無機化學(xué)簡明教程原子結(jié)構(gòu)

無機化學(xué)簡明教程原子結(jié)構(gòu)第1頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月第4章原子結(jié)構(gòu)4.1氫原子的結(jié)構(gòu)4.2多電子原子的結(jié)構(gòu)4.3元素周期律第2頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月4.1氫原子的結(jié)構(gòu)一、氫原子光譜與Bohr理論1、光和電磁輻射紅

橙

黃

綠

青藍紫第3頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽光、白熾燈光和固體加熱時發(fā)出的光，其頻率十分齊全，在譜圖上所得譜線十分密集，連成一片，稱連續(xù)光譜--表示能量連續(xù)變化。并非所有的光源都給出連續(xù)光譜，當氣體原子被火花、電流等激發(fā)產(chǎn)生的光，經(jīng)過分光后，得到的是分立的、有明顯分界的譜線，叫做不連續(xù)光譜或線狀光譜。德國化學(xué)家Bunsen首次注意到每種元素都有自己的特征線狀光譜。第4頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月2、氫原子光譜Hδ410.2Hγ434.0Hβ486.1Hα656.3第5頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月◆不連續(xù)光譜，即線狀光譜◆各譜線的頻率具有一定的規(guī)律當n=3、4、5、6時分別等于上述四條譜線的頻率。

1885年，瑞士物理學(xué)家巴爾末Balmer指出可見區(qū)各譜線頻率符合以下經(jīng)驗公式：氫原子光譜特征:第6頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月J·J·湯姆遜棗糕模型：正電荷像糕點，負電荷像棗分布其上。原子內(nèi)的正電荷是均勻地分布在原子中的，而并非呈粒子狀態(tài)。盧瑟福有核模型：是二十世紀最偉大的實驗物理學(xué)家之一，在放射性和原子結(jié)構(gòu)等方面，都做出了重大的貢獻。被稱為近代原子核物理學(xué)之父。/huaxue/ShowArticle.asp?ArticleID=4009第7頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月輻射頻率是v的能量由普朗克方程得到：E0=hv式中的h叫普朗克常數(shù),其值為6.626×10-34J·s普朗克量子理論：1900年，普朗克拋棄了能量是連續(xù)的傳統(tǒng)經(jīng)典物理觀念，為了從理論上得出正確的輻射公式，必須假定物質(zhì)輻射的能量不是連續(xù)地，而是一份一份地進行的，只能取某個最小數(shù)值的整數(shù)倍1E0、2E0、3E0…。這個最小數(shù)值就叫能量子。

普朗克因此獲得了1918諾貝爾物理學(xué)獎。第8頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月愛因斯坦光子學(xué)說：普朗克在熱輻射理論中所提出的能量子理論，啟發(fā)了愛因斯坦。1905年,愛因斯坦認為能量不僅以E0=hv形式發(fā)射，也以同樣的方式一份份被吸收，光是由具有粒子性的光子所組成。愛因斯坦的光量子理論，圓滿地解釋了光電子效應(yīng)，使量子概念進一步深入人心，并最終使光的微粒性為人們所接受。第9頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月第10頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月3、Bohr理論

1913年，丹麥物理學(xué)家玻爾(Bohr)解釋了氫原子光譜規(guī)律。玻爾理論的要點如下：1)、關(guān)于固定軌道的概念：

核外電子不能在任意軌道運動，只能在具有確定半徑和能量的軌道上運動，電子在這些軌道上運動時并不輻射能量。第11頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月激發(fā)態(tài)：除基態(tài)以外的其余定態(tài)。電子從外部吸收足夠能量躍遷到激發(fā)態(tài)。2)、關(guān)于軌道能量量子化的概念：

原子只能在上述所限定的幾個能態(tài)。定態(tài)：所有允許的能態(tài)統(tǒng)稱。電子只能在有確定半徑和能量的定態(tài)軌道上運動，且不輻射能量。

基態(tài)：能量最低的軌道稱為基態(tài)原子軌道。在正常情況下，電子總是處于基態(tài)軌道。軌道半徑的計算公式為：

rn=a0·n2n＝1，2，3...，正整數(shù)其中a0=53pm=53×10-12m，稱為玻爾半徑。第12頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月處于激發(fā)態(tài)的電子不穩(wěn)定，可以躍遷到離核較近的軌道上，同時釋放出光能。輻射能的大小，取決于躍遷前后兩個軌道的能量差，因此電子的輻射能是不連續(xù)的。

