第八章-原子結(jié)構(gòu)

教學(xué)課時(shí):8學(xué)時(shí)教學(xué)目的與要求：第八章原子結(jié)構(gòu)

1、掌握核外電子運(yùn)動(dòng)的特征，理解用波函數(shù)、四個(gè)量子數(shù)及波函數(shù)與電子云圖形來(lái)描述核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；

2、掌握多電子原子的軌道能級(jí)順序，按照核外電子排布原理，能寫(xiě)出常見(jiàn)元素的電子構(gòu)型；

3、掌握各類元素電子構(gòu)型的特征和元素周期系的關(guān)系；

4、理解有效核電荷、電離能、電子親和能、電負(fù)性等概念的意義，并掌握它們的周期性變化規(guī)律。教學(xué)重點(diǎn)：

1、核外電子運(yùn)動(dòng)的特征；波函數(shù)、四個(gè)量子數(shù)的概念；

2、核外電子排布；3、元素電子構(gòu)型的特征和元素周期系的關(guān)系。教學(xué)難點(diǎn)：

1、波函數(shù)、四個(gè)量子數(shù)的概念；

2、屏蔽效應(yīng)和鉆穿效應(yīng)。第八章原子結(jié)構(gòu)化學(xué)變化中的最小微粒原子物質(zhì)性質(zhì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一、認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單歷史

古代希臘的原子論（公元前約400年，提出了萬(wàn)物是由“原子”產(chǎn)生的思想）；§8-1原子結(jié)構(gòu)的Bohr理論

古希臘哲學(xué)家Democritus(公元前460~370年），他在公元前400年提出，宇宙萬(wàn)物是由最微小、堅(jiān)硬、不可分的物質(zhì)粒子所構(gòu)成，這種粒子叫做“原子”，希臘語(yǔ)原意為“不可分割”。

1808年，道爾頓（Dalton,

英國(guó)）闡述了“原子論”；道爾頓原子“實(shí)體模型”

公元1766——公元1844

英國(guó)化學(xué)家道爾頓

1808年Dalton“原子論”主要內(nèi)容：

1.一切物質(zhì)都是由不可見(jiàn)的、不可分割的原子組成。

2.同一元素的所有原子在質(zhì)量和性質(zhì)上完全相同。不同元素的原子則不同。

3.每一種物質(zhì)都是由它自己的原子組成的。單質(zhì)是由簡(jiǎn)單原子組成的，化合物是由復(fù)雜原子組成的，而復(fù)雜原子又是由為數(shù)不多的簡(jiǎn)單原子所組成。

1897年，英國(guó)的湯姆森發(fā)現(xiàn)了電子—原子可分；Thomson1904年提出的原子結(jié)構(gòu)——西瓜模型電子原子核

1905年，愛(ài)因斯坦提出光子學(xué)說(shuō)—光有波粒二象性；

E——能量，h——普朗克常數(shù)，ν

——頻率λ——波長(zhǎng)，P——?jiǎng)恿?/p>

1911年，英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn)，提出了含核原子模型——原子行星模型；電子繞核旋轉(zhuǎn)，象行星繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)一般。

問(wèn)題1：但事實(shí)是原子能穩(wěn)定存在。盧瑟福原子行星模型說(shuō)明了原子的組成，具有重大貢獻(xiàn)！但仍有問(wèn)題：

1.電子運(yùn)動(dòng)，發(fā)射電磁波，能量漸失，直到原子湮滅。問(wèn)題2：連續(xù)光譜：顏色間沒(méi)有明顯分界線的彩色帶狀光譜。

由物理學(xué)電子繞原子核作圓周運(yùn)動(dòng)，要發(fā)射電磁波，原子光譜應(yīng)是連續(xù)光譜(Continuousspectrum)；

