第八章原子結(jié)構(gòu)和元素周期律

第八章原子結(jié)構(gòu)和元素周期律第1頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三原子結(jié)構(gòu)模型的演變第2頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第一節(jié)氫原子光譜和玻爾理論一、氫原子光譜連續(xù)光譜（實(shí)驗(yàn)室）第3頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三連續(xù)光譜（自然界）第4頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三電磁波連續(xù)光譜第5頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三氫原子光譜（原子發(fā)射光譜）

發(fā)出紫外光和可見(jiàn)光→三棱鏡→不連續(xù)的線狀光譜第6頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三太陽(yáng)光或白熾燈發(fā)出的白光，通過(guò)分光三棱鏡時(shí)，不同波長(zhǎng)的光由于折射率不同，形成紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫等沒(méi)有明顯分界的連續(xù)分布的彩色帶狀光譜，這類光譜稱為連續(xù)光譜。氣態(tài)原子被火花、電弧或其他方法激發(fā)產(chǎn)生的光，經(jīng)過(guò)棱鏡分光后得到不連續(xù)的線狀光譜，這種線狀光譜稱為原子光譜。氫原子光譜特征：不連續(xù)的光譜，即線狀光譜；譜線頻率有一定的規(guī)律：第7頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三二、玻爾理論普朗克的量子論愛(ài)因斯坦的光子學(xué)說(shuō)盧瑟福的原子結(jié)構(gòu)模型氫原子的光譜實(shí)驗(yàn)玻爾理論第8頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三玻爾理論的基本要點(diǎn)：1、核外電子只能在有確定半徑和能量的圓形軌道上繞核運(yùn)動(dòng)，在這些軌道上運(yùn)動(dòng)的電子既不吸收能量，也不放出能量；這些狀態(tài)稱為定態(tài)；2、原子軌道的能量是量子化的：能級(jí)：軌道的這些不同的能量狀態(tài)；基態(tài)：能量最低的狀態(tài)，即n=1；激發(fā)態(tài)：其余能量高于基態(tài)的狀態(tài)，即n>1。第9頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三3、電子在能量不同的軌道之間躍遷時(shí)原子才會(huì)吸收或放出能量。當(dāng)電子從能量較高的軌道（E2）躍遷到能量較低的軌道（E1）時(shí)，放出的能量以光的形式發(fā)射出去，發(fā)射出的光的頻率與軌道能量間的關(guān)系為：第10頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三氫原子光譜與氫原子能級(jí)第11頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第二節(jié)微觀粒子的特性

一、微觀粒子的波粒二象性1924年，法國(guó)年輕的物理學(xué)家L.deBroglie指出，對(duì)于光的本質(zhì)的研究，人們長(zhǎng)期以來(lái)注重其波動(dòng)性而忽略其粒子性；與其相反，對(duì)于實(shí)物粒子的研究中，人們過(guò)分重視其粒子性而忽略了其波動(dòng)性。L.deBroglie從Einstein的質(zhì)能聯(lián)系公式E=mc2和光子的能量公式E=h的聯(lián)立出發(fā)，進(jìn)行推理:第12頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三對(duì)于微觀粒子；p微觀粒子的動(dòng)量，表明微觀粒子的粒子性；微觀粒子的波長(zhǎng)，表明微觀粒子的波動(dòng)性。deBroglie關(guān)系式h微觀粒子具有波粒二象性。第13頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三例：子彈，m=2.5×10-2Kg，v=300ms-1；電子，me=9.1×10-31Kg，v=5.9×105ms-1；波長(zhǎng)：子彈 =h/(mv)=6.6×10-34/(2.5×10-2

300) =8.810-35(m)可忽略，主要表現(xiàn)為粒子性電子=h/(mv)=6.6×10-34/(9.1×10-31

5.9×105)=1210-10(m)=1.2nm第14頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三電子的衍射實(shí)驗(yàn)證實(shí)了deBroglie的預(yù)言，確認(rèn)了電子具有波動(dòng)性。1927,美國(guó)C.DavissonandL.Germar第15頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

