普通化學(xué)第七章原子結(jié)構(gòu)和元素周期律

普通化學(xué)第七章原子結(jié)構(gòu)和元素周期律第1頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月要求:(1)了解核外電子運(yùn)動(dòng)的特殊性,了解波函數(shù)和電子云的圖形.(2)能運(yùn)用軌道填充順序圖,按照核外電子排布原理,寫出若干常見元素的電子組態(tài).(3)掌握各類元素電子構(gòu)型的特征.(4)了解電離勢(shì)、電負(fù)性等概念的意義和它們與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。(5)了解元素周期表和核外電子排布的關(guān)系第2頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

7.1.1氫原子光譜和Bohr理論

19世紀(jì)，物理學(xué)家Crookes等人在研究稀薄氣體放電現(xiàn)象時(shí)發(fā)現(xiàn)了電子。1897年，Thomson

測(cè)定出電子的荷質(zhì)比(e/me)為1.76×1011C·kg-1。實(shí)驗(yàn)表明，電子的荷質(zhì)比是一個(gè)常數(shù)，它與電極材料或放電管中氣體的性質(zhì)無關(guān)。

第3頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月

1911年，Rutherford用一束高速運(yùn)動(dòng)的α粒子（He2＋）流轟擊一塊10－6~10－7m厚的金箔。發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)的α粒子幾乎不受阻攔地直線通過，約萬分之一的α粒子的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，極個(gè)別的α粒子甚至被反彈回來。原子像一個(gè)行星系，其中心有一個(gè)體積很小卻幾乎集中了原子全部質(zhì)量的帶正電荷的原子核，而帶負(fù)電荷的電子在核外空間繞核高速運(yùn)動(dòng)，就像行星圍繞著太陽運(yùn)動(dòng)一樣。第4頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月一、氫原子光譜

當(dāng)一束白光通過石英棱鏡時(shí)，形成的帶狀光譜稱為連續(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)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。

氫原子光譜是最簡單的原子光譜。在抽成真空的光電管中充入稀薄純氫氣，并通過高壓放電所放出的光經(jīng)棱鏡分光后形成按波長次序排列的不連續(xù)的線狀光譜。氫原子光譜在可見光區(qū)有4條比較明顯的譜線，分別用Hα，Hβ，Hγ，Hδ表示。第5頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月

在某一瞬間一個(gè)氫原子只能產(chǎn)生一條譜線，實(shí)驗(yàn)中之所以能同時(shí)觀察到全部譜線，是由于很多個(gè)氫原子受到激發(fā)，躍遷到高能級(jí)后又返回低能級(jí)的結(jié)果。二、Bohr理論

1913年，丹麥青年物理學(xué)家Bohr提出了新的原子結(jié)構(gòu)模型。其要點(diǎn)如下：第6頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月

（1）電子只能在某些特定的圓形軌道上繞核運(yùn)動(dòng)，在這些軌道上運(yùn)動(dòng)的電子既不放出能量，也不吸收能量。

（2）電子在不同軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，其能量是不同的。在離核越遠(yuǎn)的軌道上，能量越高；在離核越近的軌道上，能量越低。軌道的這些不同的能量狀態(tài)稱為能級(jí)，其中能量最低的狀態(tài)稱為基態(tài)，其余能量高于基態(tài)的狀態(tài)稱為激發(fā)態(tài)。原子軌道的能量是量子化的，氫原子軌道的能量為：

第7頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月

（3）只有當(dāng)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)，原子以光子的形式釋放出能量，釋放出光的頻率與軌道能量的關(guān)系為：△E=E2-E1=hν第8頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月7.1.2核外電子的運(yùn)動(dòng)特征一、電子的波粒二象性1924年，法國青年物理學(xué)家deBroglie大膽地提出電子也具有波粒二象性的假說。并預(yù)言：對(duì)于質(zhì)量為me，運(yùn)動(dòng)速率為νe的電子，其相應(yīng)的波長λe可由下式給出：