3)、關(guān)于能量的吸收和放射：躍遷規(guī)則：

電子從一個能量狀態(tài)跳到另一個能量狀態(tài)的過程—躍遷，躍遷過程中放出（或吸收）的能量都是以光子形式進行的。

E輻射＝ΔE＝E高－E低＝Ｅ2－Ｅ1＝hv

第13頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月波爾提出原子中的電子并在任意經(jīng)典力學(xué)的軌道上運轉(zhuǎn)，穩(wěn)定軌道的能量必須是En=－13.6ev/n2

，n稱之為量子數(shù)。玻爾又提出原子發(fā)光過程不是經(jīng)典輻射，是電子在不同的穩(wěn)定軌道態(tài)之間的不連續(xù)的躍遷過程，光的頻率由軌道態(tài)之間的能量差ΔE＝hv

確定。第14頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月缺點：

1)、不能解釋氫原子光譜在磁場中的分裂和氫原子光譜的精細結(jié)構(gòu)；2)、不能說明多電子原子的光譜；3)、無法解釋化學(xué)鍵的本質(zhì)。4、Bohr理論優(yōu)缺點：優(yōu)點：1)、解釋氫原子及類氫原子(He+、Li2+等)的原子光譜；2)、說明了原子的穩(wěn)定性；3)、對其他發(fā)光現(xiàn)象(如X射線的形成)也能解釋。第15頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月二、電子的波粒二象性

1924年，法國物理學(xué)家L.deBroglie認為：既然光具有波粒二象性，則電子等微觀粒子也可有波動性。p=mv為動量此式表示：粒子的動量越大，相應(yīng)波的波長就越短。

指出：具有質(zhì)量為m，運動速度為v的粒子，相應(yīng)的波長為：第16頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月計算發(fā)現(xiàn)：◆只有當實物粒子的德布羅意波長大于或等于其直徑時，才既能顯示波動性，又能顯示粒子性，即具有波粒二象性；◆對于波長小于直徑的那些粒子，粒子性掩蓋了波動性，即只顯示粒子性。從而說明，波粒二象性是微觀粒子的特性。deBroglie第17頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月海森堡測不準原理：在經(jīng)典力學(xué)中，物體的位置和速度可同時準確測定，但原子核外的電子，由于質(zhì)量太小，速度太快，量子力學(xué)認為：其位置和速度不能同時準確測定。海森堡提出了測不準原理的如下數(shù)學(xué)形式。（注意：不是因為儀器精度不夠，而是微觀粒子的基本運動規(guī)律）。第18頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月說明：速度不準確量Δv<10-26cm/s，對宏觀物體已微不足道了。例2：m=9.11×10-28g的電子的位置不準確量ΔX<10-8cm,求Δv=?說明：速度不準確量Δv>109cm/s，已經(jīng)太大了。例1：m=10g的子彈打到靶上，位置不準確量ΔX<0.01cm,求Δv=?第19頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月三、Schr?dinger方程與量子數(shù)1、Schr?dinger方程由于微觀粒子具有波粒二象性，受不確定關(guān)系的限制，微觀粒子的運動不能用經(jīng)典力學(xué)，而應(yīng)該用量子力學(xué)的方法進行處理。量子力學(xué)是在研究微觀粒子的波粒二象性的同時提出來的，其基本方程是薛定諤方程，它是奧地利物理學(xué)家Schr?dinger根據(jù)deBroglie關(guān)于物質(zhì)波的觀點，于1926年提出來的。Schr?dinger第20頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月薛定諤方程是一個偏微分方程，其形式如下：+=—

(x,y,z)式中：(x,y,z)為波函數(shù)，表示核外電子運動狀態(tài)的函數(shù)式?！请娮泳哂胁▌有缘谋憩F(xiàn)

m為電子的質(zhì)量，E為電子的總能量，等于動能與勢能之和，V為電子的勢能。

——是電子具有粒子性的表現(xiàn)

