無(wú)機(jī)化學(xué)課件第五章原子結(jié)構(gòu)與元素周期性-

第一節(jié)原子與元素?zé)o機(jī)化學(xué)多媒體電子教案

第五章原子結(jié)構(gòu)和元素周期性

第一節(jié)原子與元素12/22/20221課件第一節(jié)原子與元素?zé)o機(jī)化學(xué)多媒體電子教案第五章原子結(jié)構(gòu)和5-1-3原子軌道能級(jí)5-1-3原子軌道能級(jí)日光通過(guò)棱鏡分光，可得到紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫連續(xù)變化的譜帶裝有低壓高純H2(g)的放電管所發(fā)出的光,通過(guò)棱鏡分光后，在可見光區(qū)波長(zhǎng)范圍內(nèi)，可以觀察到不連續(xù)的四條譜線aa為連續(xù)光譜氫原子光譜

δγβαnm410.2434.1486.1656.3aaHHHH為帶狀光譜12/22/20222課件5-1-3原子軌道能級(jí)5-1-3原子軌道能級(jí)日光通過(guò)棱鏡氫原子中的電子在原子核周圍有確定半徑和能量的圓形軌道中運(yùn)動(dòng)。電子在這些軌道上運(yùn)動(dòng)不吸收能量或放出能量波爾氫原子模型nEn/J1-2.17910-18

2-5.4510-19

3-2.4210-19

4-1.3610-19

5

-8.7210-20

6-6.0510-20

n越小,離核越近,軌道能量越低,勢(shì)能值越負(fù)n12/22/20223課件氫原子中的電子在原子核周圍有確定半徑和能量的圓形軌道中運(yùn)動(dòng)。處于激發(fā)態(tài)的電子不穩(wěn)定，要跳回到能量較低的軌道,以光的形式放出能量(即光譜譜線對(duì)應(yīng)的能量)正常狀態(tài)下，原子中的電子盡可能在離核最近、能量最低的軌道上運(yùn)動(dòng)(基態(tài))波爾氫原子模型基態(tài)激發(fā)態(tài)(電子處于能量較高的狀態(tài))吸收能量(躍遷)放出能量En(2)-En(1)=hν

h—Planck常數(shù)ν—光的頻率12/22/20224課件處于激發(fā)態(tài)的電子不穩(wěn)定，要跳回到能量較低的軌道,以光的形０-0.445-0.605-0.872-1.36-2.42-5.45-21.79E/10-19J∞7654321n121.6nm120.6nm97.25nm94.98nm93.78nm93.14nm656.5nm486.1nm434.1nm410.2nm397.2nmHHHHHαβγδε如氫原子光譜中的Hα線En2-En1=hν

h—Planck常數(shù)ν—光的頻率

ν===4.571014s-1

En3-En2

-2.4210-19J-(-5.4510-19J)

h

6.62610-34J·s

λ3→2===656.5nm

ν3→24.571014s-1

c(光速)3108m·s-1

12/22/20225課件０E/10-19J∞7n121.6nm12嚴(yán)重的局限性。只能解釋單電子原子(或離子)光譜的一般現(xiàn)象，不能解釋多電子原子光譜成功地解釋了氫原子和類氫原子(如He+、Li2+)的光譜現(xiàn)象,推動(dòng)了原子結(jié)構(gòu)的發(fā)展

波爾氫原子模型波爾理論的缺陷，促使人們?nèi)パ芯亢徒⒛苊枋鲈觾?nèi)電子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的量子力學(xué)原子模型12/22/20226課件嚴(yán)重的局限性。只能解釋單電子原子(或成功地解釋了氫原子和類第二節(jié)原子結(jié)構(gòu)的近代概念第五章原子結(jié)構(gòu)和元素周期性第二節(jié)原子結(jié)構(gòu)的近代概念無(wú)機(jī)化學(xué)多媒體電子教案

12/22/20227課件第二節(jié)原子結(jié)構(gòu)的近代概念第五章原子結(jié)構(gòu)和元素周期性原子結(jié)構(gòu)的近代概念電子的波粒二象性概率和概率密度原子軌道電子云量子數(shù)12/22/20228課件原子結(jié)構(gòu)的近代概念電子的波粒二象性12/17/20228課件5.2.1電子的波粒二象性20世紀(jì)初人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，光不僅有微粒的性質(zhì)，而且有波動(dòng)的性質(zhì)，即具有波粒二象性。1924年，LouisdeBroglie(德布羅意)認(rèn)為：質(zhì)量為m,運(yùn)動(dòng)速度為υ的粒子，相應(yīng)的波長(zhǎng)為：λ=h/mυ=h/p，h=6.626×10-34J·s，Plank常量。1927年，Davissson和Germer應(yīng)用Ni晶體進(jìn)行電子衍射實(shí)驗(yàn)，證實(shí)電子具有波動(dòng)性。12/22/20229課件5.2.1電子的波粒二象性20世紀(jì)初人們5.2.2概率和概率密度概率：電子在原子核外空間某處出現(xiàn)的機(jī)率。量子力學(xué)認(rèn)為，原子中個(gè)別電子運(yùn)動(dòng)的軌跡是無(wú)法確定的，亦即沒(méi)有確定的軌道，這一點(diǎn)是與經(jīng)典力學(xué)有原則的差別。但是原子中電子在原子核外的分布還是有規(guī)律的：核外空間某些區(qū)域電子出現(xiàn)的概率較大，而另一些區(qū)域電子出現(xiàn)的概率較小。概率密度：電子在原子核外空間某處單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率。12/22/202210課件5.2.2概率和概率密度概率：電子在原子核外空間某處出現(xiàn)5.2.3原子軌道1.波函數(shù)Schr?dinger方程12/22/202211課件5.2.3原子軌道1.波函數(shù)Schr?dinger方程直角坐標(biāo)(x,y,z)與球坐標(biāo)(r,θ,φ)的轉(zhuǎn)換222zyxr++=cosrz=qsinsinry=φqcossinrx=φq()()φq,,

,,

rΨzyxΨ()()φq,YrR=12/22/202212課件直角坐標(biāo)(x,y,z)與球坐標(biāo)(r,θ,φ)的轉(zhuǎn)換222在量子力學(xué)中是用波函數(shù)和與其對(duì)應(yīng)的能量來(lái)描述微觀粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的.