電子衍射實(shí)驗(yàn)示意圖用電子槍發(fā)射高速電子通過(guò)薄晶體片射擊感光熒屏，得到明暗相間的環(huán)紋，類似于光波的衍射環(huán)紋。感光屏幕薄晶體片衍射環(huán)電子槍電子束第16頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

電子的波動(dòng)性是和電子運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)性規(guī)律聯(lián)系在一起的；電子波是概率波，反映了電子在空間各區(qū)域出現(xiàn)的概率大小。亮紋：電子出現(xiàn)的概率大暗紋：電子出現(xiàn)的概率小第17頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三二、不確定原理

1927年，德國(guó)人Heisenberg提出了不確定原理：

x·px≥h

px=m·vx

x：x坐標(biāo)方向上微粒的位置不確定程度；px：x坐標(biāo)方向上微粒的動(dòng)量不確定程度。

x越小(位置越準(zhǔn)確)，px越大(動(dòng)量越不準(zhǔn)確)；px越小(動(dòng)量越準(zhǔn)確)，x越大(位置越不準(zhǔn)確)；因此，微觀粒子的位置和動(dòng)量不能同時(shí)確定；即微觀粒子的運(yùn)動(dòng)沒(méi)有固定的運(yùn)動(dòng)軌道。第18頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

例：子彈，m=0.01Kg，v=1000ms-1，vx=0.1%電子，me=9.1×10-31Kg，v=106ms-1，x=10-10m子彈 x=h/(mvx)=6.6×10-34/(0.0110000.1%) =6.6×10-32(m)對(duì)于宏觀物體，x=10-8m就很準(zhǔn)確了，完全可忽略

電子vx=h/(mx)=6.6×10-34/(9.1×10-31

10-10)=7.27106(ms-1)不確定程度甚至超過(guò)電子本身的運(yùn)動(dòng)速率，顯然是不能忽略的。第19頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第三節(jié)單電子原子的薛定諤方程及其解一、單電子原子的薛定諤方程

：波函數(shù)，E：能量，V：勢(shì)能，m：微粒的質(zhì)量，x，y，z：電子的空間坐標(biāo)：圓周率，h：普朗克常數(shù)第20頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三★求解薛定諤方程，就是求得波函數(shù)ψ和能量E；★解得的ψ不是具體的數(shù)值,而是包括三個(gè)常數(shù)（n，l，m）和三個(gè)變量（r，，）的函數(shù)式——Ψn，l，m(r，，)；★有合理解的函數(shù)式叫做波函數(shù)(Wavefunctions)；可用來(lái)描述核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；★波函數(shù)=薛定諤方程的合理解=原子軌道第21頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三坐標(biāo)變換：直角坐標(biāo)(x，y，z)變換成球坐標(biāo)(r，，)第22頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三二、單電子原子的波函數(shù)變數(shù)分離：

Ψn，l，m(r，，)=Rn，l(r)

Yl，m(，)

Rn，l(r)

：波函數(shù)的徑向部分，稱為徑向函數(shù)，由n和l決定；

Yl，m(，)：波函數(shù)的角度部分，稱為角度函數(shù)，由l和m決定。第23頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三三、量子數(shù)的物理意義（一）主量子數(shù)（n）

意義：描述原子中電子出現(xiàn)幾率最大的區(qū)域離核的遠(yuǎn)近，決定了電子所處的層數(shù)；也是決定電子能量高低的重要因素。

n越大，電子出現(xiàn)幾率最大的區(qū)域離核越遠(yuǎn)，能量也就越高；

取值：n=1，2，3……正整數(shù)

n1234567光譜學(xué)符號(hào)KLMNOPQ第24頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（二）角量子數(shù)（l）

意義：表示原子軌道的形狀，也表示同一電子層中具有不同狀態(tài)的分層（亞層，能級(jí)），是影響軌道能量的次要因素。

取值：l=0，1，2……（n－1）l01234光譜學(xué)符號(hào)spdfg例：n=1，l=0：1s亞層；n=2，l=0，1：2s，2p亞層；n=3，l=0，1，2：3s，3p，3d亞層；n=4，l=0，1，2，3；4s，4p，4d，4f亞層。第25頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（三）磁量子數(shù)（m）

