無(wú)機(jī)化學(xué)-核外電子排布和元素周期律-課件

4.3核外電子排布和元素周期律

對(duì)于單電子體系，其能量為E=－13.6eV

Z

2

n24.3核外電子排布和元素周期律對(duì)于

即單電子體系中，軌道（或軌道上的電子）的能量，只由主量子數(shù)n

決定。即單電子體系中，軌道（或

n

相同的軌道，能量相同，例如

E4s=E4p=E4d=E4f……

而且n

越大能量越高

E1s<E2s<E3s<E4s……

n相同的軌道，能量相同，

多電子體系中，電子不僅受到原子核的作用，而且受到其余電子的作用。

故能量關(guān)系復(fù)雜。所以多電子體系中，能量不只由主量子數(shù)n

決定。多電子體系中，電子不僅受到原

討論外層的一個(gè)電子。4.3.1多電子原子的能級(jí)1.屏蔽效應(yīng)

以Li原子為例說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題討論外層的一個(gè)電子。4.3.

同時(shí)又受到內(nèi)層電子的－2的斥力。

它受到核的的引力。同時(shí)又受到內(nèi)層電子的它受到核

實(shí)際上它受到的引力已經(jīng)不會(huì)恰好是+3。

受到的斥力也不會(huì)恰好是－2。問(wèn)題很復(fù)雜。實(shí)際上它受到的引力已經(jīng)受到的

我們把看成是一個(gè)整體，看成被中和掉部分正電的原子核。我們把看成是一

中和后的核電荷Z

變成了有效核電荷Z*。

于是我們研究的對(duì)象——外層的一個(gè)電子就相當(dāng)于處在單電子體系中。中和后的核電荷Z變成了于

Z*=Z

－

稱為屏蔽常數(shù)。

屏蔽常數(shù)越大，表示核電荷被中和掉越多。Z*=Z－

于是模擬單電子體系的能量公式E=－13.6eV

Z

2

n2得到多電子體系的近似能量公式E=－13.6eV

Z

*

n22于是模擬單電子體系的能量公式E=－13.E=－13.6eV

（Z－

）n22變成E=－13.6eV

Z

*

n22E=－13.6eV（Z－）n22

在多電子體系中，核外其他電子抵消部分核電荷，使被討論的電子受到的核的引力變小。

這種作用稱為其他電子對(duì)被討論電子的屏蔽效應(yīng)。在多電子體系中，核外其他電子

受到屏蔽作用的大小，因電子的角量子數(shù)l的不同而不同。4s4p4d4f

受到其他電子的屏蔽作用依次增大。<<<受到屏蔽作用的大小，因電子

受到的屏蔽越大，軌道的能量越

根據(jù)公式E=－13.6eV

（Z－

）n22高。受到的屏蔽越大，軌道根據(jù)公式

在多電子體系中，n

相同而

l不同的軌道，發(fā)生能級(jí)分裂。

E4s<E4p<E4d<E4f結(jié)果是在多電子體系中，n相同而2.鉆穿效應(yīng)

角量子數(shù)l不同的電子，受到的屏蔽作用的大小不同。

其原因要?dú)w結(jié)于l不同的軌道徑向分布的不同。2.鉆穿效應(yīng)

我們知道，主量子數(shù)n

相同的原子軌道，

l越小時(shí)內(nèi)層概率峰越多。3s3pD（r）r3d我們知3s3pD（r）r3d

3s內(nèi)層有兩個(gè)概率峰

3p內(nèi)層有一個(gè)概率峰

3d無(wú)內(nèi)層概率峰3s3pD（r）r3d3s內(nèi)層3s3pD（r）r3d

電子在內(nèi)層出現(xiàn)的概率大，當(dāng)然受到的屏蔽要小。

這相當(dāng)于電子離核近，故能量低。電子在內(nèi)層出現(xiàn)的概率大，這相

由于徑向分布的不同，l不同的電子鉆穿到核附近回避其他電子屏蔽的能力不同，從而使自身的能量不同。

這種作用稱為鉆穿效應(yīng)。由于徑向分布的不同，l不同

鉆穿效應(yīng)的存在，不僅直接說(shuō)明了能級(jí)分裂的原因，而且還可以解釋所謂能級(jí)交錯(cuò)現(xiàn)象。鉆穿效應(yīng)的存在，不僅直接