原子中電子的波函數(shù)ψ既然是描述電子云運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的數(shù)學(xué)表達(dá)式,而且又是空間坐標(biāo)的函數(shù),其空間圖象可以形象地理解為電子運(yùn)動(dòng)的空間范圍,俗稱”原子軌道”.為了避免與經(jīng)典力學(xué)中的玻爾軌道相混淆,又稱為原子軌函(原子軌道函數(shù)之意),亦即波函數(shù)的空間圖象就是原子軌道,原子軌道的數(shù)學(xué)表達(dá)式就是波函數(shù).12/22/202213課件在量子力學(xué)中是用波函數(shù)和與其對(duì)應(yīng)的能量來(lái)描述波函數(shù)的物理意義Ψ2：原子核外出現(xiàn)電子的概率密度。電子云是電子出現(xiàn)概率密度的形象化描述。12/22/202214課件波函數(shù)的物理意義Ψ2：原子核外出現(xiàn)電子的概率密度。2.原子軌道角度分布圖將波函數(shù)的角度分布部分（Y）作圖，所得的圖象就稱為原子軌道的角度分布圖。如氫原子的1s軌道的波函數(shù)為：

Ψ1s=(1/πa03)1/2e-r/a0其中徑向部分為：R10(r)=2(1/a0)3/2*e-r/a0角度部分為：Y00=(1/4π)1/212/22/202215課件2.原子軌道角度分布圖將波函數(shù)的角度分布對(duì)于2p軌道12/22/202216課件對(duì)于2p軌道12/17/202216課件+－30°60°θ12/22/202217課件+－30°60°θ12/17/202217課件12/22/202218課件12/17/202218課件5.2.4電子云1.概率密度在光的波動(dòng)方程中，ψ代表電磁波的電磁場(chǎng)強(qiáng)度。由于：光的強(qiáng)度∝光子數(shù)目/V（體積）=光子密度而光的強(qiáng)度又與電磁場(chǎng)強(qiáng)度（ψ）的絕對(duì)值成正比：光的強(qiáng)度∝|ψ|2所以，光子密度是與|ψ|2成正比的。同理，在原子核外某處空間，電子出現(xiàn)的概率密度（ρ）也是和電子在該處的強(qiáng)度（ψ）的絕對(duì)值平方成正比的：ρ∝|ψ|212/22/202219課件5.2.4電子云1.概率密度在光的波動(dòng)2.電子云為了形象地表示核外電子運(yùn)動(dòng)的概率分布情況，化學(xué)上慣用小黑點(diǎn)分布的疏密表示電子出現(xiàn)概率密度的相對(duì)大小。小黑點(diǎn)較密的地方，表示概率密度較大，單位體積內(nèi)電子出現(xiàn)的機(jī)會(huì)多。用這種方法來(lái)描述電子在核外出現(xiàn)的概率密度分布所得的空間圖象稱為電子云。12/22/202220課件2.電子云為了形象地表示核外電子運(yùn)動(dòng)的概既然概率密度可直接用|Ψ|2來(lái)表示，那么以|Ψ|2作圖可得到電子云的近似圖像。為作圖方便講|Ψ|2分為角度部分|Y|2和徑向部分R2。|Y|2的圖像稱為電子云角度分布圖。12/22/202221課件既然概率密度可直接用|Ψ|2來(lái)表示，那么以|Ψ電子云角度分布圖與原子軌道角度分布圖相似，但有兩點(diǎn)不同：(1)原子軌道分布圖有正、負(fù)之分，而電子云角度分布圖均為正值；(2)電子云角度分布圖比原子軌道角度分布圖瘦些，這是因?yàn)閅值小于1，所以|Y|2更小。12/22/202222課件電子云角度分布圖與原子軌道角度分布圖相似，但有n=3,l=2,m=012/22/202223課件n=3,l=2,m=012/17/202223課件n=3,l=212/22/202224課件n=3,l=212/17/202224課件n=3,l=212/22/202225課件n=3,l=212/17/202225課件n=3,l=212/22/202226課件n=3,l=212/17/202226課件n=3,l=212/22/202227課件n=3,l=212/17/202227課件5.2.5量子數(shù)1.主量子數(shù)（n）主量子數(shù)(n)12345電子層：第一層第二層第三層第四層第五層電子層符號(hào)：KLMNOn值越小，該電子層離核越近，其能級(jí)越低。n值越大，該電子層離核越遠(yuǎn)，其能級(jí)越高。主量子數(shù)(n)為正整數(shù)。12/22/202228課件5.2.5量子數(shù)1.主量子數(shù)（n）主量子數(shù)(n)2.副量子數(shù)（l）

n值確定后，副量子數(shù)(l)可為零到(n-1)的正整數(shù)。其中每一個(gè)l值代表一個(gè)電子亞層，也代表原子軌道的一種形狀。副量子數(shù)（l）：012345電子亞層符號(hào)：spdfgh對(duì)于多電子來(lái)說(shuō)，同一電子層中的l值越小，該電子亞層的能級(jí)越低。12/22/202229課件2.副量子數(shù)（l）n值確定后，副量子數(shù)3.磁量子數(shù)(m)

磁量子數(shù)(m)的取值決定于l值，可取(2l+1)個(gè)從-l到+l（包括零在內(nèi)）的整數(shù)。每一個(gè)m值代表一個(gè)具有某種空間取向的原子軌道。4.自旋量子數(shù)(ms)自旋量子數(shù)(ms)只有+1/2或-1/2這兩個(gè)數(shù)值，其中每一個(gè)值表示電子的一種自旋方向（如順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较颍?2/22/202230課件3.磁量子數(shù)(m)磁量子數(shù)(m)的取值決定第三節(jié)原子中電子的分布第五章原子結(jié)構(gòu)和元素周期性

第三節(jié)原子中電子的分布無(wú)機(jī)化學(xué)多媒體電子教案

12/22/202231課件第三節(jié)原子中電子的分布第五章原子結(jié)構(gòu)和元素周期性5-３-1基態(tài)原子中電子分布原理5-3-1基態(tài)原子中電子的分布原理泡利不相容原理——每一個(gè)原子軌道，最多只能容納兩個(gè)自旋方向相反的電子.能量最低原理——原子為基態(tài)時(shí)，電子盡可能地分布在能級(jí)較低的軌道上，使原子處于能級(jí)最低狀態(tài).洪德規(guī)則——在同一亞層的等價(jià)軌道中電子盡可能地單獨(dú)分布在不同的軌道上,且自旋方向相同.如7N1s22s22p31s2s2p12/22/202232課件5-３-1基態(tài)原子中電子分布原理5-3-1基態(tài)原子中電子的5-3-2多電子原子軌道的能級(jí)5-3-2多電子原子軌道的能級(jí)6s5s4s3s2s1s6p5p4p3p2p5d4d3d4fPONMLK1s2p2s3p3s4p3d4s5p4d5s6p5d4f6s1.能級(jí)K<L<M<N<O<P3.同一原子，不同電子亞層有能級(jí)交錯(cuò)現(xiàn)象如E5s<E4d<E5p

2.同一電子層：

Ens<Enp<End<Enf

近似能級(jí)圖12/22/202233課件5-3-2多電子原子軌道的能級(jí)5-3-2多電子原子軌道的它是從周期系中各元素原子軌道圖中歸納出的一般規(guī)律,不能反映每種元素原子軌道能級(jí)的相對(duì)高低,所以是近似的。對(duì)近似能級(jí)圖的幾點(diǎn)說(shuō)明只能反映同一原子內(nèi)各原子軌道能級(jí)的相對(duì)高低,不能比較不同元素原子軌道。