二、氫原子光譜（光譜分析就是根據(jù)特征線狀光譜定性、定量的）——線狀光譜氫氦鋰鈉鋇汞氖一些原子的發(fā)射光譜圖盧瑟?！有行悄Ｐ?；

但事實(shí)是原子既沒(méi)有湮滅，原子光譜又不是連續(xù)光譜。1885年瑞士物理學(xué)家巴爾麥(Balmer)發(fā)現(xiàn)：n:大于2的正整數(shù)賴曼線系n1=1帕邢線系n1=31890年瑞典物理學(xué)家理德堡(Rydberg)發(fā)現(xiàn)：原子能級(jí)及線光譜Balmer線系三、玻爾理論1913年，丹麥物理學(xué)家玻爾，在盧瑟福原子模型基礎(chǔ)上，根據(jù)普郎克的“量子學(xué)說(shuō)”和愛(ài)因斯坦“光子學(xué)說(shuō)”，提出了新的原子結(jié)構(gòu)理論。（1）在原子中，電子不能任意運(yùn)動(dòng)，只能在有確定半徑和能量的特定軌道上運(yùn)動(dòng)，電子在這樣的軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，不吸收或放出能量，是處于一種穩(wěn)定態(tài)（定態(tài)）；波爾理論要點(diǎn)：r=Bn2(B=52.9pm，氫原子基態(tài)電子離核的距離)（3）電子只有在不同能級(jí)之間躍遷時(shí)，才吸收或放出能量，輻射一定頻率的光。n為量子數(shù)，（n=1，2，3……)△E=E2-E1=hν（2）電子在不同軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)具有不同能量，電子運(yùn)動(dòng)時(shí)所處的能量狀態(tài)稱為能級(jí)。電子的能量是量子化的。等式代換變換為：理德堡公式:波爾理論的局限性：

玻爾理論成功地解釋了氫光譜的形成和規(guī)律性，然而應(yīng)用玻爾理論，除某些類氫離子（He+,Li2+,Be3+等）尚能得到基本滿意的結(jié)果外，它不能說(shuō)明：（1）多電子原子光譜；（2）也不能說(shuō)明氫原子光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)。微觀粒子運(yùn)動(dòng)有其特殊性——波粒二象性，其運(yùn)動(dòng)規(guī)律不服從經(jīng)典力學(xué)。因此玻爾理論必定要被隨后發(fā)展完善起來(lái)的量子力學(xué)理論所代替。（1892—1987）

1924年，年輕的法國(guó)物理學(xué)家德布羅意受到啟發(fā)，大膽提出：“一切實(shí)物粒子都具有波粒二象性”。

1905年，愛(ài)因斯坦提出光子學(xué)說(shuō)——光有波粒二象性；§8-2微觀粒子運(yùn)動(dòng)的基本特征Davisson

和Germer的電子衍射實(shí)驗(yàn)：

Davisson

和Germer的電子衍射實(shí)驗(yàn)：證實(shí)了電子確實(shí)具有波動(dòng)性。

物質(zhì)波在空間任一點(diǎn)的強(qiáng)度與粒子在該點(diǎn)出現(xiàn)的概率成正比，故物質(zhì)波又稱概率波（衍射強(qiáng)度大處，電子出現(xiàn)概率大，圖中出現(xiàn)亮環(huán)紋）圖8-4一、微觀粒子的波粒二象性(Wave-particledualism)1.德布羅意波或物質(zhì)波（1892—1987）

1924年，年輕的法國(guó)物理學(xué)家德布羅意受到啟發(fā)，大膽提出：“一切實(shí)物粒子都具有波粒二象性”。

λ=h/mv=h/pλ—波長(zhǎng)，P—?jiǎng)恿?/p>

m—粒子的質(zhì)量，

v—粒子的運(yùn)動(dòng)速度。2.海森保不確定（測(cè)不準(zhǔn)）原理

具有波粒二象性的微觀粒子與宏觀物體不同：根據(jù)經(jīng)典力學(xué)，可準(zhǔn)確指出宏觀物體在某一瞬間的速度和位置，但微觀粒子不行！(uncertaintyprinciple)

Δx表示粒子位置的測(cè)不準(zhǔn)值，ΔPx表示粒子動(dòng)量的測(cè)不準(zhǔn)值。1927年，德國(guó)物理學(xué)家Heisenberg指出：微觀粒子不能同時(shí)準(zhǔn)確確定位置和動(dòng)量：