在一些情況下，n

和

l

均不相同時(shí)，n

大的電子的能量，反而低于n

小的電子的能量。

這就是所謂能級(jí)交錯(cuò)現(xiàn)象，例如有時(shí)E4s<

E3d

在一些情況下，n和l均不

由于4s內(nèi)層有三個(gè)小的幾率峰，而

3d

沒(méi)有內(nèi)層小峰，所以有時(shí)

E4s<

E3d，對(duì)于某些原子來(lái)說(shuō)就是這樣。由于4s內(nèi)層有三個(gè)小的幾率3d4s

同理，有時(shí)也會(huì)有E5s<E4d

3d4s同理，有時(shí)也會(huì)有E5s<3.原子軌道近似能級(jí)圖

美國(guó)著名結(jié)構(gòu)化學(xué)家鮑林（Pauling），根據(jù)大量光譜實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論計(jì)算，提出了多電子原子的原子軌道近似能級(jí)圖。3.原子軌道近似能級(jí)圖美國(guó)著

所有的原子軌道，共分成七個(gè)能級(jí)組

第一組1s第二組2s，2p第四組4s，3d，4p第六組6s，4f，5d，6p

第三組3s，3p

第五組5s，4d，5p第七組7s，5f，6d，7p所有的原子軌道，共分成七個(gè)能級(jí)組第一第一組1s第三組3s，3p第二組2s，2p第五組5s，4d，5p第四組4s，3d，4p第七組7s，5f，6d，7p第六組6s，4f，5d，6p

其中除第一能級(jí)組只有一個(gè)

1s

能級(jí)外，其余各能級(jí)組中能級(jí)由低到高依次為ns，（n－2）f，（n－1）d，np第一組1s第三組3s，3p第五組5s，4d，5p

各能級(jí)組之間的能量高低次序

在下頁(yè)的圖示中說(shuō)明

能級(jí)組中各能級(jí)之間的能量高低次序各能級(jí)組之間的能量在下頁(yè)的圖能量1s2s2p3s3p4s4p3d5s5p4d6s6p5d4f7s7p6d5f能量1s2s2p3s3p4s4p3d5s5p4d6s6p5d

組內(nèi)能級(jí)間能量差小，能級(jí)組間能量差大。能量1s2s2p3s3p4s4p3d組內(nèi)能級(jí)間能量差小，能級(jí)組間能量差大。能量1s2s2能量1s2s2p3s3p4s4p3d

每個(gè)代表一個(gè)原子軌道。能量1s2s2p3s3p4s4p3d每個(gè)6s6p5d4f4s4p3d5s5p4dp三重簡(jiǎn)并，d五重簡(jiǎn)并，f七重簡(jiǎn)并。6s6p5d4f4s4p3d5s5p4dp三重簡(jiǎn)并4.3.2核外電子排布1.排布原則

能量最低原理

盡可能保持體系的能量最低。

電子先填充能量低的軌道，后填充能量高的軌道。4.3.2核外電子排布

保利（Pauli）不相容原理

于是每個(gè)原子軌道中只能容納兩個(gè)自旋方向相反的電子。

即同一原子中沒(méi)有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同的電子，同一原子中沒(méi)有四個(gè)量子數(shù)完全對(duì)應(yīng)相同的兩個(gè)電子。保利（Pauli）不相容原理

電子在能量簡(jiǎn)并的軌道中，盡量以相同自旋方式成單排布。

洪特（Hunt）規(guī)則電子在能量簡(jiǎn)并的軌道中，洪特

簡(jiǎn)并的各軌道保持一致，則體系的能量低。

半充滿軌道全空

全充滿簡(jiǎn)并的各軌道保持一致，則體系

以上幾種情況對(duì)稱性高，體系穩(wěn)定。

半充滿軌道全空

全充滿以上幾種情況對(duì)稱性高，體系穩(wěn)定。

對(duì)于簡(jiǎn)并度高的d，f軌道尤其明顯。

對(duì)于簡(jiǎn)并度低的

p

軌道則不明顯。對(duì)于簡(jiǎn)并度高的d，f軌2.核外電子的排布原子序數(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1 HHydrogen

氫 1s1

2HeHelium氦 1s2

3LiLithium鋰

1s22s14 BeBeryllium鈹 1s22s2

5 B Boron

硼 1s22s22p12.核外電子的排布原子電子軌道原子序數(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*遵循洪特規(guī)則*6 CCarbon碳 1s22s22p27 NNitrogen