只能反映同一原子外電子層中原子軌道能級(jí)的相對(duì)高低，不能反映內(nèi)電子層中原子軌道能級(jí)的相對(duì)高低。電子在軌道上的能級(jí)與原子序數(shù)有關(guān)。12/22/202234課件它是從周期系中各元素原子軌道圖中歸納出的一般規(guī)律,不能反映每5-３-３基態(tài)原子中電子的分布5-3-3基態(tài)原子中電子的分布(2)2s(4)3s(1)1s(6)4s(9)5s(16)7s(3)2p(12)6s(5)3p(8)4p(11)5p(15)6p(19)7p(7)3d(10)4d(14)5d(18)6d(13)4f(17)5f應(yīng)用核外電子填入軌道順序圖，根據(jù)泡利不相容原理、能量最低原理、洪德規(guī)則，可以寫出元素原子的核外電子分布式.如19K1s22s22p63s23p64s1

26Fe1s22s22p63s23p63d64s2核外電子填入軌道的順序12/22/202235課件5-３-３基態(tài)原子中電子的分布5-3-3基態(tài)原子中電子的19種元素原子的外層電子分布有例外基態(tài)原子電子分布其中：29Cu1s22s22p63s23p63d104s1全充滿24Cr1s22s22p63s23p63d54s1半充滿同樣有：46Pd、47Ag、79Au同樣有：42Mo、64Gd、96Cm當(dāng)電子分布為全充滿(p6、d10、f14)、半充滿(p3、d5、f7)、全空(p0、d0、f0)時(shí),原子結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定

例外的還有：41Nb、44Ru、45Rh、57La、58Ce、78Pt、89Ac、90Th、91Pa、92U、93Np12/22/202236課件19種元素原子的外層電子分布有例外基態(tài)原子電子分布其中：2基態(tài)原子的價(jià)層電子構(gòu)型價(jià)層——價(jià)電子所在的亞層價(jià)層電子構(gòu)型——指價(jià)層的電子分布式ⅠA0一11s1ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA21s2二345678910三1112ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡB131415161718四192021222324252627282930313233343536五373839404142434445464748495051525354六555671727374757677787980818283848586ns1~2

(n-1)d1~9ns1~2

ns2np1~6(n-1)d10ns1~212/22/202237課件基態(tài)原子的價(jià)層電子構(gòu)型價(jià)層——價(jià)電子所在的亞層ⅠA0一15-3-4簡(jiǎn)單基態(tài)陽(yáng)離子的電子分布基態(tài)原子外層電子填充順序：→ns→(n-2)f→(n-1)d→np價(jià)電子電離順序：→np→ns→(n-1)d→(n-2)f5-3-4

簡(jiǎn)單基態(tài)陽(yáng)離子的電子分布例26Fe1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2

Fe2+1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6原子實(shí)——原子中除去最高能級(jí)組以外的原子實(shí)體經(jīng)驗(yàn)規(guī)律12/22/202238課件5-3-4簡(jiǎn)單基態(tài)陽(yáng)離子的電子分布基態(tài)原子外層電子填充順序5-3-5元素周期系與核外電子分布的關(guān)系ⅠA0一1

ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA2

二345678910三1112ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡB131415161718四192021222324252627282930313233343536五373839404142434445464748495051525354六555671*727374757677787980818283848586七8788103*1041051061071081091101111125-3-5元素周期系與核外電子分布的關(guān)系鑭系575859606162636465666768697071錒系8990919293949596979899100101102103Sddspfns1~2

(n-1)d1~9ns1~2

(n-1)d10ns1~2ns2np1~6

(n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2

最后一個(gè)電子一般填入次外層d亞層區(qū)最后一個(gè)電子一般填入次外層d亞層最后一個(gè)電子填入s亞層12/22/202239課件5-3-5元素周期系與核外電子分布的關(guān)系ⅠA0一1ⅡAⅢAⅠA0一1

ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA2

二345678910三1112ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡB131415161718四192021222324252627282930313233343536五373839404142434445464748495051525354六555671*727374757677787980818283848586七8788103*1041051061071081091101111125-3-5元素周期系與核外電子分布的關(guān)系鑭系575859606162636465666768697071錒系8990919293949596979899100101102103Sddspfns1~2

(n-1)d1~9ns1~2

(n-1)d10ns1~2ns2np1~6

(n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2

區(qū)最后一個(gè)電子填入外層p亞層最后一個(gè)電子一般填入外數(shù)第三層f亞層12/22/202240課件ⅠA0一1ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA2二3456789105-3-5元素周期系與核外電子分布的關(guān)系區(qū)根據(jù)最后一個(gè)電子填入的亞層確定最后一個(gè)電子填入的亞層區(qū)最外層的s亞層s最外層的p亞層p一般為次外層的d亞層d一般為次外層的d亞層,且為d10ds一般為外數(shù)第三層的f亞層f12/22/202241課件5-3-5元素周期系與核外電子分布的關(guān)系區(qū)根據(jù)最后一個(gè)電子填5-3-5元素周期系與核外電子分布的關(guān)系族根據(jù)區(qū)和最外層、次外層電子數(shù)確定區(qū)族s、p主族(A)，族數(shù)＝最外層電子數(shù)d副族(B)族數(shù)＝(最外層＋次外層d)電子數(shù)ds副族(B)，族數(shù)＝最外層電子數(shù)f鑭系、錒系

12/22/202242課件5-3-5元素周期系與核外電子分布的關(guān)系族根據(jù)區(qū)和最外層、次5-3-６元素周期表5-3-6元素周期表元素在周期表的位置(周期、區(qū)、族)取決于該元素原子核外電子的分布例20Ca寫出電子排布式1s22s22p63s23p64s2周期數(shù)＝電子層數(shù)第四周期最后一個(gè)電子填入s亞層s區(qū)元素族數(shù)＝最外層電子數(shù)＝2ⅡA

Ca為第四周期、ⅡA族元素12/22/202243課件5-3-６元素周期表5-3-6元素周期表元素在周期表的位置元素在周期表的位置(周期、區(qū)、族)取決于該元素原子核外電子的分布例24Cr寫出電子排布式1s22s22p63s23p63d54s1周期數(shù)＝電子層數(shù)第四周期最后一個(gè)電子填入次外層d亞層d區(qū)元素族數(shù)＝(最外層+次外層d)電子數(shù)＝(1+5)=6ⅥBCr為第四周期、ⅥB族元素12/22/202244課件元素在周期表的位置(周期、區(qū)、族)取決于該元素原子核外電子的元素在周期表的位置(周期、區(qū)、族)取決于該元素原子核外電子的分布例47Ag寫出電子排布式[Kr]4d105s1周期數(shù)＝電子層數(shù)第五周期最后一個(gè)電子填入次外層d亞層，而d電子數(shù)為10ds區(qū)元素族數(shù)＝最外層電子數(shù)＝1IBAg為第五周期、IB族元素12/22/202245課件元素在周期表的位置(周期、區(qū)、族)取決于該元素原子核外電子的元素在周期表的位置(周期、區(qū)、族)取決于該元素原子核外電子的分布例已知某副族元素A原子，最后一個(gè)電子填入3d軌道，族號(hào)＝3電子排布式1s22s22p63s23p63d14s2周期數(shù)＝電子層數(shù)=4最后一個(gè)電子填入次外層d亞層為d區(qū)元素，最外層電子數(shù)＝2族數(shù)＝電子數(shù)(最外層+次外層d)＝3則d電子數(shù)=3-2=112/22/202246課件元素在周期表的位置(周期、區(qū)、族)取決于該元素原子核外電子的第二節(jié)原子結(jié)構(gòu)的近代概念第五章原子結(jié)構(gòu)和元素周期性第三節(jié)結(jié)束