第9頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月

1927年，美國物理學(xué)家Davisson和Germer用電子束代替X射線做晶體衍射實(shí)驗(yàn)，得到了與X射線衍射圖象相似的衍射環(huán)紋圖，確認(rèn)了電子具有波動(dòng)性。（a）X射線的衍射圖（b）電子衍射圖第10頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月二、測(cè)不準(zhǔn)原理

對(duì)于具有波粒二象性的電子，能否同時(shí)準(zhǔn)確地測(cè)定電子的位置和動(dòng)量呢？1927年，德國物理學(xué)家Heisenberg對(duì)此做出了否定回答。

Heisenberg認(rèn)為：不可能同時(shí)準(zhǔn)確地測(cè)定電子的位置和動(dòng)量。這就是測(cè)不準(zhǔn)原理，它的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：第11頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月一方程

1926年，奧地利著名的物理學(xué)家首先提出描述了電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的波動(dòng)方程，稱為

方程：方程的每一個(gè)解ψ，就表示電子的一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，與ψ相應(yīng)的E就是電子在這一運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的能量。7.1.3核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述第12頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月二、波函數(shù)

從方程解出來的波函數(shù)ψ，是包括n，l，m三個(gè)量子數(shù)的電子在原子核外空間的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，每一個(gè)ψ就表示電子的一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，通常把波函數(shù)稱為原子軌道。三、四個(gè)量子數(shù)（一）主量子數(shù)n(principalquantumnumber)主量子數(shù)n決定電子出現(xiàn)概率最大的區(qū)域距原子核的平均距離，n的取值為1，2，3…第13頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月主量子數(shù)n也是決定電子能量高低的主要因素，n越大，電子的能量越高。在一個(gè)原子中，常稱n相同的電子為一個(gè)電子層。當(dāng)n＝1，2，3，4，5，6，7時(shí)，分別稱為第一，二，三，四，五，六，七電子層，相應(yīng)地用符號(hào)K，L，M，N，O，P，Q表示。

在氫原子或類氫離子中，電子的能量完全由主量子數(shù)n決定。

第14頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）角量子數(shù)l(azimuthalquantumnumber)

角量子數(shù)l決定原子軌道的角動(dòng)量，確定原子軌道的形狀，它反映了電子在空間不同角度的分布情況。l的取值受n的制約，l=0，1，2….n－1。當(dāng)l＝0，1，2，3時(shí)，分別稱為s，p，d，f亞層。

n＝1時(shí)，l＝0，K層只有s亞層；

n＝2時(shí)，l＝0，1，L層有s，p亞層；

n＝3時(shí)，l＝0，1，2，M層有s，p，d亞層；

n＝4時(shí)，l＝0，1，2，3，N層有s，p，d，f亞層。第15頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月n=1,只有一個(gè)亞層,l只能為0,軌道符號(hào)為1sn=3,有三個(gè)亞層,當(dāng)l

=0時(shí),軌道符號(hào)為3s,l

=2時(shí),軌道符號(hào)為3d,軌道記號(hào)為

nlcxc是直角坐標(biāo)在多電子原子中，n和l共同決定了電子的能量。當(dāng)n相同時(shí)，隨l的增大，亞層的能量增大。第16頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）磁量子數(shù)(magneticquantumnumber)

磁量子數(shù)m確定原子軌道在空間的伸展方向.m的取值受l的制約，磁量子取值m=0,±1,±2,…±l，在一個(gè)亞層內(nèi)軌道數(shù)為2l+1個(gè)當(dāng)l＝0時(shí)，m只能取0，s亞層只有1個(gè)軌道,叫1s軌道,s軌道(l=0，m

=0）無伸展方向，呈球形對(duì)稱當(dāng)l＝1時(shí)，m可取－1，0，＋1，p亞層有3

個(gè)軌道,叫p軌道.在空間有三個(gè)相互垂直伸展方向,即px、py、pz軌道,呈啞鈴形對(duì)稱.