氮 1s22s22p38 OOxygen氧 1s22s22p49 FFluorine氟 1s22s22p510 NeNeon 氖 1s22s22p6原子電子軌道圖元素英文中文電子結(jié)構(gòu)式*遵11Na Sodium

鈉

1s22s22p63s112Mg Magnesium

鎂

1s22s22p63s2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16SSulfur 硫

1s22s22p63s23p417Cl Chlorine 氯

1s22s22p63s23p518Ar Argon 氬

1s22s22p63s23p613Al Aluminium

鋁

1s22s22p63s23p114Si Silicon

硅

1s22s22p63s23p215PPhosphorus磷

1s22s22p63s23p311Na Sodium*19KPotassium

鉀[

Ar

]4s1**21ScScandium鈧[

Ar

]3d14s2**雖先排4s后排3d，但電子結(jié)構(gòu)式中先寫(xiě)3d，后寫(xiě)4s*[

Ar

]Ar的原子實(shí)，表示Ar的電子結(jié)構(gòu)式

1s22s22p63s23p6

22TiTitanium

鈦[

Ar

]3d24s223V Vanadium釩[

Ar

]3d34s2

20CaCalcium 鈣[

Ar

]4s2

18ArArgon 氬1s22s22p63s23p6*19KPotassium24

CrChromium

鉻[

Ar

]3d54s1

25MnManganese

錳[

Ar

]3d54s226FeIron

鐵[

Ar

]

3d64s227CoCobalt

鈷[

Ar

]

3d74s228NiNickel

鎳 [

Ar

]

3d84s2

29CuCopper

銅 [

Ar

]

3d104s130ZnZinc

鋅

[

Ar

]3d104s222TiTitanium

鈦[

Ar

]3d24s223V Vanadium釩[

Ar

]3d34s2

24CrChromium31 GaGallium 鎵 [

Ar

]3d104s24p132 Ge Germanium鍺 [

Ar

]3d104s24p233 As Arsenic 砷[

Ar

]3d104s24p334 Se Selenium 硒[

Ar

]3d104s24p435 Br Bromine 溴[

Ar

]3d104s24p536 Kr Krypton 氪[

Ar

]3d104s24p629

CuCopper

銅 [

Ar

]

3d104s130Zn

Zinc鋅[

Ar

]3d104s231 GaGallium 37 Rb Rubidium 銣[

Kr

]5s138 Sr Strontium 鍶 [

Kr

]

5s239 Y Yttrium 釔 [

Kr

]

4d15s240 Zr Zirconium鋯 [

Kr

]

4d25s241 Nb Niobium

鈮

[

Kr

]4d45s142

Mo Molybdenum

鉬

[

Kr

]

4d55s143 Tc Technetium锝[

Kr

]4d55s2

44 Ru Ruthenium釕[

Kr

]

4d75s1

45Rh Rhodium

銠

[

Kr

]

4d85s137 Rb Rubidium 銣46Pd Palladium 鈀 [

Kr

]

4d105s047Ag Silver銀 [

Kr

]

4d105s153I Iodine碘

[

Kr

]4d105s25p554Xe Xenon 氙

[

Kr

]4d105s25p648Cd Cadmium 鎘 [

Kr

]4d105s249In Indium 銦 [

Kr

]4d105s25p1

50Sn Tin 錫 [

Kr

]

4d105s25p251Sb Antimony 銻 [

Kr

]

4d105s25p352Te Tellurium 碲 [

Kr

]

4d105s25p446Pd Palladium 鈀55 Cs Caesium 銫[

Xe

]6s156 Ba Barium 鋇[

Xe

]6s257 La

Lanthanum 鑭

[

Xe

]

4f05d16s258 Ce

Cerium鈰

[

Xe

]

4f15d16s2

59 PrPraseodymium

鐠[

Xe

]4f35d06s2*

但是Ce

應(yīng)為1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f15s25p65d16s2

*從這里開(kāi)始，用[Xe]表示的Ce等原子的電子結(jié)構(gòu)式值得注意，它表示

1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p64f15d16s2

Xe

1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p655 Cs Caesium 57 La

Lanthanum 鑭

[

Xe

]

4f05d16s258 Ce

Cerium鈰

[

Xe

]

4f15d16s2

59 PrPraseodymium鐠[

Xe

]4f35d06s260 Nd Neodymium釹[

Xe

]4f45d06s261 Pm Promethium

钷[

Xe

]4f55d06s2

62 Sm Samarium 釤[

Xe

]4f65d06s263 Eu Europium 銪[

Xe

]4f75d06s264 Gd

Gadolinium

釓

[

Xe

]