無(wú)機(jī)化學(xué)多媒體電子教案

12/22/202247課件第二節(jié)原子結(jié)構(gòu)的近代概念第五章原子結(jié)構(gòu)和元素周期性第第四節(jié)原子性質(zhì)的周期性第五章原子結(jié)構(gòu)和元素周期性第四節(jié)原子性質(zhì)的周期性無(wú)機(jī)化學(xué)多媒體電子教案

12/22/202248課件第四節(jié)原子性質(zhì)的周期性第五章原子結(jié)構(gòu)和元素周期性原子的電子層結(jié)構(gòu)隨核電荷的遞增呈周期性變化，促使原子的某些性質(zhì)呈周期性變化

如原子半徑、電離能、電子親合能、電負(fù)性12/22/202249課件原子的電子層結(jié)構(gòu)隨核電荷的遞增呈周期性變化，促使原子的某些5-４-1原子半徑5-４-1原子半徑共價(jià)半徑——兩個(gè)相同原子形成共價(jià)鍵時(shí)，其核間距離的一半定義d=198pmr(Cl)=99pmd=154pmr(C)=77pm12/22/202250課件5-４-1原子半徑5-４-1原子半徑共價(jià)半徑——兩個(gè)相同5-４-1原子半徑金屬半徑——金屬單質(zhì)晶體中，兩個(gè)相鄰金屬原子核間距離的一半定義d=256pmr(Cu)=128pm12/22/202251課件5-４-1原子半徑金屬半徑——金屬單質(zhì)晶體中，兩個(gè)相鄰定5-４-1原子半徑范德華半徑——分子晶體中，兩個(gè)相鄰分子核間距離的一半定義d=320pmr(Ne)=160pm12/22/202252課件5-４-1原子半徑范德華半徑——分子晶體中，兩個(gè)相鄰定義變化規(guī)律IA0一H37IIAⅢAIVAⅤAVIAⅦAHe122二Li152Be111B88C77N70O66F64Ne160三Na168Mg160ⅢBIVBVBVIBⅦBⅧIBIIBAl143Si117P110S104Cl99Ar191四K227Ca197Sc161Ti145V132Cr125Mn124Fe124Co125Ni125Cu128Zn133Ga122Ge122As121Se117Br114Kr198五Rb248Sr215Y181Zr160Nb143Mo136Tc136Ru133Rh135Pa138Ag144Cd149In163Sn141Sb141Te137I133Xe217六Cs265Ba217La173Hf159Ta143W137Re137Os134Ir136Pt136Au144Hg160Tl170Pb175Bi155Po153AtRn非金屬為共價(jià)半徑、金屬為金屬半徑、稀有氣體為范德華半徑12/22/202253課件變化規(guī)律IA0一HIIAⅢAIVAⅤAVIAⅦAHe二L26021016011060原子半徑/pm族號(hào)同一周期的d區(qū)元素,自左到右,隨核電荷的增加,原子半徑略有減小。IB族開始，反而有所增加12/22/202254課件260原子半徑/pm族號(hào)同一周期的d區(qū)元素,自左到右,鑭系元素,自左到右,隨核電荷的增加,原子半徑總的趨勢(shì)緩慢減小，即鑭系收縮210200190180170原子半徑/pm原子序數(shù)銪4f76s212/22/202255課件鑭系元素,自左到右,隨核電荷的增加,原子半徑總的趨勢(shì)緩26021016011060原子半徑/pm族號(hào)由于鑭系收縮，至使后面五、六周期同族元素(如Zr與Hf、Nb與Ta、Mo與W)性質(zhì)極為相似12/22/202256課件260原子半徑/pm族號(hào)由于鑭系收縮，至使后面五、六周期同26021016011060原子半徑/pm族號(hào)同一主族元素，自上往下，原子半徑逐漸增大12/22/202257課件260原子半徑/pm族號(hào)同一主族元素，自上往下，原子半徑逐26021016011060原子半徑/pm族號(hào)同一副族元素(除ⅢB外),自上往下,原子半徑一般略有增大。五、六周期同族元素原子半徑十分相似12/22/202258課件260原子半徑/pm族號(hào)同一副族元素(除ⅢB外),自上往下5-４-2電離能和電子親合能5-４-2電離能和電子親合能第一電離能(I1)——基態(tài)的中性氣態(tài)原子失去一個(gè)電子形成氣態(tài)陽(yáng)離子所需的能量Mg(g)-e-→Mg+(g)I1=H1=738kJ·mol-1

第二電離能(I2)——氧化數(shù)為+1的氣態(tài)陽(yáng)離子失去一個(gè)電子形成氧化數(shù)為+2的氣態(tài)陽(yáng)離子所需的能量Mg+(g)-e-→Mg2+(g)I2=H2=1451kJ·mol-1其余依次類推...基態(tài)氣態(tài)原子失去電子變?yōu)闅鈶B(tài)陽(yáng)離子，克服核電荷對(duì)電子的引力所消耗的能量電離能(I)12/22/202259課件5-４-2電離能和電子親合能5-４-2電離能和電子親合能氣態(tài)原子失去電子變?yōu)闅鈶B(tài)陽(yáng)離子，克服核電荷對(duì)電子的引力所消耗的能量電離能(I)Mg(g)-e-→Mg+(g)InIn/(kJ·mol-1)I1737.7I21450.7I37732.8I410540I513628I617905I721704I825856I1<I2<I3<I4<...Mg+(g)-e-→Mg2+(g)...電離能用來(lái)衡量氣態(tài)原子失去電子的難易電離能越小，原子越易失去電子電離能越大，原子越難失去電子12/22/202260課件氣態(tài)原子失去電子變?yōu)闅鈶B(tài)陽(yáng)離子，克服核電荷對(duì)電子的引力所消耗電離能(I)2160186015601260960660360I1/(kJ·mol-1)原子序數(shù)HeNeLiXeNaArKrKRbCsHNPSbAs同一周期主族元素，從左到右，電離能逐漸增大同一周期副族元素，從左到右，電離能變化不規(guī)律12/22/202261課件電離能(I)2160I1/(kJ·mol-1)原子序數(shù)He電離能(I)2160186015601260960660360I1/(kJ·mol-1)原子序數(shù)HeNeLiXeNaArKrKRbCsHNPSbAs同一主族元素，從上往下，電離能逐漸減小同一副族元素，從上往下，電離能略有增大12/22/202262課件電離能(I)2160I1/(kJ·mol-1)原子序數(shù)He第一電子親合能(EA1)——基態(tài)氣態(tài)原子得到一個(gè)電子形成氣態(tài)陰離子所放出的能量