Δx

●ΔPx結(jié)論：

電子等微觀粒子，有其特有的性質(zhì)和規(guī)律：能量量子化、波粒二象性、測(cè)不準(zhǔn)原理。因此，不能用經(jīng)典力學(xué)解釋原子結(jié)構(gòu)規(guī)律，而要用近代量子力學(xué)理論——薛定諤方程描述?！?-3

氫原子結(jié)構(gòu)的量子力學(xué)描述一、波函數(shù)和薛定諤方程

用來(lái)描述電子微粒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，雖然不能準(zhǔn)確的測(cè)出電子的動(dòng)量和位置，但可以測(cè)得電子在某一范圍內(nèi)出現(xiàn)的概率，量子力學(xué)用波函數(shù)來(lái)描述原子中電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，波函數(shù)就與空間范圍和概率有關(guān)。波函數(shù)

1926年，奧地利物理學(xué)家薛定諤從微觀粒子具有波粒二象性出發(fā)，通過(guò)光學(xué)和力學(xué)方程的類比，提出了描述微觀粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的二階偏微分方程。

E是總能量，m是電子的質(zhì)量，h是普郎克常數(shù)，是波函數(shù)，x、y、z是空間坐標(biāo)。

解薛定諤方程不是易事，也不是本課程的任務(wù)，我們用其結(jié)論。Q·0zyx如何求解氫原子的波函數(shù)(1)直角坐標(biāo)系球坐標(biāo)·

(2)要使薛定諤方程有合理解，需要引入三個(gè)量子數(shù)n，l，m（分別稱為主量子數(shù)，角量子數(shù)和磁量子數(shù)）。每一組合理的n,l,m組合，就是薛定諤方程的合理解，對(duì)應(yīng)一種合理的波函數(shù)ψ(n,l,m）;一種波函數(shù)稱為一個(gè)原子軌道。另外，原子光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)表明，電子還有另一種運(yùn)動(dòng)形式，稱為“自旋運(yùn)動(dòng)”，用自旋量子數(shù)mS表示。用4個(gè)量子數(shù)就可表示原子中任一電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài);二、四個(gè)量子數(shù)1.主量子數(shù)n：描述電子出現(xiàn)概率最大的區(qū)域離核的平均距離，是決定電子能量高低的主要因素。取值：1，2，3，4，5，6，7……（正整數(shù)）在一個(gè)原子中，常把n相同的電子稱為一個(gè)電子層。K，L，M，N，O，P，Q◆

n值相同的電子，大致在同一空間范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)，能量相近，故把n值相同的各狀態(tài)稱作一個(gè)電子層◆對(duì)于單電子體系：

n值是決定電子能量高低的唯一因素◆對(duì)于多電子體系：電子能量由n、l共同決定。n值越大，表示電子離核越遠(yuǎn)、能量越高。2.角量子數(shù)l

l決定原子軌道或電子云的形狀，表示電子亞層，在多電子原子中，電子能量由n，l共同決定。取值：0，1，2，3，4…n-1

s，p，d，f,g…◆在n值相同的同一電子層中，可有n個(gè)電子亞層。單電子體系：

n決定軌道能量大小的唯一因素。

例如n=4:E4s=E4p=E4d=E4fEns=Enp=End=Enfn值越大，表示電子離核越遠(yuǎn)、能量越高。E1s<E2s<E3s<E4s

單電子體系：多電子體系：n，l共同決定軌道能量的大小n相同，l越大能量越高E=n+0.7l我國(guó)化學(xué)家徐光憲：E3s<E3p<E3dn=2(第2電子層)E2s<E2p

n=3(第3電子層)E4s<E4p<E4d<E4f

n=4(第4電子層)3.磁量子數(shù)mm描述原子軌道或電子云在空間的伸展方向（空間取向），決定各亞層中的簡(jiǎn)并（等價(jià)）軌道數(shù)。取值：0，±1，±2，±3，…±

l（共2l+1個(gè)）即：各亞層有2l+1個(gè)空間的伸展方向，有2l+1個(gè)簡(jiǎn)并軌道。如n=3，l=0，

=1，

=2，對(duì)應(yīng)3S亞層，m=0即：s、p、d亞層分別有1、3、5條簡(jiǎn)并軌道對(duì)應(yīng)3p亞層，對(duì)應(yīng)3d亞層，m=0,+1,-1m=0,+1,-1,+2,-2三個(gè)量子數(shù)n，l，m確定，就解出一個(gè)波函數(shù)，簡(jiǎn)稱：一條原子軌道。（3，0，0）（n，l，m）就表示3S軌道4.自旋量子數(shù)mS