可見，薛定諤方程把體現(xiàn)微觀粒子的粒子性（m,E,V,坐標等）與波動性()有機地融合在一起，從而能更真實地反映出微觀粒子的運動狀態(tài)。第21頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月2、四個量子數(shù)

1)主量子數(shù)nn=1,2,3,……2)角量子數(shù)l

3)磁量子數(shù)m

4)自旋量子數(shù)

ms在不同的條件下，可以解出不同的E和ψ。只有引用了這4個量子數(shù)，為了得到的解有意義，我們引入了四個量子數(shù)。第22頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月1)、主量子數(shù)n:

表示原子軌道離核距離和能級高低。①、與電子能量有關(guān)，對于氫原子，電子能量唯一決定于n；

②、不同的n值，對應(yīng)于不同的電子層：

n1

2

3

4

5……..（正整數(shù)）電子層KLMNO……...n值越小，該電子層離核越近，能級越低。第23頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月2)、角量子數(shù)l:

表示原子軌道的形狀，l也與能量有關(guān)。

l的取值：0，1，2，3，……

(n－1)的正整數(shù)符號：s,p,d,f，…...(亞層)

形狀：球形

啞鈴

四瓣

八瓣

…...n1234l0010120123符號1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f同一電子層，l值越小，該電子亞層能級越低。①E2sE2p

②

E3sE3pE3d<<<③氫原子2s、3s、3p、3d亞層上的電子能量高低順序？第24頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月3)、磁量子數(shù)m：表示原子軌道在空間的伸展方向。l012m0-1、0、+1-2、-1、0、+1、+2原子軌道符號spy、px、pzdxy、dyz、dz2、dxz、dx2-y2同一亞層內(nèi)的各原子軌道，在沒有外加磁場下，能量是相等的，稱等價軌道(簡并軌道)。E2px=E2py=E2pzm可取0,±1,±2……±l的正整數(shù)，共(2l＋1)個。

第25頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月薛定諤方程的解與三個量子數(shù)(n，l，m)：主量子數(shù)：n=1，2，3，4…n

角量子數(shù)：l=0，1，2，3…(n－１)磁量子數(shù)：m=0，±1，±2，…±l

每一組(n,l,m)可確定一個相應(yīng)的波函數(shù)即原子軌道Ψn,l,m(Ψ(n,l,m))：如Ψ(2,1,0)。

要使薛定諤方程有合理的解，涉及三個常數(shù)(n,l,m)的合理取值。第26頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月4)、自旋量子數(shù)(ms)：描述電子的自旋狀態(tài)。描述原子中每個電子的運動狀態(tài)必須用四個量子數(shù)。21ms值：+、－順時針方向或逆時針方向。21如：n=2、l=1、m=-1、ms=+則可知是第二電子層、p亞層、２px軌道、自旋方向為＋的電子。1212

當?shù)玫饺齻€量子數(shù)n,l,m時，但這還不能說明某些原子光譜線的形成分裂。如：氫原子光譜中656.3nm的紅色譜線是由兩條靠的非常近的656.272nm和656.285nm兩條譜線。第27頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月nlm軌道數(shù)n2電子數(shù)(2n2)K1s00１122L2s0０１428p10、±1３6M3s00１9218p10、±1３6d20、±1、±2５10N4s00１16232p10、±1３6d20、±1、±2５10f30、±1、±2、±3７14第28頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月3、電子云和幾率密度波函數(shù)Ψ：波函數(shù)(Ψn,l,m)是量子力學(xué)中描述核外電子在空間運動狀態(tài)的數(shù)學(xué)表達式。波函數(shù)沒有明確的物理意義。原子軌道：具有具體的物理意義，量子力學(xué)中常將

波函數(shù)的空間圖像叫作原子軌道。注意：這里“軌道”并非固定軌道，只表示某種運動狀態(tài)。每個原子軌道(波函數(shù))都有其相應(yīng)的能量En,l,m

。第29頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月Ψ2

：原子核外出現(xiàn)電子的概率密度。

電子云是電子出現(xiàn)的概率密度的形象化描述?；蛘哒f：電子云是Ψ2的圖象。波函數(shù)Ψ沒有很明確的物理意義，但Ψ2表示電子在原子空間的某點附近單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率。第30頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月