O(g)+e-→O-(g)EA1=-141kJ·mol-1

第二電子親合能(EA2)——氧化數(shù)為-1的氣態(tài)陰離子得到一個(gè)電子形成氧化數(shù)為-2的氣態(tài)陰離子所放出的能量O-(g)+e-→O2-(g)EA2=+780kJ·mol-1其余依次類推...基態(tài)氣態(tài)原子得到電子變?yōu)闅鈶B(tài)陰離子，所放出的能量。電子親合能(EA)電子親合能用來(lái)衡量氣態(tài)原子得電子的難易電子親合能代數(shù)值越小,原子越易得到電子12/22/202263課件第一電子親合能(EA1)——基態(tài)氣態(tài)原子得到一個(gè)電子形成氣態(tài)5-4-3電負(fù)性5-４-3電負(fù)性(χp)分子中元素原子吸引電子的能力以最活潑非金屬元素原子χp(F)=4.0為基礎(chǔ)，計(jì)算其它元素原子的電負(fù)性值。電負(fù)性越大,元素原子吸引電子能力越強(qiáng),即元素原子越易得到電子,越難失去電子；電負(fù)性越小,元素原子吸引電子能力越弱,即元素原子越難得到電子,越易失去電子。

12/22/202264課件5-4-3電負(fù)性5-４-3電負(fù)性(χp)電負(fù)性ⅠA一H2.1ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA二Li1.0Be1.5B2.0C2.5N3.0O3.5F4.0三Na0.9Mg1.2ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡBAl1.5Si1.8P2.1S2.5Cl3.0四K0.8Ca1.0Sc1.3Ti1.5V1.6Cr1.6Mn1.5Fe1.8Co1.9Ni1.9Cu1.9Zn1.6Ga1.6Ge1.8As2.0Se2.4Br2.8五Rb0.8Sr1.0Y1.2Zr1.4Nb1.6Mo1.8Tc1.9Ru2.2Rh2.2Pa2.2Ag1.9Cd1.7In1.7Sn1.8Sb1.9Te2.1I2.5六Cs0.7Ba0.9Lu1.2Hf1.3Ta1.5W1.7Re1.9Os2.2Ir2.2Pt2.2Au2.4Hg1.9Tl1.8Pb1.9Bi1.9Po2.0At2.2說(shuō)明：1.鮑林電負(fù)性是一個(gè)相對(duì)值,無(wú)單位2.現(xiàn)已有多套電負(fù)性數(shù)據(jù),應(yīng)盡可能采用同一套數(shù)據(jù)12/22/202265課件電負(fù)性ⅠA一HⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA二LiBeBC4.03.53.02.52.01.51.00.5χp原子序數(shù)HLiFNaBrClKIRbAtCs

同一周期，從左到右,電負(fù)性逐漸增大

同一主族，從上到下,電負(fù)性逐漸減小

同一副族，從上到下,

ⅢB~ⅤB電負(fù)性逐漸減小，ⅥB~ⅡB電負(fù)性逐漸增大12/22/202266課件4.0χp原子序數(shù)HLiFNaBrClKIRbAtCs5-4-4元素氧化數(shù)5-４-4元素的氧化數(shù)

主族元素氧化數(shù):最高氧化數(shù)＝價(jià)電子數(shù)＝族號(hào)族價(jià)層電子構(gòu)型價(jià)電子總數(shù)主要氧化數(shù)

最高氧化數(shù)ⅠAns11+1+1ⅡAns22+2+2ⅢAns2np13+3+3

ⅣAns2np24+4、+2+4ⅤAns2np35+5、+3+5ⅥAns2np46+6、+4、-2+6ⅦA

ns2np57+7、+5、+3、+1、-1+712/22/202267課件5-4-4元素氧化數(shù)5-４-4元素的氧化數(shù)主族元素氧化數(shù)5-４-4元素的氧化數(shù)

主族元素氧化數(shù):最高氧化數(shù)＝價(jià)電子數(shù)＝族號(hào)族價(jià)層電子構(gòu)型價(jià)電子總數(shù)主要氧化數(shù)

最高氧化數(shù)ⅠAns11+1+1ⅡAns22+2+2ⅢAns2np13+3+3

ⅣAns2np24+4、+2+4ⅤAns2np35+5、+3+5ⅥAns2np46+6、+4、-2+6ⅦA

ns2np57+7、+5、+3、+1、-1+712/22/202268課件5-４-4元素的氧化數(shù)主族元素氧化數(shù):最高氧化數(shù)＝價(jià)電子副族元素氧化數(shù)族ⅢBⅣBⅤBⅥB

ⅦB第四周期Sc

TiVCrMn價(jià)層電子構(gòu)型3d14s23d24s23d34s23d44s23d54s2價(jià)電子數(shù)3

456

7最高氧化數(shù)

+3

+4+5+6+7ⅢB~ⅦB族：最高氧化數(shù)＝價(jià)電子數(shù)＝族數(shù)Ⅷ族、ⅠB族：氧化數(shù)變化不規(guī)律ⅡB族：最高氧化數(shù)＝價(jià)電子數(shù)＝族數(shù)=+212/22/202269課件副族元素氧化數(shù)族ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦB第四周期ScTiVC5-4-5元素的金屬性和非金屬性5-４-5

元素的金屬性和非金屬性金屬性——在化學(xué)反應(yīng)中失去電子,變?yōu)榈驼趸瘮?shù)陽(yáng)離子的特性非金屬性——在化學(xué)反應(yīng)中得到電子，變?yōu)殛庪x子的特性判斷金屬性：電負(fù)性、電離能元素的電負(fù)性越小或電離能越小金屬性越強(qiáng)非金屬性：電負(fù)性、電子親合能元素的電負(fù)性越大或電子親合能越小非金屬性越強(qiáng)12/22/202270課件5-4-5元素的金屬性和非金屬性5-４-5元素的金屬性和非變化規(guī)律同一周期，從左到右，元素原子的電負(fù)性增大,元素的金屬性逐漸減弱,非金屬性逐漸增強(qiáng)。同一主族,自上而下,元素原子的電負(fù)性減小,元素的金屬性逐漸增強(qiáng),非金屬性逐漸減弱。ⅢB~ⅤB,同一副族,自上而下,元素原子的電負(fù)性減小,金屬性增強(qiáng);VIB~ⅡB,同一副族,自上而下,元素原子的電負(fù)性增大,金屬性減弱。12/22/202271課件變化規(guī)律同一周期，從左到右，元素原子的電負(fù)性增大,元素的金小結(jié)原子性質(zhì)rIχ金屬性非金屬性主族元素同周期從左向右減小增大增大減弱增強(qiáng)同族自上而下顯著增大減小減小增強(qiáng)減弱原子性質(zhì)rIχ金屬性副族元素同周期從左向右略有減小不規(guī)律增大減弱同族自上而下略有增大不規(guī)律ⅢB~ⅤB減小增強(qiáng)ⅣB~ⅡB增大減弱12/22/202272課件小結(jié)原子性質(zhì)rIχ金屬性非金屬性主族元素同周期減增增第四節(jié)