意義：它決定原子軌道在空間的伸展方向；每一個(gè)m的取值，對(duì)應(yīng)一種空間的伸展方向，也即對(duì)應(yīng)一條原子軌道。

取值：m=0，±1，±2，±3……±l，共有(2l+1)個(gè)取值。

簡(jiǎn)并軌道（等價(jià)軌道）：n和l都相同，但m不同的各原子軌道的能量相同；這些能量相同的軌道稱為簡(jiǎn)并軌道。

總結(jié)：n，l，m可以確定一個(gè)原子軌道的離核遠(yuǎn)近、形狀和伸展方向；也即n，l，m確定了，一條原子軌道就確定了，電子的軌道運(yùn)動(dòng)也就確定了。第26頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

l=0，m=0：s軌道m(xù)：一個(gè)取值,一種空間取向,

一條s軌道

l=1，m=+1，-1，0：px，py，pz

軌道m(xù)：三個(gè)取值,空間三種取向,三條簡(jiǎn)并p軌道第27頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三l=2,m=0,+1,+2,-1,-2：m：五個(gè)取值,空間五種取向,五條簡(jiǎn)并d

軌道第28頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三l=3,m=+3,+2,+1,0,-1,-2,-3:f

軌道

m:

七種取值,空間七種取向,七條簡(jiǎn)并f軌道第29頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三n主層l亞層m原子軌道1K01s01s2L012s2p00,±12s2pz,2px,2py3M0123s3p3d00,±10,±1,±23s3pz,3px,3py4N01234s4p4d4f00,±10,±1,±20,±1,±2,±34s4pz,4px,4py……第30頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（四）自旋磁量子數(shù)（ms）

意義：描述電子的自旋運(yùn)動(dòng)方向。

取值：+1/2，－1/2；分別用↑和↓表示?？偨Y(jié)：原子中每個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（既包括軌道運(yùn)動(dòng)又包括自旋運(yùn)動(dòng)）可以用這四個(gè)量子數(shù)（n，l，m，ms）來(lái)描述。四個(gè)量子數(shù)確定之后，電子在核外空間的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就確定了。第31頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三名稱符號(hào)取值表示指明主量子數(shù)n1,2,電子層能級(jí)離核遠(yuǎn)近能量高低角量子數(shù)l0,1,,n-1分層，亞層能級(jí)軌道形狀

磁量子數(shù)m0,1,2,

,l亞層軌道伸展方向自旋磁量子數(shù)ms+1/2,-1/2自旋狀態(tài)自旋方向四個(gè)量子數(shù)第32頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第四節(jié)氫原子的波函數(shù)和電子云的圖形一、基態(tài)氫原子的電子云圖形

2：代表在核外空間某一點(diǎn)電子出現(xiàn)的概率密度。

概率密度：電子在核外空間某處附近單位微體積內(nèi)出現(xiàn)的概率。

概率：電子在空間出現(xiàn)的機(jī)會(huì)叫概率。

概率=概率密度×體積

電子云（概率密度）：用小黑點(diǎn)的疏密來(lái)表示核外電子出現(xiàn)的概率密度的圖形叫電子云。

第33頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三氫原子的1s電子云圖：小黑點(diǎn)密集的地方，電子出現(xiàn)的概率密度大。1s電子云的等概率密度面圖：概率密度相等的各點(diǎn)連起來(lái)所得的空間曲面。1s電子云的界面圖：界面內(nèi)電子出現(xiàn)的概率為90%的等概率密度面。第34頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三二、氫原子波函數(shù)的角分布圖和電子云的角分布圖（一）氫原子波函數(shù)的角分布圖Ψn，l，m(r，，)=Rn，l(r)

Yl，m(，)

氫原子波函數(shù)的角函數(shù)Yl，m(，)隨角，變化的圖形：氫原子波函數(shù)的角分布圖以pz軌道為例：第35頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三Z/°Acoscos2

01.00A1.00150.97A0.93300.87A0.75450.71A0.50600.50A0.25900.00A0.00120－0.50A0.25135－0.71A0.50150－0.87A0.75165－0.97A0.93180－1.00A1.00波函數(shù)的角度分布圖第36頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（二）氫原子電子云的角分布圖Ψ2(r，，)=R2(r)