同理，d亞層有5個(gè)軌道，f亞層有7個(gè)軌道。

n和l相同，但m不同的各原子軌道的能量相同，稱為簡并軌道或等價(jià)軌道。第17頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月

n電子層l電子亞層m軌道數(shù)1K01s012L012s2p0

-1,0,+1

3M0123s3p3d0

4

N01234s4p4d4f0

電子層、電子亞層、原子軌道與量子數(shù)之間的關(guān)系每層中有軌道n2第18頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月（四）自旋量子數(shù)ms自旋量子數(shù)ms用于描述電子的自旋運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。取值為+1/2和-1/2，常用箭號(hào)↑和↓表示電子的兩種自旋方式。不能從求解方程得到

綜上所述，n，l，m三個(gè)量子數(shù)可以確定一個(gè)原子軌道，而n，l，m，

ms四個(gè)量子數(shù)可以確定電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

四、波函數(shù)的圖形波函數(shù)ψ是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,沒有明確直觀的物理意義.

第19頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月但粒子運(yùn)動(dòng)在某一時(shí)間某一點(diǎn)的ψ2卻有物理意義,ψ2代表在單位體積內(nèi)發(fā)現(xiàn)一個(gè)電子的幾率,叫幾率密度.用電子云形象地表示電子在核外空間出現(xiàn)的幾率密度,電子出現(xiàn)幾率大的地方,電子云濃密些.氫原子的s，p，d軌道的角度分布圖形第20頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月氫原子電子云示意圖第21頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月

電子云圖電子云界面圖

如果畫一個(gè)封閉的曲面,在這個(gè)曲面內(nèi)電子出現(xiàn)的概率占90％以上,所得到的圖形稱為電子云界面圖。通常將界面圖中的小黑點(diǎn)略去。第22頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月波函數(shù),原子軌道,電子云的關(guān)系.

一定的波函數(shù)描述電子一定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),如ψ1s,ψ2p等,量子力學(xué)中借助經(jīng)典力學(xué)中“軌道”一詞,稱原子中一個(gè)電子的可能的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為原子軌道,這些原子軌道各由一個(gè)波函數(shù)來描述,ψ1s,ψ2p分別叫1s、2p軌道，氫原子的1s軌道的空間圖形是球形，其電子在空間出現(xiàn)的幾率密度分布是球形對(duì)稱的，界面圖是球面，平面圖為圓。圖形不同。電子云圖沒有正負(fù)，且“瘦”第23頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)核外電子排布和周期系7.2.1氫原子的軌道能軌道能：解薛定諤方程時(shí)，所得的每個(gè)波函數(shù)ψ都對(duì)應(yīng)著一個(gè)能量E，叫軌道能。軌道能包括平均勢(shì)能和電子的動(dòng)能，電子離核無限遠(yuǎn)處勢(shì)能為零，電子向核靠攏時(shí)，其勢(shì)能低于零而為負(fù)值。氫原子的軌道能第24頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月氫原子的軌道能只取決于主量子數(shù)n，E2s=E2pE3s=E3p=E3d，它們屬于同一能級(jí)對(duì)于類氫離子（H-likeion），即核外只有一個(gè)電子時(shí)，如He+，Li2+，Be3+軌道能為如Li2+中，電子由2s躍遷到2p時(shí)，△E=0第25頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月

7.2.2多電子原子的能級(jí)（一）屏蔽效應(yīng)屏蔽作用：在多電子原子中，每個(gè)電子不僅受到原子核的吸引，而且還受到其他電子的排斥。其余電子對(duì)某個(gè)指定電子的排斥作用相當(dāng)于降低了原子核對(duì)指定電子的吸引作用。稱為屏蔽作用。其他電子屏蔽作用對(duì)選定電子產(chǎn)生的效果叫屏蔽效應(yīng)。