結(jié)束

第五章原子結(jié)構(gòu)和元素周期性第四節(jié)結(jié)束

無(wú)機(jī)化學(xué)多媒體電子教案

12/22/202273課件第四節(jié)結(jié)束

第五章原子結(jié)構(gòu)和元素周期性第四節(jié)第一節(jié)原子與元素?zé)o機(jī)化學(xué)多媒體電子教案

第五章原子結(jié)構(gòu)和元素周期性

第一節(jié)原子與元素12/22/202274課件第一節(jié)原子與元素?zé)o機(jī)化學(xué)多媒體電子教案第五章原子結(jié)構(gòu)和5-1-3原子軌道能級(jí)5-1-3原子軌道能級(jí)日光通過(guò)棱鏡分光，可得到紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫連續(xù)變化的譜帶裝有低壓高純H2(g)的放電管所發(fā)出的光,通過(guò)棱鏡分光后，在可見光區(qū)波長(zhǎng)范圍內(nèi)，可以觀察到不連續(xù)的四條譜線aa為連續(xù)光譜氫原子光譜

δγβαnm410.2434.1486.1656.3aaHHHH為帶狀光譜12/22/202275課件5-1-3原子軌道能級(jí)5-1-3原子軌道能級(jí)日光通過(guò)棱鏡氫原子中的電子在原子核周圍有確定半徑和能量的圓形軌道中運(yùn)動(dòng)。電子在這些軌道上運(yùn)動(dòng)不吸收能量或放出能量波爾氫原子模型nEn/J1-2.17910-18

2-5.4510-19

3-2.4210-19

4-1.3610-19

5

-8.7210-20

6-6.0510-20

n越小,離核越近,軌道能量越低,勢(shì)能值越負(fù)n12/22/202276課件氫原子中的電子在原子核周圍有確定半徑和能量的圓形軌道中運(yùn)動(dòng)。處于激發(fā)態(tài)的電子不穩(wěn)定，要跳回到能量較低的軌道,以光的形式放出能量(即光譜譜線對(duì)應(yīng)的能量)正常狀態(tài)下，原子中的電子盡可能在離核最近、能量最低的軌道上運(yùn)動(dòng)(基態(tài))波爾氫原子模型基態(tài)激發(fā)態(tài)(電子處于能量較高的狀態(tài))吸收能量(躍遷)放出能量En(2)-En(1)=hν

h—Planck常數(shù)ν—光的頻率12/22/202277課件處于激發(fā)態(tài)的電子不穩(wěn)定，要跳回到能量較低的軌道,以光的形０-0.445-0.605-0.872-1.36-2.42-5.45-21.79E/10-19J∞7654321n121.6nm120.6nm97.25nm94.98nm93.78nm93.14nm656.5nm486.1nm434.1nm410.2nm397.2nmHHHHHαβγδε如氫原子光譜中的Hα線En2-En1=hν

h—Planck常數(shù)ν—光的頻率

ν===4.571014s-1

En3-En2

-2.4210-19J-(-5.4510-19J)

h

6.62610-34J·s

λ3→2===656.5nm

ν3→24.571014s-1

c(光速)3108m·s-1

12/22/202278課件０E/10-19J∞7n121.6nm12嚴(yán)重的局限性。只能解釋單電子原子(或離子)光譜的一般現(xiàn)象，不能解釋多電子原子光譜成功地解釋了氫原子和類氫原子(如He+、Li2+)的光譜現(xiàn)象,推動(dòng)了原子結(jié)構(gòu)的發(fā)展

波爾氫原子模型波爾理論的缺陷，促使人們?nèi)パ芯亢徒⒛苊枋鲈觾?nèi)電子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的量子力學(xué)原子模型12/22/202279課件嚴(yán)重的局限性。只能解釋單電子原子(或成功地解釋了氫原子和類第二節(jié)原子結(jié)構(gòu)的近代概念第五章原子結(jié)構(gòu)和元素周期性第二節(jié)原子結(jié)構(gòu)的近代概念無(wú)機(jī)化學(xué)多媒體電子教案

12/22/202280課件第二節(jié)原子結(jié)構(gòu)的近代概念第五章原子結(jié)構(gòu)和元素周期性原子結(jié)構(gòu)的近代概念電子的波粒二象性概率和概率密度原子軌道電子云量子數(shù)12/22/202281課件原子結(jié)構(gòu)的近代概念電子的波粒二象性12/17/20228課件5.2.1電子的波粒二象性20世紀(jì)初人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，光不僅有微粒的性質(zhì)，而且有波動(dòng)的性質(zhì)，即具有波粒二象性。1924年，LouisdeBroglie(德布羅意)認(rèn)為：質(zhì)量為m,運(yùn)動(dòng)速度為υ的粒子，相應(yīng)的波長(zhǎng)為：λ=h/mυ=h/p，h=6.626×10-34J·s，Plank常量。1927年，Davissson和Germer應(yīng)用Ni晶體進(jìn)行電子衍射實(shí)驗(yàn)，證實(shí)電子具有波動(dòng)性。12/22/202282課件5.2.1電子的波粒二象性20世紀(jì)初人們5.2.2概率和概率密度概率：電子在原子核外空間某處出現(xiàn)的機(jī)率。量子力學(xué)認(rèn)為，原子中個(gè)別電子運(yùn)動(dòng)的軌跡是無(wú)法確定的，亦即沒(méi)有確定的軌道，這一點(diǎn)是與經(jīng)典力學(xué)有原則的差別。但是原子中電子在原子核外的分布還是有規(guī)律的：核外空間某些區(qū)域電子出現(xiàn)的概率較大，而另一些區(qū)域電子出現(xiàn)的概率較小。概率密度：電子在原子核外空間某處單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率。12/22/202283課件5.2.2概率和概率密度概率：電子在原子核外空間某處出現(xiàn)5.2.3原子軌道1.波函數(shù)Schr?dinger方程12/22/202284課件5.2.3原子軌道1.波函數(shù)Schr?dinger方程直角坐標(biāo)(x,y,z)與球坐標(biāo)(r,θ,φ)的轉(zhuǎn)換222zyxr++=cosrz=qsinsinry=φqcossinrx=φq()()φq,,

,,

rΨzyxΨ()()φq,YrR=12/22/202285課件直角坐標(biāo)(x,y,z)與球坐標(biāo)(r,θ,φ)的轉(zhuǎn)換222在量子力學(xué)中是用波函數(shù)和與其對(duì)應(yīng)的能量來(lái)描述微觀粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的.