Y2(，)R2(r)

：概率密度的徑向函數(shù)；

Y2(，)：概率密度的角函數(shù)。氫原子概率密度的角函數(shù)Y2(，)隨角，變化的圖形：氫原子電子云的角分布圖。區(qū)別波函數(shù)的角分布圖電子云的角分布圖1除s軌道外，有正、負(fù)都是正值2因?yàn)閅(，)<1要“瘦”一些第37頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三原子軌道和電子云的角度分布圖：xxyyzz第38頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三原子軌道和電子云的角度分布圖：xyxyyzyzxzxz第39頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三原子軌道和電子云的角度分布圖：z2z2x2-y2x2-y2第40頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三三、氫原子的徑向分布圖例：以原子核為球心，半徑為r的球面到半徑為r+dr的球面之間的薄球殼層內(nèi)電子出現(xiàn)的概率。概率=概率密度×體積薄球殼層的概率密度=R2(r)薄球殼層的體積=4r2×dr概率=R2(r)×4r2×dr令D(r)=R2(r)×4r2：徑向分布函數(shù)D(r)的意義：電子在半徑為r的單位厚度的薄球殼層內(nèi)出現(xiàn)的概率。徑向分布圖——用D(r)對(duì)r做圖。該圖反映了電子在半徑為r的單位厚度的球殼內(nèi)出現(xiàn)的概率隨半徑r的變化情況。drrdr=1只考慮徑向部分第41頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三D(r)r1saor2sD(r)D(r)r3srD(r)2pD(r)r3pD(r)r3dn=1，l=0n=2，l=0n=3，l=0n=3，l=1n=3，l=2n=2，l=1第42頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三從氫原子的徑向分布圖可以得到如下幾點(diǎn)結(jié)論：1、1s軌道在r=a0=52.9pm處有極大值，說(shuō)明電子在r為52.9pm的單位厚度球殼內(nèi)出現(xiàn)的概率最大；2、徑向分布圖有n－l個(gè)峰，當(dāng)n相同時(shí)，l越小，峰數(shù)就越多，且第一個(gè)峰離核的距離越近，即l越小的軌道的峰鉆得越深；3、當(dāng)l相同，n不同時(shí)，主峰距核位置不同，n越小，距核越近，n越大，距核越遠(yuǎn)，好像電子處于某一電子層；n相同的電子，活動(dòng)區(qū)域相近，不同n的電子，活動(dòng)區(qū)域不同。第43頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第五節(jié)多電子原子的結(jié)構(gòu)一、屏蔽效應(yīng)內(nèi)層電子原子核排斥外層電子吸引第44頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三屏蔽效應(yīng)：由于其他電子對(duì)某一電子的排斥作用，而抵消了一部分核電荷對(duì)電子的吸引力，從而削弱了核對(duì)電子的吸引，這種作用稱為屏蔽效應(yīng)。有效核電荷Z*：由于屏蔽效應(yīng)的存在，原子核作用在電子上的核電荷被抵消了一部分，抵消后剩余的核電荷稱為有效核電荷。