原子光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)表明，電子還有另一種運(yùn)動(dòng)形式，稱為“自旋運(yùn)動(dòng)”，用自旋量子數(shù)mS表示。

取值：+1/2，-1/2。描述一個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，需要四個(gè)量子數(shù):（n，l，m，ms）3S軌道上“正旋”的一個(gè)電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài):（3，0，0，+1/2）量子數(shù)與原子軌道的關(guān)系主量子數(shù)n角量子數(shù)l亞層或軌道名稱磁量子數(shù)m取值波函數(shù)軌道數(shù)自旋量子數(shù)ms電子101s0

1,0,011/222012s2p00，±1

2,0,0

2,1,1,

2,1,0,

2,1,-1131/2830123s3p3d0,0,±10,±1,±2

3,0,0

3,1,0,

3,1,1,

3,1,-1,

3,2,0,

3,2,1,

3,2,-1,

3,2,2

3,2,-21351/218401234s4p4d4f0,0,±10,±1,±20,±1,±2,±3

4,0,0

4,1,0---

4,2,0----

4,3,0---13571/232nn各亞層有2L+1個(gè)軌道n222n2

練習(xí)

1.

(3,0,-2,+1/2)對(duì)錯(cuò)？改正；代表哪些軌道?

答：錯(cuò)誤，應(yīng)改為：(3,0,0,+1/2);或者改為：

(3,2,-2,+1/2),

(3,0,0)代表3s軌道：

代表五個(gè)3d軌道中的一條

答案：

n=3，l=2(3d亞層)2.（3,2）代表哪些軌道？能量？m=0，1，-1，2，-2的五條原子軌道：（5條能量相等的簡(jiǎn)并軌道）量子數(shù)小結(jié)◆原子軌道是由三個(gè)量子數(shù)n，l，m確定的電子運(yùn)動(dòng)區(qū)域；◆原子中每個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)用四個(gè)量子數(shù)n，l，m，ms描述；◆在同一原子中，不可能有四個(gè)量子數(shù)完全相同的兩個(gè)電子；◆同一軌道上只能容納兩個(gè)自旋方向相反的電子；

◆第n層上有n2個(gè)軌道，最多可容納2n2電子。Q·0zyx(1)直角坐標(biāo)系球坐標(biāo)·三、波函數(shù)和電子云圖形三、波函數(shù)和電子云圖形變量分離：徑向部分角度部分1.波函數(shù)（原子軌道）角度分布圖——隨θ，φ變化作圖

從坐標(biāo)原點(diǎn)出發(fā)，畫(huà)出方向?yàn)?θ,φ)的直線，取其長(zhǎng)度為Y，把操作Z

/0Y=Acos

01.00A150.97A300.87A450.71A600.50A900.00波函數(shù)的角度分布圖

/0Y=Acos

120－0.50A135－0.71A150－0.87A165－0.97A180－1.00A各個(gè)端點(diǎn)連接起來(lái)在空間構(gòu)成曲面。l=0,s軌道l=1,px軌道py軌道pz軌道p軌道px—+xzpy+xy－pz+xz－三種P軌道角度分布圖

l=2,d軌道dxy軌道dyz軌道dzx軌道軌道軌道dxyxy+__+yz+__+dyzxz+__+dxz五種d軌道角度分布圖+xy_++_五種d軌道角度分布圖+xz__+2.電子云角度分布圖－－－隨θ，φ變化作圖操作從坐標(biāo)原點(diǎn)出發(fā)，引出方向?yàn)?θ,φ)的直線，取其長(zhǎng)度為Y2，把各個(gè)端點(diǎn)連接起來(lái)在空間構(gòu)成曲面。l=0,s軌道Y2YL=1,p軌道px軌道py軌道pz軌道Y2Yl=2,d軌道dxy軌道dyz軌道dzx軌道Y2Y軌道軌道