原子中電子的波函數(shù)ψ既然是描述電子云運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的數(shù)學(xué)表達(dá)式,而且又是空間坐標(biāo)的函數(shù),其空間圖象可以形象地理解為電子運(yùn)動(dòng)的空間范圍,俗稱”原子軌道”.為了避免與經(jīng)典力學(xué)中的玻爾軌道相混淆,又稱為原子軌函(原子軌道函數(shù)之意),亦即波函數(shù)的空間圖象就是原子軌道,原子軌道的數(shù)學(xué)表達(dá)式就是波函數(shù).12/22/202286課件在量子力學(xué)中是用波函數(shù)和與其對(duì)應(yīng)的能量來(lái)描述波函數(shù)的物理意義Ψ2：原子核外出現(xiàn)電子的概率密度。電子云是電子出現(xiàn)概率密度的形象化描述。12/22/202287課件波函數(shù)的物理意義Ψ2：原子核外出現(xiàn)電子的概率密度。2.原子軌道角度分布圖將波函數(shù)的角度分布部分（Y）作圖，所得的圖象就稱為原子軌道的角度分布圖。如氫原子的1s軌道的波函數(shù)為：

Ψ1s=(1/πa03)1/2e-r/a0其中徑向部分為：R10(r)=2(1/a0)3/2*e-r/a0角度部分為：Y00=(1/4π)1/212/22/202288課件2.原子軌道角度分布圖將波函數(shù)的角度分布對(duì)于2p軌道12/22/202289課件對(duì)于2p軌道12/17/202216課件+－30°60°θ12/22/202290課件+－30°60°θ12/17/202217課件12/22/202291課件12/17/202218課件5.2.4電子云1.概率密度在光的波動(dòng)方程中，ψ代表電磁波的電磁場(chǎng)強(qiáng)度。由于：光的強(qiáng)度∝光子數(shù)目/V（體積）=光子密度而光的強(qiáng)度又與電磁場(chǎng)強(qiáng)度（ψ）的絕對(duì)值成正比：光的強(qiáng)度∝|ψ|2所以，光子密度是與|ψ|2成正比的。同理，在原子核外某處空間，電子出現(xiàn)的概率密度（ρ）也是和電子在該處的強(qiáng)度（ψ）的絕對(duì)值平方成正比的：ρ∝|ψ|212/22/202292課件5.2.4電子云1.概率密度在光的波動(dòng)2.電子云為了形象地表示核外電子運(yùn)動(dòng)的概率分布情況，化學(xué)上慣用小黑點(diǎn)分布的疏密表示電子出現(xiàn)概率密度的相對(duì)大小。小黑點(diǎn)較密的地方，表示概率密度較大，單位體積內(nèi)電子出現(xiàn)的機(jī)會(huì)多。用這種方法來(lái)描述電子在核外出現(xiàn)的概率密度分布所得的空間圖象稱為電子云。12/22/202293課件2.電子云為了形象地表示核外電子運(yùn)動(dòng)的概既然概率密度可直接用|Ψ|2來(lái)表示，那么以|Ψ|2作圖可得到電子云的近似圖像。為作圖方便講|Ψ|2分為角度部分|Y|2和徑向部分R2。|Y|2的圖像稱為電子云角度分布圖。12/22/202294課件既然概率密度可直接用|Ψ|2來(lái)表示，那么以|Ψ電子云角度分布圖與原子軌道角度分布圖相似，但有兩點(diǎn)不同：(1)原子軌道分布圖有正、負(fù)之分，而電子云角度分布圖均為正值；(2)電子云角度分布圖比原子軌道角度分布圖瘦些，這是因?yàn)閅值小于1，所以|Y|2更小。12/22/202295課件電子云角度分布圖與原子軌道角度分布圖相似，但有n=3,l=2,m=012/22/202296課件n=3,l=2,m=012/17/202223課件n=3,l=212/22/202297課件n=3,l=212/17/202224課件n=3,l=212/22/202298課件n=3,l=212/17/202225課件n=3,l=212/22/202299課件n=3,l=212/17/202226課件n=3,l=212/22/2022100課件n=3,l=212/17/202227課件5.2.5量子數(shù)1.主量子數(shù)（n）主量子數(shù)(n)12345電子層：第一層第二層第三層第四層第五層電子層符號(hào)：KLMNOn值越小，該電子層離核越近，其能級(jí)越低。n值越大，該電子層離核越遠(yuǎn)，其能級(jí)越高。主量子數(shù)(n)為正整數(shù)。12/22/2022101課件5.2.5量子數(shù)1.主量子數(shù)（n）主量子數(shù)(n)2.副量子數(shù)（l）

n值確定后，副量子數(shù)(l)可為零到(n-1)的正整數(shù)。其中每一個(gè)l值代表一個(gè)電子亞層，也代表原子軌道的一種形狀。副量子數(shù)（l）：012345電子亞層符號(hào)：spdfgh對(duì)于多電子來(lái)說(shuō)，同一電子層中的l值越小，該電子亞層的能級(jí)越低。12/22/2022102課件2.副量子數(shù)（l）n值確定后，副量子數(shù)3.磁量子數(shù)(m)

磁量子數(shù)(m)的取值決定于l值，可取(2l+1)個(gè)從-l到+l（包括零在內(nèi)）的整數(shù)。每一個(gè)m值代表一個(gè)具有某種空間取向的原子軌道。4.自旋量子數(shù)(ms)自旋量子數(shù)(ms)只有+1/2或-1/2這兩個(gè)數(shù)值，其中每一個(gè)值表示電子的一種自旋方向（如順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较颍?2/22/2022103課件3.磁量子數(shù)(m)磁量子數(shù)(m)的取值決定第三節(jié)原子中電子的分布第五章原子結(jié)構(gòu)和元素周期性

第三節(jié)原子中電子的分布無(wú)機(jī)化學(xué)多媒體電子教案

12/22/2022104課件第三節(jié)原子中電子的分布第五章原子結(jié)構(gòu)和元素周期性5-３-1基態(tài)原子中電子分布原理5-3-1基態(tài)原子中電子的分布原理泡利不相容原理——每一個(gè)原子軌道，最多只能容納兩個(gè)自旋方向相反的電子.能量最低原理——原子為基態(tài)時(shí)，電子盡可能地分布在能級(jí)較低的軌道上，使原子處于能級(jí)最低狀態(tài).洪德規(guī)則——在同一亞層的等價(jià)軌道中電子盡可能地單獨(dú)分布在不同的軌道上,且自旋方向相同.如7N1s22s22p31s2s2p12/22/2022105課件5-３-1基態(tài)原子中電子分布原理5-3-1基態(tài)原子中電子的5-3-2多電子原子軌道的能級(jí)5-3-2多電子原子軌道的能級(jí)6s5s4s3s2s1s6p5p4p3p2p5d4d3d4fPONMLK1s2p2s3p3s4p3d4s5p4d5s6p5d4f6s1.能級(jí)K<L<M<N<O<P3.同一原子，不同電子亞層有能級(jí)交錯(cuò)現(xiàn)象如E5s<E4d<E5p