Z*=Z-：屏蔽常數(shù),代表由于電子間的斥力而使原核電荷減小的部分。屏蔽作用越大，核對(duì)電子的吸引力就越小，電子的能量就越高。第45頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三有效核電荷Z*HHe1s11.70LiBeBCNOFNe1s2.703.704.705.706.707.708.709.702s,2p1.301.952.603.253.904.555.205.85NaMgAlSiPSClAr1s10.7011.7012.7013.7014.7015.7016.7017.702s,2p6.857.858.859.8510.8511.8512.8513.853s,3p2.202.853.504.154.805.456.106.75第46頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三鉆穿效應(yīng)：外層電子鉆到內(nèi)層空間而靠近原子核的現(xiàn)象叫鉆穿作用，由于電子的鉆穿作用不同而使它的能量發(fā)生變化的現(xiàn)象叫鉆穿效應(yīng)。l越小，鉆穿作用越強(qiáng)，受到其他電子的屏蔽作用就越小，受原子核引力就越強(qiáng)，因而能量越低。（二）鉆穿效應(yīng)第47頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三多電子原子軌道能級(jí)1.角量子數(shù)l相同的能級(jí)，n越大，能量越高；E(1s)<E(2s)<E(3s)E(2p)<E(3p)<E(4p)E(3d)<E(4d)<E(5d)2.主量子數(shù)n相同的能級(jí)，l越大，能量越高；E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)（能級(jí)分裂）3.主量子數(shù)n和角量子數(shù)l都不同時(shí)，E(4s)<E(3d)<E(4p)E(5s)<E(4d)<E(5p)（能級(jí)交錯(cuò)）第48頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三氫原子中單電子的軌道能級(jí)圖第49頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三單電子原子軌道能級(jí)1、角量子數(shù)l相同的能級(jí)，n越大，能量越高；E(1s)<E(2s)<E(3s)E(2p)<E(3p)<E(4p)E(3d)<E(4d)<E(5d)2、主量子數(shù)n相同的能級(jí)，l不同時(shí)能量相等；E(ns)=E(np)=E(nd)=E(nf)總結(jié)：?jiǎn)坞娮釉又?，原子軌道的能量完全由n決定，不存在能級(jí)分裂和能級(jí)交錯(cuò)；多電子原子中由于存在屏蔽效應(yīng)和鉆穿效應(yīng)，故原子軌道的能量由n和l共同決定。第50頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三二、鮑林近似能級(jí)圖能級(jí)組第六組(6s,4f,5d,6p)第五組(5s,4d,5p)第四組(4s,3d,4p)第三組(3s,3p)第二組(2s,2p)第一組(1s)第七組(7s,5f,6d,7p)第51頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三徐光憲的能級(jí)高低近似規(guī)則：n+0.7ln+0.7l值越大，軌道能級(jí)越高；n+0.7l值中整數(shù)部分相同的為一能級(jí)組。軌道(n+0.7l)

第1能級(jí)組1s（1.0）第2能級(jí)組2s（2.0）2p（2.7）第3能級(jí)組3s（3.0）3p（3.7）第4能級(jí)組4s（4.0）3d（4.4）4p（4.7）第5能級(jí)組5s（5.0）4d（5.4）5p（5.7）第52頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三1、Pauli不相容原理

同一原子中不存在4個(gè)量子數(shù)完全相同的兩個(gè)電子，即一個(gè)軌道只能容納2個(gè)自旋方向相反的電子；2、能量最低原理核外電子要盡可能排布在能量最低的軌道上，這樣的體系最穩(wěn)定；3、Hund規(guī)則

簡(jiǎn)并軌道上電子要盡量分占不同的軌道并且自旋平行；電子半充滿（p3，d5，f7）、全充滿（p6，d10，f14）和全空（p0，d0，f0）的組態(tài)能級(jí)最低。三、基態(tài)原子的核外電子排布第53頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三原子的電子層結(jié)構(gòu)（核外電子的排布）1 HHydrogen 氫 1s1

*2HeHelium 氦 1s2

3LiLithium鋰 1s22s14 BeBeryllium 鈹 1s22s2

5 B Boron 硼 1s22s22p1**6 C Carbon 碳 1s22s22p27 N Nitrogen 氮 1s22s22p38 O Oxygen 氧 1s22s22p49 F Fluorine 氟 1s22s22p510 Ne Neon 氖 1s22s22p6原子序數(shù)電子軌道圖元素符號(hào)英文名稱中文名稱電子結(jié)構(gòu)式第54頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三11 Na Sodium鈉 1s22s22p63s112 Mg Magnesium鎂1s22s22p63s213 Al Aluminium鋁1s22s22p63s23p114 Si Silicon 硅1s22s22p63s23p215P Phosphorus磷1s22s22p63s23p316Si Sulfur 硫1s22s22p63s23p417 Cl Chlorine 氯1s22s22p63s23p518Ar Argon 氬1s22s22p63s23p6原子序數(shù)元素符號(hào)英文名稱中文名稱電子結(jié)構(gòu)式