原子軌道：分布圖中有正、有負(fù)電子云：分布圖中都是正的

∴電子云的形狀比原子軌道要“瘦”一些Y＜1波函數(shù)(原子軌道)角度分布圖與電子云角度分布圖的區(qū)別：

空間某一點(diǎn)電子出現(xiàn)的概率密度

空間單位微體積dτ內(nèi)出現(xiàn)的概率dP的物理意義

沒(méi)有明確的物理意義，只是說(shuō)明電子的運(yùn)動(dòng)受它控制。3.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。drrr+dr4.電子云徑向分布圖－－－r2ψ2隨r變化作圖

波函數(shù)徑向部分R本身沒(méi)有明確的意義，r2ψ2表示電子在離核半徑為r的單位厚度的薄球殼內(nèi)出現(xiàn)的概率。若令：已知

D(r)對(duì)r作圖即得電子云徑向分布圖52.9pm（玻爾半徑）D(r)r1srD(r)2srD(r)2p節(jié)面

概率峰之間有節(jié)面——幾率為零的球面。節(jié)面電子云空間分布圖D(r)r3sD(r)r3pD(r)r3d

D(r)對(duì)r作圖即得電子云徑向分布圖52.9pm電子云徑向分布圖特征：峰表示電子出現(xiàn)概率大的半徑位置；峰的個(gè)數(shù)：n-ln越大，離核越遠(yuǎn)；n相同，平均距離相近，

因此從徑向分布圖來(lái)看，核外電子是按n值大小分層排布的，n值決定了電子層的層數(shù)。電子云圖綜合了角度部分和徑向部分1s軌道2s軌道2px軌道單電子體系：氫原子或類氫原子核外只有一個(gè)電子，其原子軌道的能量只取決于主量子數(shù)n

n相同的同一電子層內(nèi)，各亞層的能量是相同的。

E4s=E4p=E4d=E4fE1s＜E2s＜E3s＜E4s……§8-4多電子原子結(jié)構(gòu)一、屏蔽效應(yīng)和鉆穿效應(yīng)1.屏蔽效應(yīng)（shieldingeffect）

其余電子對(duì)指定電子的排斥作用，相當(dāng)于其余電子抵消了部分核電荷，這種作用稱為屏蔽效應(yīng)。

實(shí)際作用在指定電子上的核電荷：?jiǎn)坞娮芋w系：Z*=Z-σ單電子體系：多電子體系：Z*=Z-σσ稱為屏蔽常數(shù)，是核電荷的減小值。(1)將原子中的電子分成如下幾組:

（1s），（2s,2p），（3s,3p）（3d），（4s,4p）（4d）（4f），（5s,5p）…(2)位于被屏蔽電子右邊的各組，對(duì)被屏蔽電子的σ=0，即外層電子對(duì)內(nèi)層電子沒(méi)有屏蔽作用。(3)1s軌道上的2個(gè)電子之間σ=0.30，其它主量子數(shù)相同的各組電子之間的σ=0.35。(4)被屏蔽的電子為ns或np時(shí)，則主量子數(shù)為（n-1）的各電子對(duì)它們的σ=0.85，小于（n-1）的各電子對(duì)它們的σ=1.00由Slater規(guī)則求解有效核電荷Z*

(5)被屏蔽的電子為nd或nf時(shí)，則位于它左邊各組電子對(duì)它的屏蔽常數(shù)σ=1.00由Slater規(guī)則求解有效核電荷Z*小結(jié)：★外層電子對(duì)內(nèi)層電子的屏蔽作用可忽略；★同層電子間的屛蔽作用較小；★內(nèi)層電子對(duì)外層電子的屏蔽作用較大。