電子云界面圖是一個等密度面，電子在此界面之外的概率很小(<1%)，在界面之內(nèi)的概率很大(>99%)，通常認為在界面外發(fā)現(xiàn)電子的概率可忽略不計。

1s(b)

1s)a(2界面圖電子云的圖及電子云的r-y第31頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月波函數(shù)ψ是一個與坐標有關(guān)的量，可用直角坐標表示，也可用球坐標表示。由于核電荷產(chǎn)生的勢場是球形對稱的，所以解薛定諤方程應(yīng)在含r,θ,φ變量的球極坐標系中進行。4、原子軌道、電子云的角度分布圖Ψ的角度部分Ψ的徑向部分222zyxr++=cosrz=qsinsinry=jq=cossinrxjq第32頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月峰數(shù)=n－l概率密度很小，近乎為零的區(qū)域成為節(jié)面。原子軌道徑向分布圖第33頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月波函數(shù)(原子軌道)的角度分布圖

電子云的角度分布圖第34頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月m=0m=-1m=1m=0第35頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月m=+2m=-1m=-2m=+1m=0第36頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月波函數(shù)是用不同量子數(shù)(n,l,m)來表征的，量子數(shù)與原子能量、原子軌道及電子云的關(guān)系為：（1）主量子數(shù)

n

規(guī)定著電子出現(xiàn)最大概率區(qū)域離核的遠近，以及原子能量的高低；（2）角量子數(shù)l

規(guī)定電子云在空間角度分布情況，即與電子云形狀有關(guān)。l相同，電子云性質(zhì)相同；（3）磁量子數(shù)m

反映出原子軌道在空間的不同取向。m不同，取向不同；（4）自旋量子數(shù)ms決定電子的自旋方式。自旋方式只表示電子的兩種不同的運動狀態(tài),常用↑或↓表示。第37頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月小結(jié)

四個量子數(shù)規(guī)定了核外電子的運動狀態(tài)，每個電子都可以用上述的四個量子數(shù)的一套數(shù)據(jù)來描述其運動狀態(tài)（對應(yīng)著一個波函數(shù)），同一原子中沒有四個量子數(shù)完全相同的電子。換句話說，在同一原子中的各個電子，它們的運動狀態(tài)不可能完全相同，即四個量子數(shù)中至少有一個量子數(shù)是不同的。第38頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月4.2多電子原子結(jié)構(gòu)軌道：與氫原子類似，其電子運動狀態(tài)可描述為1s,2s,2px,2py,2pz,3s，……能量：與氫原子不同,能量不僅與n有關(guān),

也與l有關(guān);在外加場的作用下,還與m有關(guān)。一、多電子原子軌道能級第39頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月1、Pauling近似能級圖(1)

l相同的能級的能量高低由n決定。如E1s<E2s<E3s<…(2)

n相同，l不同的能級，能量隨l的增大而升高。Ens<Enp<End<Enf，稱為“能級分裂”(3)n和l均不相同時，出現(xiàn)能級交錯現(xiàn)象。如E4s<E3d<E4p第40頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月2、Cotton原子軌道能級圖

1962年，Cotton提出了原子軌道能量與原子序數(shù)的關(guān)系圖。(1)n相同的氫原子軌道的簡并性，氫原子軌道無能級分裂。(2)原子軌道的能量隨原子序數(shù)的增大而降低。(3)

隨著原子序數(shù)的增大，原子軌道產(chǎn)生能級交錯現(xiàn)象。第41頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月3、屏蔽效應(yīng)

H原子的核電荷z=1，核外只有一個電子，所以只存在這個電子與核之間的作用力，電子的能量只同主量子數(shù)n有關(guān)，即：但是在多電子原子中，一個電子不僅受到原子核的引力，而且還受到其它電子的排斥。我們經(jīng)常把這種電子之間的排斥作用考慮為對核電荷的抵消或屏蔽，相當于使核的有效電荷數(shù)減小，即減小了核電荷Z對電子的吸引，從而引入有效核電荷Z*的概念：第42頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月Ｚ*＝Ｚ-σZ—核電荷數(shù)，Z*—有效核電荷數(shù)