在多電子原子中，對(duì)所選定的任何一個(gè)電子所受的作用，可以看作是來自一個(gè)核電荷為Z-σ的單中心勢(shì)場，Z-σ叫有效核電荷數(shù)，用Z*表示：σ叫屏蔽常數(shù)第26頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月在多電子原子中，主要來自內(nèi)層電子對(duì)外層電子的屏蔽和同層電子間的屏蔽。多電子原子軌道能當(dāng)電子離核較近時(shí)，電子的勢(shì)能比在遠(yuǎn)處低，E3s＞

E2s＞E1s第27頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）鉆穿效應(yīng)

在多電子原子中，每個(gè)原子軌道的電子，既有屏蔽它外面電子的作用，又有內(nèi)層電子對(duì)它的屏蔽，為了躲避內(nèi)層電子的屏蔽，它常會(huì)向更靠近核的地方鉆進(jìn)去，鉆得越深，軌道平均勢(shì)能越低，就可以較好地避免其他電子對(duì)它的屏蔽，這種現(xiàn)象稱為鉆穿效應(yīng)。當(dāng)n相同時(shí)，l越小鉆穿能力越強(qiáng)。同一電子層中各亞層的能量高低順序?yàn)椋?/p>

E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)第28頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月比較多電子原子的3d

和4s軌道能，3d

由于由于角量子數(shù)的升高對(duì)軌道能能的升高作用超過了4s主量子數(shù)大對(duì)軌道能量升高的作用，因此3d

軌道的能量高于4s軌道。一般來說，n≥3，End

﹥E(n+1)sn≥4，Enf

<E(n+2)s多電子原子中，l相同，n越大，能量越高，n相同，l越大，能量越高，因此會(huì)出現(xiàn)能級(jí)交叉現(xiàn)象。第29頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月

我國化學(xué)家徐光憲提出了多電子原子的原子軌道能級(jí)分組的近似規(guī)則,將（n＋0.7l）整數(shù)相同的軌道劃分為一個(gè)能級(jí)組。

第30頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月表原子軌道的能級(jí)組劃分原子軌道n+0.7l

能級(jí)組1s1.0Ⅰ2s2p2.02.7Ⅱ3s3p3.03.7Ⅲ4s3d4p4.04.44.7Ⅳ5s4d5p5.05.45.7Ⅴ6s4f5d6p6.06.16.46.7Ⅵ7s5f6d7p7.07.17.47.7Ⅶ第31頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月Pauling原子軌道的近似能級(jí)圖第32頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月7.2.3基態(tài)原子核外電子排布規(guī)則基態(tài)原子核外電子排布遵守Pauli不相容原理、能量最低原理和Hund規(guī)則。（1）Pauli不相容原理：在一個(gè)原子中，不可能存在四個(gè)量子數(shù)完全相同的兩個(gè)電子。由Pauli不相容原理，可知一個(gè)原子軌道最多只能容納兩個(gè)電子，而且這兩個(gè)電子的自旋方式必須相反。第33頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月

（2）能量最低原理：在不違背Pauli不相容原理的前提下，核外電子總是盡先排布在能量最低的軌道上，依次排布在能量較高的軌道上。（3）Hund規(guī)則：電子在簡并軌道（即n，l相同的軌道）上排布時(shí)，總是以自旋平行的方式分占盡可能多的軌道。作為Hund規(guī)則的特例，簡并軌道在全充滿（s2,p6，d10，f14）、半充滿（s1,p3，d5，f7）和全空（p0，s0,d0，f0）時(shí)是比較穩(wěn)定的。第34頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月將電子按照Pauli不相容原理、能量最低原理和Hund規(guī)則填充在各個(gè)軌道,這種電子的排布叫電子組態(tài)(構(gòu)型)1H1s12He1s23Li1s22s14Be1s22s25B1s22s22p16C1s22s22p27N1s22s22p3第35頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月8O1s22s22p49F1s22s22p510Ne1s22s22p66C的兩個(gè)2p電子自旋平行地分占不同軌道,7N的兩個(gè)3p電子自旋平行地分占不同軌道較溫定,因此難失電子.當(dāng)原子、分子、離子中有單個(gè)電子時(shí)，為順磁性，且順磁性的大小與該物質(zhì)中單個(gè)電子數(shù)有關(guān)。當(dāng)物質(zhì)中電子都成對(duì)時(shí)，具有反磁性。第36頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月1、在多電子原子中具有下列量子數(shù)的電子，按其能量高低排列先后順序（2，1，1，-1/2）（2，1，0，-1/2）（3，1，1，-1/2）（3，2，-2，-1/2）2、指出下列各套量子數(shù)中所描繪的電子亞層最多容納幾個(gè)電子⑴n=5，l=0⑵n=5，l=3⑶n=4，l=3

