峰，這表示2s電子云有機(jī)會(huì)能鉆至離核更近的空間，從而部分地回避了其他電子對它的屏蔽作用。103ppt課件O（4）

47、鉆穿效應(yīng)4s、3d 和 4p電子云的徑向分布圖 外層電子鉆到內(nèi)層空間而靠近原子核的現(xiàn)象，稱為“鉆穿效應(yīng) ”。 104ppt課件（4）鉆穿效應(yīng)鉆穿效應(yīng)越強(qiáng)，鉆得越深，意味著受到其他電子的屏蔽越小。受到屏蔽作用的大?。?s電子 3p電子 3d電子在多電子原子中，對給定n 值的電子，其有效核電荷隨l 值的增大而減小；軌道能級的能量隨l 值的增大而升高。E3sE 3p E 3d這是產(chǎn)生能級分裂的原因105ppt課件（4）鉆穿效應(yīng) 電子的鉆穿能力順序如下: nsnpndn f ；導(dǎo)致 亞層能級按 E(ns)E(np)E(nd)E(nf) 順序分裂。 如果能級分裂的程度很大, 就可能導(dǎo)致與鄰近電子層 中的

48、亞層能級發(fā)生交錯(cuò)。E4s E 3d106ppt課件2. 核外電子排布的原則（自學(xué)）（1）能量最低原理（2）泡利不相容原理 （3）洪特規(guī)則 自學(xué)課件第2章第二節(jié)第2個(gè)問題 自學(xué)近代化學(xué)導(dǎo)論第二版上冊第4章4.3和 4.4節(jié)中相關(guān)內(nèi)容（第61、66頁）107ppt課件2. 核外電子排布的原則（自學(xué)）（1）能量最低原理（2）泡利不相容原理 （3）洪特規(guī)則 鮑林原子軌道能級圖 泡利不相容原理并不是從量子力學(xué)的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出來的，是泡利根據(jù)光譜實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來的規(guī)律，即在一個(gè)原子中不能有兩個(gè)或更多的電子處在完全相同的狀態(tài)（四個(gè)量子數(shù)完全相同），應(yīng)用這一規(guī)律，就可以解釋原子內(nèi)部的電子分布狀況和元素周期律。因此它

49、適合于量子力學(xué)，并為實(shí)驗(yàn)所證實(shí)，是微觀粒子運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律之一。108ppt課件2. 核外電子排布的原則（自學(xué)）（1）能量最低原理（2）泡利不相容原理 （3）洪特規(guī)則 洪特規(guī)則：在能量相同的簡并軌道上，電子總是盡先占據(jù)不同軌道，且自旋平行；簡并軌道全充滿、半充滿和全空的狀態(tài)時(shí)能量較低，比較穩(wěn)定。109ppt課件三、原子的電子層結(jié)構(gòu)和元素周期系1. 原子的電子層結(jié)構(gòu)與元素的分區(qū)2. 原子的電子層結(jié)構(gòu)與元素的周期（1）原子半徑的周期性（2）電離勢的周期性（3）電子親和勢的周期性（4）電負(fù)性的周期性3. 原子的電子層結(jié)構(gòu)與元素的族4. 元素基本性質(zhì)的周期性110ppt課件三、原子的電子層結(jié)構(gòu)和元素周期

50、系 自學(xué)課件第2章第二節(jié)第3個(gè)問題 自學(xué)近代化學(xué)導(dǎo)論第二版上冊第4章4.4.5節(jié) 參看書后元素周期表1. 原子的電子層結(jié)構(gòu)與元素的分區(qū)2. 原子的電子層結(jié)構(gòu)與元素的周期3. 原子的電子層結(jié)構(gòu)與元素的族111ppt課件ns12,(n-1)d19ns12, (n-1)d10ns12, ns2np16, (n-2)f 014(n-1)d02ns2 價(jià)電子構(gòu)型三、原子的電子層結(jié)構(gòu)和元素周期系 原子的電子層結(jié)構(gòu)與元素的分區(qū)112ppt課件三、原子的電子層結(jié)構(gòu)和元素周期系周期相應(yīng)的軌道軌道總數(shù)容納電子總數(shù)各周期元素?cái)?shù)目11s12222s 2p48833s 3p48844s 3d 4p9181855s 4d

51、 5p9181866s 4f 5d 6p16323277s 5f 6d 7p16未滿未滿各周期元素?cái)?shù)目與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系113ppt課件三、原子的電子層結(jié)構(gòu)和元素周期系周期數(shù)核外電子層數(shù) n能級組數(shù)1n 1 1s （第一能級組）2n 2 2s 2p （第二能級組）3n 3 3s 3p （第三能級組）4n 4 4s 3d 4p （第四能級組）5n 5 5s 4d 5p （第五能級組）6n 6 6s 4f 5d 6p （第六能級組）7n 7 7s 5f 6d 7p （第七能級組）各周期數(shù)核外電子層數(shù) n 能級組數(shù)114ppt課件三、原子的電子層結(jié)構(gòu)和元素周期系12313456789101112141

52、5161718主族元素的族數(shù)=最外電子層的電子數(shù)（稀有氣體除外）副族元素的族數(shù)=最外電子層的電子數(shù)+次外層d電子數(shù)(B、B族和第族除外)115ppt課件三、原子的電子層結(jié)構(gòu)和元素周期系（1）原子半徑的周期性（2）電離勢的周期性（3）電子親和勢的周期性（4）電負(fù)性的周期性4. 元素基本性質(zhì)的周期性116ppt課件5. 元素基本性質(zhì)的周期性（1）原子半徑的周期性原子半徑一般分為： 共價(jià)半徑、金屬半徑、范德華半徑一般同一元素的半徑： 范德華半徑金屬半徑共價(jià)半徑討論原子半徑的變化規(guī)律，采用的是共價(jià)半徑，稀有氣體用范德華半徑代替。117ppt課件5. 元素基本性質(zhì)的周期性（1）原子半徑的周期性118ppt課件5. 元素基本性質(zhì)的周期性（1）原子半徑的周期性一般規(guī)律： 同一周期主族元素自左向右，原子半徑逐漸減??； 同一周期過渡元素的原子半徑也在減小，但減小的幅度不如短周期的大； 在超長周期中，內(nèi)過渡元素的原子半徑減小的幅度更小，如鑭系元素從鑭到镥半徑共減小了14pm，這一現(xiàn)象稱為鑭系收縮； 同一主族元素自上而下，原子半徑逐漸增大； 同一副族元素自上而下，原子半徑逐漸增大，但由于鑭系收縮