其余電子對(duì)指定電子的排斥作用，相當(dāng)于其余電子抵消了部分核電荷，這種作用稱為屏蔽效應(yīng)。1.屏蔽效應(yīng)（shieldingeffect）屏蔽效應(yīng)小結(jié)：★外層電子對(duì)內(nèi)層電子的屏蔽作用可忽略；★同層電子間的屛蔽作用較??；★內(nèi)層電子對(duì)外層電子的屏蔽作用較大。2.鉆透效應(yīng)(penetrationeffect)外層電子鉆到內(nèi)部空間而更靠近核的現(xiàn)象叫電子的鉆穿（或穿透）效應(yīng)。電子鉆穿的結(jié)果，降低了其余電子對(duì)指定電子的屏蔽作用，受到的有效核電荷的作用增強(qiáng)（Z*

變大），從而使軌道能量降低。D(r)r3s鉆穿能力：∴當(dāng)n相同時(shí)：而單電子原子（離子）E：只與n有關(guān)多電子原子（離子）E：與n,l都有關(guān)s＞p＞d＞f……

Ens

Enp

EndEnf……D(r)r3sD(r)r3p＜＜＜2s,2p軌道的徑向分布圖◆鉆穿效應(yīng)解釋能級(jí)分裂?！鬾相同，l越小，鉆穿能力越強(qiáng)，能量越低。3d與4s軌道的徑向分布圖◆鉆穿效應(yīng)解釋能級(jí)交錯(cuò)到3d峰內(nèi)而靠近核，致使其能量低于3d，產(chǎn)生了能級(jí)交錯(cuò)現(xiàn)象。◆4s的最大峰雖然比3d離核遠(yuǎn)，但由于它有三個(gè)小峰鉆總之，“屛蔽效應(yīng)”和“鉆穿效應(yīng)”是決定多電子原子能級(jí)高低的第二個(gè)方面：

※n相同時(shí)，l越小，鉆穿效應(yīng)越強(qiáng)，能量越低；

4S＜

4P＜

4d＜

4f※

l相等、n越大，電子離核越遠(yuǎn)能量越高；※n、l均不相同時(shí)，如鉆穿效應(yīng)顯著，則能級(jí)交錯(cuò)4S＜

3d能級(jí)分裂1S＜

2s＜

3s＜

4s二、原子核外電子排布三原則：1.能量最低原理電子在原子軌道上的排布應(yīng)使整個(gè)原子體系能量處于最低。即：電子優(yōu)先占據(jù)能量最低的軌道。各軌道能量的排序徐光憲：E=n+0.7l規(guī)則根據(jù)徐光憲規(guī)則判斷3d，4p，4d，5s軌道能級(jí)？3d軌道：E=3+0.7×2＝4.44P軌道：E=4+0.7×1＝4.74d軌道：E=4+0.7×2＝5.45s軌道：E=5+0.7×0＝5.01S2S2P3S3P3d4S4P4d4f5S5P5d5f5g6S6P6d6f6g……7S7P7d7f7g……8S8P8d8f8g……近似能級(jí)圖2.PauLi不相容原理在同一原子中，不可能存在四個(gè)量子數(shù)完全一樣的電子。

或者：一個(gè)軌道最多填充兩個(gè)電子?！獭?，———3.Hund規(guī)則：例：7N：1S22S22P3有三條2P簡(jiǎn)并軌道，（1）在填充同一能級(jí)的簡(jiǎn)并軌道（等價(jià)軌道）時(shí)，電子總是盡先以自旋平行的方向分占不同的簡(jiǎn)并軌道；3.Hund規(guī)則：

按照上述三原則，可排布112種元素原子的電子排布式（表8-5）但有10多種例外（如：41Nb，45Rh等，）要求會(huì)排布有規(guī)律的基態(tài)原子電子構(gòu)型。3d44S2