⑷n=3，l=2

⑸n=2，l=1

第37頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月3、下列各種外電子層結(jié)構(gòu)中，哪一種相應(yīng)于原子的激發(fā)態(tài)，哪種處于基態(tài)，哪種是錯(cuò)誤的⑴1s22s1⑵1s22s22d1⑶1s22s12p2⑷1s22s22p43d1⑸1s22s42p2⑹1s22s22p63d1第38頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月7.2.4原子的基態(tài)電子組態(tài)原子基態(tài)電子組態(tài)按Pauli不相容原理、能量最低原理和Hund規(guī)則可以將電子逐一填在軌道中,即構(gòu)成了原子的基態(tài)電子組態(tài)1H1s12He1s23Li1s22s14Be1s22s25B1s22s22p16C1s22s22p27N1s22s22p3第39頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月8O1s22s22p49F1s22s22p510Ne1s22s22p611Na1s22s22p63s112Mg1s22s22p63s213Al1s22s22p63s23p114Si1s22s22p63s23p215P1s22s22p63s23p316S1s22s22p63s23p417Cl1s22s22p63s23p518Ar1s22s22p63s23p6第40頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）電子排布式。（2）軌道表示式。（3）量子數(shù)表示法。量子數(shù)表示是用一套量子數(shù)（n，l，m，ms）定義電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。如3s2

電子用量子數(shù)可以表示為：（3，0，0，±1/2）。（4）“原子實(shí)+價(jià)層組態(tài)”表示法。

第41頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月充滿的稀有氣體電子層結(jié)構(gòu)的內(nèi)層電子(稱為原子實(shí)或叫核實(shí))；另一部分是原子實(shí)以外的外層電子，稱之為價(jià)層電子。原子實(shí)部分可用“[稀有氣體元素]”來表示，而價(jià)層電子我們常用價(jià)層電子結(jié)構(gòu)或價(jià)層組態(tài)來表示。如11Na[Ne]3s1

20Ca[Ar]4s2

第42頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月寫出29Cu、24Cr、30Zn、26Fe的基態(tài)原子的電子組態(tài)1s22s22p63s23p63d104s11s22s22p63s23p63d54s11s22s22p63s23p63d104s21s22s22p63s23p63d64s2第43頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月7.2.5、原子的電子層結(jié)構(gòu)和周期系一、原子的電子層結(jié)構(gòu)和周期系1.元素周期表共有七個(gè)橫行，每一橫行為一個(gè)周期，共有七個(gè)周期。元素在周期表中所屬周期數(shù)等于該元素基態(tài)原子的電子層數(shù)，也等于元素原子的最外電子層的主量子數(shù)。2.各周期所包含的元素的數(shù)目，等于相應(yīng)能級(jí)組中的原子軌道所能容納的電子總數(shù)。第44頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月

各周期中元素的數(shù)目與相應(yīng)能級(jí)組的原子軌道的關(guān)系

周期能級(jí)組能級(jí)組內(nèi)原子軌道元素?cái)?shù)目電子最大容量1Ⅰ1s222Ⅱ2s2p883Ⅲ3s3p884Ⅳ4s3d4p18185Ⅴ5s4d5p18186Ⅵ6s4f5d6p32327Ⅶ7s5f6d(未完)23(未完)