4f75d16s257 La Lanthanum 鑭

65Tb Terbium 鋱

[

Xe

]4f95d06s266Dy Dysprosium

鏑

[

Xe

]4f105d06s267HoHolmium 鈥[

Xe

]4f115d06s268Er Erbium 鉺[

Xe

]4f125d06s269TmThulium 銩[

Xe

]4f135d06s2

70Yb Ytterbium

鐿

[

Xe

]4f145d06s271LuLutetium镥[

Xe

]4f145d16s265Tb Terbium 鋱

74WTungsten 鎢[

Xe

]4f145d46s275ReRhenium 錸[

Xe

]4f145d56s276OsOsmium 鋨

[

Xe

]4f145d66s2

77IrIridium 銥[

Xe

]4f145d76s278Pt Platinum 鉑

[

Xe

]

4f145d96s179Au

Gold

金

[

Xe

]

4f145d106s180HgMercury 汞[

Xe

]4f145d106s272HfHafnium 鉿[

Xe

]4f145d26s273TaTantalum

鉭[

Xe

]4f145d36s274WTungsten 鎢83Bi Bismuth

鉍[

Xe

]4f145d106s26p384PoPolonium釙[

Xe

]4f145d106s26p485At Astatine 砹[

Xe

]4f145d106s26p586RnRadon 氡[

Xe

]4f145d106s26p687FrFrancium鈁[

Rn

]7s188Ra Radium

鐳[

Rn

]7s281Tl Thallium鉈[

Xe

]4f145d106s26p182PbLead

鉛[

Xe

]4f145d106s26p283Bi Bismuth

電子結(jié)構(gòu)式需要特殊記憶的元素有13種，它們的原子序數(shù)為：24，29；

41，42，44，45，46，47；

57，58，64；

78，79電子結(jié)構(gòu)式需要特殊記憶的元素KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKrLaHfTaWReIrPtOsAuHgBaCsTlPbBiPoAtRnYZrNbMoTcRhPdRuAgCdSrRbInSnSbTeIXeLaCePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLuAcThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLrAcRfDbSgBhHsMtDsRgUubRaFr1234567MgNaAlSiPSClArBeLiBCNOFNeHHe族周期IIA2IIIAIVAVAVIAVIIA1314151617IA1018IIIBIVBVBVIBVIIBVIIIIBIIB3456711128910

4.3.3元素周期表

維爾納（Werner）提出的長(zhǎng)式周期表KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSe1.元素的周期

周期的劃分與能級(jí)組的劃分完全一致，每個(gè)能級(jí)組都獨(dú)自對(duì)應(yīng)一個(gè)周期。

共有七個(gè)能級(jí)組，所以共有七個(gè)周期。1.元素的周期HHe1

第一周期：2種元素

第一能級(jí)組：1個(gè)能級(jí)（1s）1個(gè)軌道

2個(gè)電子HHe1第一周期：2種元素BeLiBCNOFNe2第二周期：8種元素第二能級(jí)組：2個(gè)能級(jí)1個(gè)軌道2s2p8個(gè)電子

共4個(gè)軌道3個(gè)軌道

BeLiBCNOFNe2第二周期：8種元素第三能級(jí)組：2個(gè)能級(jí)1個(gè)軌道3s3p8個(gè)電子

共4個(gè)軌道3個(gè)軌道

第三周期：8種元素MgNaAlSiPSClAr3第三能級(jí)組：2個(gè)能級(jí)

第四能級(jí)組：3個(gè)能級(jí)1個(gè)軌道4s4p18個(gè)電子

共9個(gè)軌道3個(gè)軌道

第四周期：18種元素KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKr43d5個(gè)軌道

第四能級(jí)組：3個(gè)能級(jí)1

第五能級(jí)組：3個(gè)能級(jí)1個(gè)軌道5s5p18個(gè)電子

共9個(gè)軌道3個(gè)軌道

第五周期：

18種元素4d5個(gè)軌道

YZrNbMoTcRhPdRuAgCdSrRbInSnSbTeIXe5第五能級(jí)組：3個(gè)能級(jí)1個(gè)軌

第六能級(jí)組：4個(gè)能級(jí)32個(gè)電子

共16個(gè)軌道

第六周期：32種元素1個(gè)軌道6sBaCs6s4f7個(gè)軌道

CePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLu4f5d5個(gè)軌道

LaHfTaWReIrPtOsAuHg5d3個(gè)軌道

6pTlPbBiPoAtRn6p第六能級(jí)組：4個(gè)能級(jí)32個(gè)電子第七能級(jí)組：4個(gè)能級(jí)32個(gè)電子共16個(gè)軌道第七周期：32種元素1個(gè)軌道7sRaFr7s5f7個(gè)軌道

ThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLr5f6d5個(gè)軌道

AcRfDbSgBhHsMtDsRgUub6d3個(gè)軌道

7p7p第七能級(jí)組：4個(gè)能級(jí)32個(gè)電子共

元素的原子核外電子所處的最高的能級(jí)組數(shù)，就是元素所在的周期數(shù)。元素的原子核外電子所處的

例如Cr的電子結(jié)構(gòu)為

[Ar]3d54s1

3d54s1

屬于第四能級(jí)組，所以Cr為第四周期的元素。例如Cr的電子結(jié)構(gòu)為2.元素的區(qū)和族

元素周期表中的元素可以根據(jù)其性質(zhì)劃分成五個(gè)區(qū)，區(qū)的劃分見(jiàn)下頁(yè)的圖。2.元素的區(qū)和族元LaCePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLuAcThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLrKCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKrLaHfTaWReIrPtOsAuHgBaCsTlPbBiPoAtRnYZrNbMoTcRhPdRuAgCdSrRbInSnSbTeIXeAcRfDbSgBhHsMtDsRgUubRaFr1234567MgNaAlSiPSClArBeLiBCNOFNeHHe族周期IIA2IIIAIVAVAVIAVIIA1314151617IA1018IIIBIVBVBVIBVIIBVIIIIBIIB3456711128910s區(qū)d區(qū)ds區(qū)p區(qū)f區(qū)LaCePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLuKCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKrLaHfTaWReIrPtOsAuHgBaCsTlPbBiPoAtRnYZrNbMoTcRhPdRuAgCdSrRbInSnSbTeIXeAcRfDbSgBhHsMtDsRgUubRaFr1234567MgNaAlSiPSClArBeLiBCNOFNeHHe族周期IIA2IIIAIVAVAVIAVIIA1314151617IA1018IIIBIVBVBVIBVIIBVIIIIBIIB3456711128910s區(qū)d區(qū)ds區(qū)p區(qū)s區(qū)元素包括IA族，IIA族。KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeKCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKrLaHfTaWReIrPtOsAuHgBaCsTlPbBiPoAtRnYZrNbMoTcRhPdRuAgCdSrRbInSnSbTeIXeAcRfDbSgBhHsMtDsRgUubRaFr1234567MgNaAlSiPSClArBeLiBCNOFNeHHe族周期IIA2IIIAIVAVAVIAVIIA1314151617IA1018IIIBIVBVBVIBVIIBVIIIIBIIB3456711128910s區(qū)d區(qū)ds區(qū)p區(qū)

即第1，2兩列，價(jià)層電子為ns1~2，屬于活潑金屬。KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSep區(qū)元素包括IIIA族，IVA族，VA族，VIA族，VIIA族，0族（VIIIA族）。KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKrLaHfTaWReIrPtOsAuHgBaCsTlPbBiPoAtRnYZrNbMoTcRhPdRuAgCdSrRbInSnSbTeIXeAcRfDbSgBhHsMtDsRgUubRaFr1234567MgNaAlSiPSClArBeLiBCNOFNeHHe族周期IIA2IIIAIVAVAVIAVIIA1314151617IA1018IIIBIVBVBVIBVIIBVIIIIBIIB3456711128910s區(qū)d區(qū)ds區(qū)p區(qū)p區(qū)元素包括IIIA族

即第13～18列共6列，價(jià)層電子為ns2np1~6。KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKrLaHfTaWReIrPtOsAuHgBaCsTlPbBiPoAtRnYZrNbMoTcRhPdRuAgCdSrRbInSnSbTeIXeAcRfDbSgBhHsMtDsRgUubRaFr1234567MgNaAlSiPSClArBeLiBCNOFNeHHe族周期IIA2IIIAIVAVAVIAVIIA1314151617IA1018IIIBIVBVBVIBVIIBVIIIIBIIB3456711128910s區(qū)d區(qū)ds區(qū)p區(qū)即第13～18列共6列，KCap

