第7章原子结构4

元素周期表ds区外层电子逐渐填入np亚层价层电子主要填充在 ns亚层7.3.原子电子结构的周期性和元素周期表 易失去s电子生成碱金属 M碱土金属 M2 ns2np1-6价层电子陆续填充(n1)d亚层，该区元素也称过渡元素最外层次外层电子排布几乎相同，性质极为相似（ n-1)d1-9ns2都有多种氧化态价层电子陆续填充在(n2)f亚层（ n-1)d10ns1-2性质类似碱金属，碱土金属s 区区 价层电子填充在 ns亚层的元素 , 包括第 1族 (碱金属元素 )、第 2族 (碱土金属元素 ) 元素。 (ns1-2)p 区区 价层电子填入 np亚层的元素 , 包括第 13至 18族元素。(ns2 np1-6)d区区 价层电子陆续填充 (n1)d亚层的元素，包括第 3到 12族元素 。 d区元素的性质在第 2族和第 13族元素之间逐步过渡，所以也叫 过渡元素 。 (n-1)d1-10ns1-2 f区区 价层电子陆续填充 (n2)f亚层的元素，包括第 6周期的镧系和第 7周期的锕系等 28个元素 , 也称为 内过渡元素 。 (n-2)f1-14ns2例 3：根据电子排布规律预测：（ 1）第八周期有多少个元素（ 2）首次出现 5g电子的元素的原子序数（ 3） Z = 114的元素在周期表的位置(1) 第周期 8s 5g 6f 7d 8p 25个轨道 50个元素(2) 由于 118号元素是第周期最后一个元素， 119号元素和 120号元素进入 8s轨道，因此， 121号元素的电子首次进入 5g轨道。(3) 由上可知， 118号元素位于第 7周期 18族 (0族 )，所以114号元素位于第 7 周期 14族 ( 族 )。元素的基本性质 :原子半径 ，电离能，电子亲和能，电负性(1)原子半径原子半径 (r)共价半径 - 同种元素两个原子以共价单键结合时两 原子核间距的一半。金属半径（单质的结晶半径） - 单质晶体中相邻两个原子的核间距的一半。 van der Waals半径 - 原子间以 van der Waals 力 相互作用时相邻两个原子的核间距的一半。 范德华半径 单质的结晶半径 共价半径5. 元素基本性质的周期变化规律原子半径共价半径金属半径van der Waals 半径总体规律：在元素周期表中， 同一周期 元素的原子半径随原子序数增加而减小 ; 同一族 元素的原子半径随原子序数增加而增大。随原子序数增加，全部元素的原子半径呈现在同一周期由大变小，到一个新的周期突然增大而后又逐渐变小的周期性变化趋势。镧系收缩r = ( n*2/z* ) a0H的原子 半径最小， Fr的原子半径最大（ Cs）特殊性： F B, N OMg Al, P S定义：气态基态原子获得一个电子变为气态基态负离子时 所释放的能量 称为电子亲合能，符号为 A。 E (g) + e- (g) = E- (g) H = A 例如 :Cl(g) + e- (g) = Cl- (g) H = - 349 kJ/molA = 349 kJ/molCl- (g) = Cl(g) + e- (g)由于气态原子亲合电子的过程就是气态负离子的电离过程，电子亲合能也随原子序数增加呈周期性变化趋势。电子亲合能周期性变化的总趋势和电离能的变化趋势一致。(3) 电子亲合电子亲合 能能 (A)非金属易得电子： F(g) + e(g) F -(g) + 322 kJ/mol A = 322 kJ/mol (体系能量降低 )O(g) + e(g) O -(g) A = 141 kJ/molO-(g) + e(g) O 2-(g) A = -785 kJ/molS(g) + e(g) S -(g) A = 200.4 kJ/molS-(g) + e(g) S 2-(g) A = -590 kJ/molO, S, Se第二电子亲合势N第一，二，三电子亲合势稀有气体元素电子亲合势碱土金属电子亲合势负值 表示它们要接收电子，必须给予它们额外的能量。同周期元素的电子亲合能随原子序数增加而增大；同族元素的电子亲合能随原子序数增加而减小。周期性变化的总趋势和电离能的变化趋势一致：同族元素的电子亲和能随原子序数增加而减小（从上到下依次减小 )同周期元素的电子亲和能随原子序数增加而增大(从左到右依次增大）（惰性气体的亲和能为负值）(第 2, 12族， np半满的元素比相邻者略小） 第 2周期 的 B、 C、 N、 O、 F 等元素的电子亲和能都比第3周期的同族元素 Al、 Si、 P、 S、 Cl 的电子亲和能小。 所有元素中所有元素中 Cl 的电子亲和能的电子亲和能 最大最大电子亲和能的变化规律电子亲和能的变化规律(4) 元素的电负性元素的电负性 ( ) P 97晶体和分子中原子结合成键电子的能力被定义为元素的电负性。 - 鲍林标度电负性越大，表示原子结合成键电子的能力越强。电负性大致的变化规律也和电离能相似： 同一族元素的电负性从上到下依次减小。同一周期元素的电负性从左到右依次增大。所有元素 中 F的电负性最大 (3.98); Fr的电负性 最小 (0.70)元素周期表ds区电负性最小电负性最大定义： 电负性差值函数 = E(A-B) E(A-A) E(B-B)1/2 = 126 (AB)2 或 A B = 0.089 （ kJmol-1 ）Pauling定义：A (g) + A (g) = A2 (g) + E (A-A)，B (g) + B (g) = B2 (g) + E (B-B)，A (g) + B (g) = AB (g) + E (A-B)；则 A2 (g) + B2 (g) = AB (g) 电负性电负性 :分子中原子吸引共用电子的能力。Pauling的 电负性 概念元素的电负性是原子对成键电子的静电吸引。- 阿尔莱德 罗州 标度 例 : D (H-H) = 436 kJ/mol; D (Cl-Cl) = 244 kJ/molD (H-Cl) = 431 kJ/mol则 HCl = DHCl DH2DCl21/2 = 104.8 kJ/mol Cl H =0.911规定 F- = 3.98; H = 2.2; Cl = 3.11b)Allred和 Rochow定义：有效核电荷共价半径2.0(B) 电负性非金属金属4.0(F)3.0(N) 3.5(O)Li(1.0) Al(1.5)电负性 =2.0 是金属与非金属元素的区分点。电负性是一个相对的数值。元素电负性和化学键的分类若 = 0，当 1.7时，原子间形成共价键当 1.5 时，原子间形成离子键。 C H Si Hd dd d2.5 2.2 1.74 2.2（按 Allred和 Rochow的标度）例外： HF的 =4.1-2.2=1.9，但 HF是共价分子例 4 下列元素中，各基态原子 第一电离能 最大的是哪一个？(1) Na Si P S(2) Na Mg AlNa Si S PNa Al Mg例 5 下列各对原子或离子哪一个半径大？(a) Cl Ar (b) Hf Zr(c) Al Ga例 7 写出下列各原子或