未滿第45頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月3.為什么每周期元素的原子最外層電子數(shù)不超過8個(gè),次外層電子數(shù)不超過18個(gè),而不都是各個(gè)電子層電子最大容納數(shù)2n2？二、原子的電子結(jié)構(gòu)和族

主族元素在周期表中的族次等于元素基態(tài)原子的最外電子層的電子數(shù)，等于主族元素的最高氧化數(shù);在同一主族內(nèi)，最外電子層上的電子數(shù)都是相同的。第46頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月元素周期表共有18個(gè)縱行，除第八，九，十3個(gè)縱行為第Ⅷ族外，其余15個(gè)縱行，每一個(gè)縱行為一個(gè)族。元素周期表共有16個(gè)族，除了稀有氣體（0族）和Ⅷ族外，還有七個(gè)A(主)

族和七個(gè)B(副)族。A族由長周期元素和短周期元素組成，叫主族；B族只由長周期元素組成，叫副族。第47頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月

第一主族(IA)堿金屬，它們的價(jià)層電子構(gòu)型為ns1。第二主族(IIA)為堿土金屬，價(jià)層電子構(gòu)型為ns2。IIIA為硼族，價(jià)層電子構(gòu)型為ns2np1。IVA為碳族，價(jià)電子構(gòu)型為ns2np2.

VA族為氮族，價(jià)電子構(gòu)型為ns2np3，p軌道上電子排布為半充滿.VIA族為氧族，價(jià)電子構(gòu)型為ns2np4.第48頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月VIIA族為鹵素，價(jià)電子構(gòu)型為ns2np5。0族是稀有氣體元素（以前也稱作惰性氣體），包括He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn六種元素。除He為1s2，其余價(jià)電子構(gòu)型均為ns2np6

副族元素基態(tài)原子的最外電子層有1個(gè)或2個(gè)電子，次外層上有9~18個(gè)電子。第49頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月IIIB族至VIIB族族數(shù)等于最外層s電子與次外層d電子的總數(shù)，即等于其價(jià)層電子數(shù).VIII族為ns和(n-1)d電子總數(shù)等于8、9、10的元素

IB族與IIB族的族數(shù)為最外層的s電子的數(shù)目，且(n-1)d電子數(shù)目為10

。第50頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月三、原子的外層電子構(gòu)型和元素的分區(qū)鑭系

f錒系s第51頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）s區(qū)元素：包括IA族元素和ⅡA族元素，外層電子構(gòu)型為。（2）p區(qū)元素：包括ⅢA~ⅦA族元素和0族元素，除He元素外，外層電子構(gòu)型為。（3）d區(qū)元素：d區(qū)元素又稱過渡元素，包括

ⅢB~ⅦB族元素和Ⅷ族元素，外層電子構(gòu)型為（4）ds區(qū)元素：包括ⅠB和ⅡB族元素，外層電子構(gòu)型為。（5）f區(qū)元素：包括鑭系和錒系元素，外層電子構(gòu)型為。。第52頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月d區(qū)元素和ds區(qū)元素又叫過渡元素例:推測(cè)49號(hào)元素在周期表中的位置22810818183618543286第53頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月一、原子半徑

原子半徑，是指分子或晶體中相鄰?fù)N原子的核間距離的一半。稀有氣體原子在低溫下可以認(rèn)為是依靠范德華力形成的單原子分子，相鄰兩個(gè)稀有氣體原子間的核間距的一半稱為分子接觸半徑(范德華半徑)第54頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月ⅠA

0H32He93Li123Be89B82C77N70O66F64Ne112Na154Mg136Al118Si117P110S104Cl99Ar154K203Ca174Sc144Ti132V122Cr118Mn117Fe117Co116Ni115Cu117Zn125Ga126Ge122As121Se117Br114Kr169Rb216Sr191Y162Zr145Nb134Mo130Tc127Ru125Rh125Pd128Ag134Cd148In144Sn140Sb141Te137I133Xe190Cs235Ba198La169Hf144Ta134W130Re128Os126Ir127Pt130Au134Hg144Tl148Pb147Bi146Po146At145Rn222原子半徑ⅡAⅢBⅣB