σ—屏蔽常數(shù)，等于N-1個電子對電子i的屏蔽作用的總和對于多電子原子中的一個電子來說，其軌道能量則可表示為：

由于核外電子間的排斥作用而抵消了一部分核電荷，從而消弱了核電荷對該電子的吸引，這種作用——屏蔽效應(yīng)。第43頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月一般情況下：

◆內(nèi)層電子對外層電子的屏蔽作用較大；◆同層電子的屏蔽作用較?。弧敉鈱与娮訉^內(nèi)層電子可近似看作不產(chǎn)生屏蔽作用。由于屏蔽作用與被屏蔽電子所在的軌道有關(guān)，原子軌道的能量不僅取決于主量子數(shù)n，而且還取決于角量子數(shù)l。隨著l增大，能量上升。各亞層的能級高低順序為：

Ens<Enp<End<Enf能級分裂第44頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月4、鉆穿效應(yīng)

在多電子原子中，每個電子既被其余電子所屏蔽，也對其余電子起屏蔽作用。在原子核附近出現(xiàn)概率比較大的電子，可更多地避免其余電子的屏蔽，受到核的較強的吸引而更靠近核。這種進入原子內(nèi)部空間的作用——鉆穿效應(yīng)。第45頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月鉆穿效應(yīng)示意圖第46頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月一般鉆穿能力大小為：

ns>np>nd>nf由此可解釋能級分裂現(xiàn)象：

Ens<Enp<End<Enf

各主層中的s電子對同層其它能態(tài)電子有較大的屏蔽作用，表明它靠原子核較近，鉆穿作用強。正是由于4s電子的鉆穿作用，使它的能值低于4p，而且還略低于3d，造成所謂的能級交錯現(xiàn)象。即：

E4s<E3d<E4p

同樣有：E5s<E4d<E5p

，E6s<E4f<E5d<E6p

第47頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月:核外電子分布三規(guī)則1、最低能量原理電子在核外排列應(yīng)盡可能分布在低能級軌道上,使整個原子系統(tǒng)能量最低(pauling近似能級圖)。2、Pauli不相容原理

每個原子軌道中最多容納兩個自旋方式相反的電子。3、Hund規(guī)則在n和l相同的(等價)軌道上分布的電子，將盡可能分占m值不同的軌道，且自旋平行。二、核外電子排布第48頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月電子填入軌道次序圖第49頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月1H1s117Cl[Ne]3s23p533As[Ar]3d104s24p32He1s218Ar[Ne]3s23p634Se[Ar]3d104s24p43Li[He]2s119K[Ar]4s135Br[Ar]3d104s24p54Be[He]2s220Ca[Ar]4s236Kr[Ar]3d104s24p65

B[He]2s22p121Sc[Ar]3d14s237Rb[Kr]5s16C[He]2s22p222Ti[Ar]3d24s238Sr[Kr]5s27N[He]2s22p323V[Ar]3d34s239Y[Kr]4d15s28O[He]2s22p424Cr[Ar]3d54s140Zr[Kr]4d25s29F[He]2s22p525Mn[Ar]3d54s241Nb[Kr]4d45s110Ne[He]2s22p626Fe[Ar]3d64s242Mo[Kr]4d55s111Na[Ne]3s127Co[Ar]3d74s243Tc[Kr]4d55s212Mg[Ne]3s228Ni[Ar]3d84s244Ru[Kr]4d75s113Al[Ne]3s23p129Cu[Ar]3d104s145Rh[Kr]4d85s114Si[Ne]3s23p230Zn[Ar]3d104s246Pd[Kr]4d1015P[Ne]3s23p331Ga[Ar]3d104s24p147Ag[Kr]4d105s116S[Ne]3s23p432Ge[Ar]3d104s24p248Cd[Kr]4d105s2第50頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月半滿全滿規(guī)則：當?shù)葍r軌道處于全滿、半滿或全空時，原子較穩(wěn)定。(p6,d10,f14;p3,d5,f7;p0,d0,f0)第51頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月基態(tài)原子外層電子填充順序：→ns→(n-2)f→(n-1)d→np價電子電離順序(失電子)：→np→ns→(n-1)d→(n-2)f核外電子排布的三原則只是一般規(guī)律，隨著原子序數(shù)增大，核外電子數(shù)目增多，其電子排布更為復(fù)雜，有些難以用上述原則來概括，如La系、Ac系中某些元素便是如此。第52頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月Z=26核外電子排布式書寫：1、n，l表示法2、原子芯法3、價電子法24Cr3d54s129Cu3d104s1[Ar]3d64s2Fe:1s22s22p63s23p63d64s2第53頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月1、原子的電子層結(jié)構(gòu)和元素周期系三、元素周期律第54頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月1)、元素周期律：