區(qū)的右上方為非金屬元素，左下方為金屬元素。KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKrLaHfTaWReIrPtOsAuHgBaCsTlPbBiPoAtRnYZrNbMoTcRhPdRuAgCdSrRbInSnSbTeIXeAcRfDbSgBhHsMtDsRgUubRaFr1234567MgNaAlSiPSClArBeLiBCNOFNeHHe族周期IIA2IIIAIVAVAVIAVIIA1314151617IA1018IIIBIVBVBVIBVIIBVIIIIBIIB3456711128910s區(qū)d區(qū)ds區(qū)p區(qū)p區(qū)的右上方為非金屬元素，KCaScTi

價(jià)層電子一般是指在化學(xué)反應(yīng)中能發(fā)生變化的電子。KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKrLaHfTaWReIrPtOsAuHgBaCsTlPbBiPoAtRnYZrNbMoTcRhPdRuAgCdSrRbInSnSbTeIXeAcRfDbSgBhHsMtDsRgUubRaFr1234567MgNaAlSiPSClArBeLiBCNOFNeHHe族周期IIA2IIIAIVAVAVIAVIIA1314151617IA1018IIIBIVBVBVIBVIIBVIIIIBIIB3456711128910s區(qū)d區(qū)ds區(qū)p區(qū)價(jià)層電子一般是指在化學(xué)KCaScTiVCrMs區(qū)和p區(qū)元素的族數(shù)，等于價(jià)層電子中s電子數(shù)與p電子數(shù)之和。KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKrLaHfTaWReIrPtOsAuHgBaCsTlPbBiPoAtRnYZrNbMoTcRhPdRuAgCdSrRbInSnSbTeIXeAcRfDbSgBhHsMtDsRgUubRaFr1234567MgNaAlSiPSClArBeLiBCNOFNeHHe族周期IIA2IIIAIVAVAVIAVIIA1314151617IA1018IIIBIVBVBVIBVIIBVIIIIBIIB3456711128910s區(qū)d區(qū)ds區(qū)p區(qū)s區(qū)和p區(qū)元素的族數(shù)，等于價(jià)層KC

若和數(shù)為8，則為0族元素，也稱為VIIIA族。KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKrLaHfTaWReIrPtOsAuHgBaCsTlPbBiPoAtRnYZrNbMoTcRhPdRuAgCdSrRbInSnSbTeIXeAcRfDbSgBhHsMtDsRgUubRaFr1234567MgNaAlSiPSClArBeLiBCNOFNeHHe族周期IIA2IIIAIVAVAVIAVIIA1314151617IA1018IIIBIVBVBVIBVIIBVIIIIBIIB3456711128910s區(qū)d區(qū)ds區(qū)p區(qū)若和數(shù)為8，則為0族元素，KCaScd區(qū)元素包括IIIB族，IVB族，

VB族，VIB族，VIIB族，VIII族。KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKrLaHfTaWReIrPtOsAuHgBaCsTlPbBiPoAtRnYZrNbMoTcRhPdRuAgCdSrRbInSnSbTeIXeAcRfDbSgBhHsMtDsRgUubRaFr1234567MgNaAlSiPSClArBeLiBCNOFNeHHe族周期IIA2IIIAIVAVAVIAVIIA1314151617IA1018IIIBIVBVBVIBVIIBVIIIIBIIB3456711128910s區(qū)d區(qū)ds區(qū)p區(qū)d區(qū)元素包括IIIB族

即第3

10共8列，價(jià)層電子為（n－1）d1~10ns0~2。KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKrLaHfTaWReIrPtOsAuHgBaCsTlPbBiPoAtRnYZrNbMoTcRhPdRuAgCdSrRbInSnSbTeIXeAcRfDbSgBhHsMtDsRgUubRaFr1234567MgNaAlSiPSClArBeLiBCNOFNeHHe族周期IIA2IIIAIVAVAVIAVIIA1314151617IA1018IIIBIVBVBVIBVIIBVIIIIBIIB3456711128910s區(qū)d區(qū)ds區(qū)p區(qū)即第310共8列，價(jià)層電子Kd區(qū)元素稱為過(guò)渡元素，（n－1）d中的電子由不充滿向充滿過(guò)渡。KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKrLaHfTaWReIrPtOsAuHgBaCsTlPbBiPoAtRnYZrNbMoTcRhPdRuAgCdSrRbInSnSbTeIXeAcRfDbSgBhHsMtDsRgUubRaFr1234567MgNaAlSiPSClArBeLiBCNOFNeHHe族周期IIA2IIIAIVAVAVIAVIIA1314151617IA1018IIIBIVBVBVIBVIIBVIIIIBIIB3456711128910s區(qū)d區(qū)ds區(qū)p區(qū)d區(qū)元素稱為過(guò)渡元素，（n－1）dKC