ⅤBⅥB ⅦB

ⅧⅠB ⅡBⅢA ⅣA ⅤAⅥA ⅦA共價(jià)半徑＜金屬半徑＜范德華半徑第55頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月

原子半徑在周期表中的變化規(guī)律:（1）同一周期主族元素，從左到右，原子半徑明顯減小.每增加一個(gè)電子,核內(nèi)也增加一個(gè)正電荷,同層電子之間的屏蔽作用不大,有效核電荷數(shù)顯著增加，原子核對(duì)外層電子的引力逐漸增強(qiáng)。（2）同一周期副族元素，從左到右，半徑略有減小,當(dāng)次外層的d軌道全部充滿形成18電子構(gòu)型時(shí)，原子半徑突然增大。第56頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月因?yàn)槊吭黾右粋€(gè)電子,是填在次外層的d軌道,對(duì)外層電子的屏蔽作用不太顯著,使得有效核電荷數(shù)增加不多，原子半徑減小比較緩慢。但(n-1)d軌道全充滿后對(duì)外層電子屏蔽作用較大，使得有效核電荷數(shù)減小而引起的。La系收縮是指La系元素隨核電荷數(shù)增大，原子半徑緩慢減小的現(xiàn)象。第五周期和第六周期非常接近，這主要是La系收縮所致。如(Hf,Zr),(Nb,Ta),(Mo,W)第57頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）同一族的主族元素，從上到下，原子半徑顯著增大。由于電子層數(shù)增加.從上到下,有效核電荷數(shù)增加不多.同一族的副族元素，原子半徑的變化趨勢(shì)與主族元素相同，但原子半徑增大的幅度較小。

第58頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月二、元素的電離能（勢(shì)）

基態(tài)的氣態(tài)原子失去1個(gè)電子成為+1價(jià)陽離子所需的最低能量稱為元素的第一電離能I1；由+1價(jià)氣態(tài)陽離子失去1個(gè)電子成為+2價(jià)氣態(tài)陽離子所需的能量稱為元素的第二電離能I2

。隨著原子失去電子的增多，所形成的陽離子的正電荷越來越多，對(duì)電子的吸引力增強(qiáng)，使電子很難失去。因此，同一元素的各級(jí)電離能依次增大。通常所說的電離能是指第一電離能。其單位為kJ·mol-1第59頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月元素的第一電離能與原子序數(shù)的關(guān)系,第60頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月在同一周期中，（1）從堿金屬到稀有氣體，電離能呈增大趨勢(shì)，（2）長周期的過渡元素，從左到右，電離能增加不顯著，且沒有規(guī)律，（3）稀有氣體原子具有穩(wěn)定的電子層結(jié)構(gòu)，在同一周期中電離能最大，（4）雖然同一周期元素的電離能呈增大的趨勢(shì)，但Be（2s2)、Mg、Zn、Cd、Hg都有全充滿的內(nèi)層和最外層為ns2的穩(wěn)定結(jié)構(gòu);N、P、As有半充滿的外層穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，因而難失電子。同一主族的元素，從上到下，電離能減小。第61頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月三、元素的電子親合能

基態(tài)的氣態(tài)原子獲得1個(gè)電子成為-1價(jià)陰離子所放出的能量稱為原子的電子親合能，用EA或Y表示，單位為kJ·mol-1

。

電子親合能可以衡量原子獲得電子的難易程度。親合能數(shù)值越大，原子變成負(fù)離子的傾向也越大，表明其非金屬性越強(qiáng)。同一周期中自左向右，元素的原子半徑逐漸減小，EA值逐漸增大。同一族元素的原子半徑由上而下逐漸增大，EA值則依次減小。第62頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月

H-72.9

He+21Li-59.8Be+240B-23C-122N+58O-141.0F-322