元素以及由它形成的單質(zhì)和化合物的性質(zhì)，隨著元素的原子序數(shù)(核電荷數(shù))的依次遞增，呈現(xiàn)周期性的變化。元素周期表：周期號數(shù)等于電子層數(shù)。周期號數(shù)=能級組號數(shù)

=電子層數(shù)=最大主量子數(shù)nmax第55頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月

各周期元素的數(shù)目等于相應(yīng)能級組中原子軌道所能容納的電子總數(shù)。主族元素的族號數(shù)等于原子最外層電子數(shù)。區(qū)的劃分：s區(qū)—ns1~2p區(qū)—ns2np1~6d區(qū)—(n-1)d1~8ns0~2(Pd無s電子)ds區(qū)—(n-1)d10ns1~2

f區(qū)—(n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2第56頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月s區(qū)—ns1~2p區(qū)—ns2np1~6d區(qū)—(n-1)d1~10ns1~2(Pd無s電子)f區(qū)—(n-2)f1~14(n-1)d0~2ns2結(jié)構(gòu)分區(qū)第57頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月2)、元素周期系與核外電子分布的關(guān)系區(qū)根據(jù)最后一個電子填入的亞層確定最后一個電子填入的亞層區(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f第58頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月族根據(jù)區(qū)和最外層、次外層電子數(shù)確定。區(qū)族s、p主族(A)，族號＝最外層電子數(shù)d副族(B)族號＝(最外層＋次外層d)電子數(shù)ds副族(B)，族號＝最外層電子數(shù)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。第59頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月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)=6

ⅥBCr為第四周期、ⅥB族元素第60頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月2、元素性質(zhì)的周期性元素的性質(zhì)是其原子結(jié)構(gòu)的反映，隨著原子序數(shù)的增大，原子的電子層結(jié)構(gòu)呈周期性的變化，因此與電子層結(jié)構(gòu)有關(guān)的元素的基本性質(zhì)，也呈現(xiàn)周期性變化。第61頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月1、原子半徑(r)1)、共價半徑3)、vanderWaals半徑主族元素：從左到右r減小，從上到下r增大；過渡元素：從左到右r緩慢減小，從上到下r略有增大。兩種元素的兩個原子以共價單鍵結(jié)合時，其核間距的一半。金屬單質(zhì)晶體中，兩個相鄰金屬原子核間距的一半。當兩個原子之間只靠分子間力互相接近時，兩個同種原子核間距的一半。2)、金屬半徑第62頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月At第63頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月自第4周期起，在ⅠB，ⅡB族（ds區(qū)）元素附近，原子半徑突然增大。這是由于此時次外層d軌道已全部填滿電子,對最外層電子的屏蔽作用較強，使核對最外層s電子吸引很弱所造成的。第64頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月鑭系元素從左到右，原子半徑減小幅度更小，這是由于新增加的電子填入外數(shù)第三層上，對外層電子的屏蔽效應(yīng)更大，外層電子所受到的Z*增加的影響更小。鑭系元素從鑭到鐿整個系列的原子半徑減小不明顯的現(xiàn)象稱為鑭系收縮。第65頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月2、電離能（I）

基態(tài)氣體原子失去電子成為帶一個正電荷的氣態(tài)正離子所需要的能量稱為第一電離能，用I

1表示。由+1價氣態(tài)正離子失去電子成為+2價氣態(tài)正離子所需要的能量稱為第二電離能，用I

2表示。E+(g)E

2+(g)+e

I

2E(g)E+(g)+e

I

1第66頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月電離能變化第67頁，課件共75頁，創(chuàng)作于2023年2月

電離能的大小反映了原子失去電子的難易。電離能越小，原子失去電子越