*19 K Potassium 鉀[Ar]4s120 Ca Calcium 鈣 [Ar]4s2

第55頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

**21 Sc Scandium 鈧 [Ar]3d14s222 Ti Titanium鈦[Ar]3d24s223 V Vanadium釩[Ar]3d34s2

24

Cr Chromium鉻[Ar]3d54s1

25 MnManganese錳[Ar]3d54s226 Fe Iron鐵 [Ar]

3d64s227 Co Cobalt 鈷[Ar]

3d74s228 Ni Nickel 鎳 [Ar]

3d84s2

[Ar]：

原子實(shí)，表示Ar的電子結(jié)構(gòu)式1s22s22p63s23p6。雖先排4s后排3d，但電子結(jié)構(gòu)式中先寫(xiě)3d，后寫(xiě)4s。

第56頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第六節(jié)元素周期表第57頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三周期：元素周期表中每一橫行稱為一個(gè)周期；共有7個(gè)周期；周期與能級(jí)組對(duì)應(yīng)，能級(jí)組的劃分是導(dǎo)致周期表中各元素能劃分為周期的原因。周期特點(diǎn)能級(jí)組能級(jí)軌道數(shù)元素?cái)?shù)一二三四五六七特短周期短周期短周期長(zhǎng)周期長(zhǎng)周期特長(zhǎng)周期不完全周期12345671s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d7p144991616288181832應(yīng)有32第58頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三族：元素周期表中每一縱列稱為一個(gè)族，共分為18個(gè)族，從左向右用數(shù)字1~18表明族數(shù)；另一種方法：劃分為7個(gè)主族（IA~VIIA族），7個(gè)副族（IB~VIIB族），1個(gè)零族和1個(gè)VIII族。區(qū)：元素原子的外層電子組態(tài)相近的分為一個(gè)區(qū)；VIII第59頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三s區(qū)元素：IA族和IIA族，活潑金屬；ns1~2；p區(qū)元素：IIIA族~VIIA族和零族元素，非金屬；ns2np1~6；d區(qū)元素：IIIB族~VIIB族和VIII族元素，過(guò)渡元素；(n-1)d1~9ns1~2；ds區(qū)元素：IB族和IIB元素，過(guò)渡元素；(n-1)d10ns1~2；f區(qū)元素：鑭系元素和錒系元素，內(nèi)過(guò)渡元素。第60頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三一、原子的電子層結(jié)構(gòu)與周期的關(guān)系元素所在的周期數(shù)與該元素的原子核外電子的最高能級(jí)所在能級(jí)組數(shù)一致，也與核外電子層數(shù)一致。二、原子的電子層結(jié)構(gòu)與族的關(guān)系主族元素：族數(shù)=元素原子的最外層電子數(shù)，也與該元素的最高化合價(jià)相一致；副族元素：d區(qū)元素：(n-1)d電子數(shù)+ns電子數(shù)=族數(shù)；第VIII族元素：(n-1)d電子數(shù)+ns電子數(shù)=8、9、10；ds區(qū)元素：(n-1)d電子數(shù)+ns電子數(shù)-10=族數(shù)。第61頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第七節(jié)元素性質(zhì)的周期性元素的性質(zhì)主要取決于原子的電子層結(jié)構(gòu)尤其是外層電子——價(jià)電子，包括最外層的ns和np電子，次外層的（n-1）d電子和倒數(shù)第二層的（n-2）f電子。

電子層結(jié)構(gòu)呈周期性變化，故元素的性質(zhì)隨原子序數(shù)遞增呈周期性變化。第62頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三一、有效核電荷同一周期主族元素從左向右，原子核作用在最外層電子上的有效核電荷顯著增大，每增加一個(gè)電子，有效核電荷增加0.65；同一周期副族元素從左向右，原子核作用在最外層電子上的有效核電荷增加不大，每增加一個(gè)電子，有效核電荷增加0.15；同一族元素從上至下，原子核作用在最外層電子上的有效核電荷增加不大。第63頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期三二、原子半徑

原子半徑：分子或晶體中相鄰?fù)N原子的核間距離的一半。?金