第4，5，6周期的過(guò)渡元素分別稱為第一，第二，第三過(guò)渡系列元素。KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKrLaHfTaWReIrPtOsAuHgBaCsTlPbBiPoAtRnYZrNbMoTcRhPdRuAgCdSrRbInSnSbTeIXeAcRfDbSgBhHsMtDsRgUubRaFr1234567MgNaAlSiPSClArBeLiBCNOFNeHHe族周期IIA2IIIAIVAVAVIAVIIA1314151617IA1018IIIBIVBVBVIBVIIBVIIIIBIIB3456711128910s區(qū)d區(qū)ds區(qū)p區(qū)第4，5，6周期的過(guò)渡元素分別稱為KC第一過(guò)渡系列元素的電子構(gòu)型要記熟。第三過(guò)渡系列元素在La之后。KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKrLaHfTaWReIrPtOsAuHgBaCsTlPbBiPoAtRnYZrNbMoTcRhPdRuAgCdSrRbInSnSbTeIXeAcRfDbSgBhHsMtDsRgUubRaFr1234567MgNaAlSiPSClArBeLiBCNOFNeHHe族周期IIA2IIIAIVAVAVIAVIIA1314151617IA1018IIIBIVBVBVIBVIIBVIIIIBIIB3456711128910s區(qū)d區(qū)ds區(qū)p區(qū)第一過(guò)渡系列元素的電子構(gòu)型要記熟。第三過(guò)渡系列元素在Lad區(qū)元素的族數(shù)，等于價(jià)層電子中（n－1）d的電子數(shù)與

ns的電子數(shù)之和。KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKrLaHfTaWReIrPtOsAuHgBaCsTlPbBiPoAtRnYZrNbMoTcRhPdRuAgCdSrRbInSnSbTeIXeAcRfDbSgBhHsMtDsRgUubRaFr1234567MgNaAlSiPSClArBeLiBCNOFNeHHe族周期IIA2IIIAIVAVAVIAVIIA1314151617IA1018IIIBIVBVBVIBVIIBVIIIIBIIB3456711128910s區(qū)d區(qū)ds區(qū)p區(qū)d區(qū)元素的族數(shù)，等于價(jià)層電子中

若和數(shù)大于或等于8，則為VIII族元素。KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKrLaHfTaWReIrPtOsAuHgBaCsTlPbBiPoAtRnYZrNbMoTcRhPdRuAgCdSrRbInSnSbTeIXeAcRfDbSgBhHsMtDsRgUubRaFr1234567MgNaAlSiPSClArBeLiBCNOFNeHHe族周期IIA2IIIAIVAVAVIAVIIA1314151617IA1018IIIBIVBVBVIBVIIBVIIIIBIIB3456711128910s區(qū)d區(qū)ds區(qū)p區(qū)若和數(shù)大于或等于8，KCaScTiVCrds區(qū)元素包括IB族，IIB族。KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKrLaHfTaWReIrPtOsAuHgBaCsTlPbBiPoAtRnYZrNbMoTcRhPdRuAgCdSrRbInSnSbTeIXeAcRfDbSgBhHsMtDsRgUubRaFr1234567MgNaAlSiPSClArBeLiBCNOFNeHHe族周期IIA2IIIAIVAVAVIAVIIA1314151617IA1018IIIBIVBVBVIBVIIBVIIIIBIIB3456711128910s區(qū)d區(qū)ds區(qū)p區(qū)ds區(qū)元素包括IB族