不穩(wěn)定3d54S1穩(wěn)定；（2）簡(jiǎn)并軌道處于全充滿（S2、P6、d10、f14）、半充滿（S1、P3、d5、f7）、全空（S0、P0、d0、f0）時(shí)，能量最低，原子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。請(qǐng)給出Fe原子的電子排布式：能量最低排布：主量子數(shù)整理：“原子實(shí)”寫(xiě)法：1s22s22p63s23p64s23d61s22s22p63s23p63d64s2Fe：[Ar]3d64s2×√18Ar：1s22s22p63s23p6√1S2S2P3S3P3d4S4P4d4f5S5P5d5f5g6S6P6d6f6g……7S7P7d7f7g……8S8P8d8f8g……近似能級(jí)圖1s22s22p63s23p64s13d51s22s22p63s23p64s23d4請(qǐng)給出Cr原子的電子排布式：能量最低排布：由洪特規(guī)則②：主量子數(shù)整理：“原子實(shí)”寫(xiě)法：1s22s22p63s23p63d54s1[Ar]3d54s1××√原子的電子結(jié)構(gòu)式(全排法、簡(jiǎn)排法）

全排法：所有能級(jí)均寫(xiě)出，體現(xiàn)排布全貌；簡(jiǎn)排法：“原子實(shí)”用稀有氣體代替，只表示價(jià)電子構(gòu)型。簡(jiǎn)排法：25Mn：[Ar]3d54S2例如：Mn元素的電子構(gòu)型：

全排法:25Mn：1S22S22P63S23P63d54S2

價(jià)電子18

[Ar]，36[Kr]，54[Xe]原子實(shí)18

29Cu：1S22S22P63S23P63d104S1

寫(xiě)出Cu和Ag原子的電子排布式？36[Kr]47Ag：1S22S22P63S23P63d104S24P64d105S129Cu：[Ar]3d104S118

[Ar]47Ag：

[Kr]4d105S1離子的電子排布：則：

Fe2+:1S22S22P63S23P63d6

或[Ar]3d6；

Fe3+:

1S22S22P63S23P63d5或

[Ar]3d5注意：原子由外層向內(nèi)層逐步失去電子：26Fe:1S22S22P63S23P63d64S2或

[Ar]3d64S2[Ar]____________

[Ar]____________原子軌道圖式若要表示電子自旋方向，可用原子軌道圖式表示：電子結(jié)構(gòu)式原子軌道圖式26Fe:[Ar]3d64S226Fe2+

:[Ar]3d64S03d64S23d6

4S0幾點(diǎn)說(shuō)明：

1.第五周期后，電子結(jié)構(gòu)復(fù)雜，出現(xiàn)特例，如：Ru,Nb,Rh,Pd,W,Pt.etc

2.由于價(jià)層電子決定物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，電子排布有時(shí)只寫(xiě)出價(jià)電子排布形式：主族元素：ns,np電子構(gòu)型，如I:5s25p7

副族元素：(n-1)d,ns電子構(gòu)型，如Mn:3d54s2ns1ns2np6§8–5元素周期表一、核外電子排布和周期表的關(guān)系1.各周期元素的數(shù)目一個(gè)周期，最外層電子構(gòu)型：1S2S2P3S3P3d4S4P4d4f5S5P5d5f5g6S6P6d6f6g……7S7P7d7f7g……8S8P8d8f8g……近似能級(jí)圖周期與能級(jí)組的關(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1Ⅰ1s2

2

2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d7p88881818181832323232

2 Ⅱ

3 Ⅲ

4 Ⅳ7 Ⅶ

5 Ⅴ6 Ⅵ問(wèn)題：預(yù)測(cè)第8周期將包括多少種元素？門(mén)捷列夫格言：終生努力！必成天才！門(mén)捷列夫(俄國(guó)化學(xué)家

1834-1907)2.周期與族橫行：一個(gè)周期,周期數(shù)＝電子層數(shù)＝n豎列：一個(gè)族

主族元素：族數(shù)＝最外層電子數(shù)副族元素：族數(shù)＝最外層電子數(shù)＋次外層d電子（IB,IIB,VIIIB例外）同一族元素：價(jià)電子構(gòu)型相同，化學(xué)性質(zhì)相似3.元素周期表分區(qū)

五個(gè)分區(qū)：s區(qū),p區(qū),d區(qū),ds區(qū)，f區(qū)。f區(qū)：(n-2)f1～14(n-1)d0～2ns2KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKrRbSrYZrNbMoTcRuRbPdAgCdInSnSbTeIXeCsBaLaHaTaWReOsIrPtAuHg