2.同一電子層：

Ens<Enp<End<Enf

近似能級(jí)圖12/22/2022106課件5-3-2多電子原子軌道的能級(jí)5-3-2多電子原子軌道的它是從周期系中各元素原子軌道圖中歸納出的一般規(guī)律,不能反映每種元素原子軌道能級(jí)的相對(duì)高低,所以是近似的。對(duì)近似能級(jí)圖的幾點(diǎn)說(shuō)明只能反映同一原子內(nèi)各原子軌道能級(jí)的相對(duì)高低,不能比較不同元素原子軌道。

只能反映同一原子外電子層中原子軌道能級(jí)的相對(duì)高低，不能反映內(nèi)電子層中原子軌道能級(jí)的相對(duì)高低。電子在軌道上的能級(jí)與原子序數(shù)有關(guān)。12/22/2022107課件它是從周期系中各元素原子軌道圖中歸納出的一般規(guī)律,不能反映每5-３-３基態(tài)原子中電子的分布5-3-3基態(tài)原子中電子的分布(2)2s(4)3s(1)1s(6)4s(9)5s(16)7s(3)2p(12)6s(5)3p(8)4p(11)5p(15)6p(19)7p(7)3d(10)4d(14)5d(18)6d(13)4f(17)5f應(yīng)用核外電子填入軌道順序圖，根據(jù)泡利不相容原理、能量最低原理、洪德規(guī)則，可以寫出元素原子的核外電子分布式.如19K1s22s22p63s23p64s1

26Fe1s22s22p63s23p63d64s2核外電子填入軌道的順序12/22/2022108課件5-３-３基態(tài)原子中電子的分布5-3-3基態(tài)原子中電子的19種元素原子的外層電子分布有例外基態(tài)原子電子分布其中：29Cu1s22s22p63s23p63d104s1全充滿24Cr1s22s22p63s23p63d54s1半充滿同樣有：46Pd、47Ag、79Au同樣有：42Mo、64Gd、96Cm當(dāng)電子分布為全充滿(p6、d10、f14)、半充滿(p3、d5、f7)、全空(p0、d0、f0)時(shí),原子結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定

例外的還有：41Nb、44Ru、45Rh、57La、58Ce、78Pt、89Ac、90Th、91Pa、92U、93Np12/22/2022109課件19種元素原子的外層電子分布有例外基態(tài)原子電子分布其中：2基態(tài)原子的價(jià)層電子構(gòu)型價(jià)層——價(jià)電子所在的亞層價(jià)層電子構(gòu)型——指價(jià)層的電子分布式ⅠA0一11s1ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA21s2二345678910三1112ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡB131415161718四192021222324252627282930313233343536五373839404142434445464748495051525354六555671727374757677787980818283848586ns1~2

(n-1)d1~9ns1~2

ns2np1~6(n-1)d10ns1~212/22/2022110課件基態(tài)原子的價(jià)層電子構(gòu)型價(jià)層——價(jià)電子所在的亞層ⅠA0一15-3-4簡(jiǎn)單基態(tài)陽(yáng)離子的電子分布基態(tài)原子外層電子填充順序：→ns→(n-2)f→(n-1)d→np價(jià)電子電離順序：→np→ns→(n-1)d→(n-2)f5-3-4

簡(jiǎn)單基態(tài)陽(yáng)離子的電子分布例26Fe1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2

Fe2+1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6原子實(shí)——原子中除去最高能級(jí)組以外的原子實(shí)體經(jīng)驗(yàn)規(guī)律12/22/2022111課件5-3-4簡(jiǎn)單基態(tài)陽(yáng)離子的電子分布基態(tài)原子外層電子填充順序5-3-5元素周期系與核外電子分布的關(guān)系ⅠA0一1

ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA2

二345678910三1112ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡB131415161718四192021222324252627282930313233343536五373839404142434445464748495051525354六555671*727374757677787980818283848586七8788103*1041051061071081091101111125-3-5元素周期系與核外電子分布的關(guān)系鑭系575859606162636465666768697071錒系8990919293949596979899100101102103Sddspfns1~2

(n-1)d1~9ns1~2

(n-1)d10ns1~2ns2np1~6

(n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2

最后一個(gè)電子一般填入次外層d亞層區(qū)最后一個(gè)電子一般填入次外層d亞層最后一個(gè)電子填入s亞層12/22/2022112課件5-3-5元素周期系與核外電子分布的關(guān)系ⅠA0一1ⅡAⅢAⅠA0一1

ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA2

二345678910三1112ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡB131415161718四192021222324252627282930313233343536五373839404142434445464748495051525354六555671*727374757677787980818283848586七8788103*1041051061071081091101111125-3-5元素周期系與核外電子分布的關(guān)系鑭系575859606162636465666768697071錒系8990919293949596979899100101102103Sddspfns1~2

(n-1)d1~9ns1~2

(n-1)d10ns1~2ns2np1~6

(n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2

區(qū)最后一個(gè)電子填入外層p亞層最后一個(gè)電子一般填入外數(shù)第三層f亞層12/22/2022113課件ⅠA0一1ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA2二3456789105-3-5元素周期系與核外電子分布的關(guān)系區(qū)根據(jù)最后一個(gè)電子填入的亞層確定最后一個(gè)電子填入的亞層區(qū)最外層的s亞層s最外層的p亞層p一般為次外層的d亞層d一般為次外層的d亞層,且為d10ds一般為外數(shù)第三層的f亞層f12/22/2022114課件5-3-5元素周期系與核外電子分布的關(guān)系區(qū)根據(jù)最后一個(gè)電子填5-3-5元素周期系與核外電子分布的關(guān)系族根據(jù)區(qū)和最外層、次外層電子數(shù)確定區(qū)族s、p主族(A)，族數(shù)＝最外層電子數(shù)d副族(B)族數(shù)＝(最外層＋次外層d)電子數(shù)ds副族(B)，族數(shù)＝最外層電子數(shù)f鑭系、錒系

12/22/2022115課件5-3-5元素周期系與核外電子分布的關(guān)系族根據(jù)區(qū)和最外層、次5-3-６元素周期表5-3-6元素周期表元素在周期表的位置(周期、區(qū)、族)取決于該元素原子核外電子的分布例20Ca寫出電子排布式1s22s22p63s23p64s2周期數(shù)＝電子層數(shù)第四周期最后一個(gè)電子填入s亞層s區(qū)元素族數(shù)＝最外層電子數(shù)＝2ⅡA

Ca為第四周期、ⅡA族元素12/22/2022116課件5-3-６元素周期表5-3-6元素周期表元素在周期表的位置元素在周期表的位置(周期、區(qū)、族)取