即第11，12兩列，價(jià)層電子為（n－1）d10ns1~2。KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKrLaHfTaWReIrPtOsAuHgBaCsTlPbBiPoAtRnYZrNbMoTcRhPdRuAgCdSrRbInSnSbTeIXeAcRfDbSgBhHsMtDsRgUubRaFr1234567MgNaAlSiPSClArBeLiBCNOFNeHHe族周期IIA2IIIAIVAVAVIAVIIA1314151617IA1018IIIBIVBVBVIBVIIBVIIIIBIIB3456711128910s區(qū)d區(qū)ds區(qū)p區(qū)即第11，12兩列，價(jià)層電ds區(qū)元素的族數(shù)，等于價(jià)層電子中ns的電子數(shù)。KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKrLaHfTaWReIrPtOsAuHgBaCsTlPbBiPoAtRnYZrNbMoTcRhPdRuAgCdSrRbInSnSbTeIXeAcRfDbSgBhHsMtDsRgUubRaFr1234567MgNaAlSiPSClArBeLiBCNOFNeHHe族周期IIA2IIIAIVAVAVIAVIIA1314151617IA1018IIIBIVBVBVIBVIIBVIIIIBIIB3456711128910s區(qū)d區(qū)ds區(qū)p區(qū)ds區(qū)元素的族數(shù)，等于價(jià)層KCaScTiV

也可以將ds區(qū)元素和d區(qū)均定義為過(guò)渡金屬，本課程即采取這種處理方法。KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKrLaHfTaWReIrPtOsAuHgBaCsTlPbBiPoAtRnYZrNbMoTcRhPdRuAgCdSrRbInSnSbTeIXeAcRfDbSgBhHsMtDsRgUubRaFr1234567MgNaAlSiPSClArBeLiBCNOFNeHHe族周期IIA2IIIAIVAVAVIAVIIA1314151617IA1018IIIBIVBVBVIBVIIBVIIIIBIIB3456711128910s區(qū)d區(qū)ds區(qū)p區(qū)也可以將ds區(qū)元素和d區(qū)均定LaHfTaWReIrPtOsAuHgBaCsTlPbBiPoAtRnAcRfDbSgBhHsMtDsRgUubRaFr67s區(qū)d區(qū)ds區(qū)p區(qū)LaCePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLuAcThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLrf區(qū)f區(qū)元素包括鑭系和錒系元素。f區(qū)元素的價(jià)層電子為（n－2）f0~14（n－1）d0~2ns2

稱為內(nèi)過(guò)渡元素。LaHfTaWReIrPtOsAuHgBaCsTlPbBiPLaHfTaWReIrPtOsAuHgBaCsTlPbBiPoAtRnAcRfDbSgBhHsMtDsRgUubRaFr67s區(qū)d區(qū)ds區(qū)p區(qū)LaCePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLuAcThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLrf區(qū)f區(qū)元素的（n－2）f中的電子由不充滿向充滿過(guò)渡。

有時(shí)認(rèn)為f區(qū)元素屬于IIIB族。LaHfTaWReIrPtOsAuHgBaCsTlPbBiP

在原子軌道中填充電子時(shí)，可以按著鮑林的軌道能級(jí)圖的能級(jí)次序進(jìn)行，對(duì)于元素K，有E4s<E3d，先填充

4s。

但并不是所有原子的E4s<E

3d。4.3.4科頓軌道能級(jí)圖在原子軌道中填充電子時(shí)，可以

例如Cu元素，形成Cu+時(shí)，先失去

4s電子，說(shuō)明E4s>E3d。

如何解釋這種現(xiàn)象？例如Cu元素，形成Cu+時(shí)，

對(duì)于不同的元素，其原子軌道的能級(jí)高低次序是有所不同的。

我們用科頓能級(jí)圖來(lái)說(shuō)明這種現(xiàn)象。對(duì)于不同的元素，其原子軌道我

圖中縱坐標(biāo)為軌道能量E

n=1

n=2

n=3

n=4原子序數(shù)Z能量E1s2s2p4s4p4f4d3s3p3d圖中縱坐標(biāo)為軌道能量En=1n=

n=1

n=2

n=3

n=4原子序數(shù)Z能量E1s2s2p4s4p4f4d3s3p3d橫坐標(biāo)為原子序數(shù)Zn=1n=2n=3n=4原子序數(shù)Z

n=1

n=2

n=3

n=4原子序數(shù)Z能量E1s2s2p4s4p4f4d3s3p3d科頓能級(jí)圖表明E隨Z的變化n=1n=2n=3n=4原子序數(shù)Z

在圖中可見(jiàn)：（1）Z=1，不產(chǎn)生能級(jí)分裂。

n=1

n=2

n=3

n=4原子序數(shù)Z能量E1s2s2p4s4p4f4d3s3p3d在圖中可見(jiàn)：n=1n=2n即Ens=Enp=En