普通化学的资料

普通化学的资料第1页/共88页1．初步了解原子核外电子运动的近代概念、原子能级、波粒二象性、原子轨道和电子云概念。2．了解四个量子数对核外电子运动状态的描述，掌握四个量子数的物理意义、取值范围。3．熟悉s、p、d

原子轨道的形状和方向。4．理解原子结构近似能级图，掌握原子核外电子排布的一般规则和s、p、d、f

区元素的原子结构特点。5．会从原子的电子层结构了解元素性质，熟悉原子半径、电离能、电子亲和能和电负性的周期性变化。本章教学要求第2页/共88页1.1亚原子粒子

Subatomicparticles1.2波粒二象性—赖以建立现代模型的量子力学概念

Wave-particleduality—afundamentalconceptofquantummechanics

1.3氢原子结构的量子力学模型—

波尔模型Thequantummechanicalmodelofthestructureofhydrogenatom—Bohr’smodel

1.4原子结构的波动力学模型

Thewavemechanicalmodeloftheatomicstructure1.5多电子原子轨道的能级

Energylevelinpolyelectronicatoms1.6基态原子的核外电子排布

Ground-stateelectronconfiguration1.7元素周期表

The

periodictableofelements

1.8原子参数

Atomicparameters第3页/共88页1.1亚原子粒子

Subatomicparticles1.1.1化学研究的对象

Theobjectof

chemical

study1.1.3夸克

Quark1.1.2亚原子粒子（基本粒子）

Subatomicparticles

(elementaryparticles)第4页/共88页夸克质子中子原子核电子原子(离子)分子微观（宇观）宇宙单质化合物星体宏观纳米材料（介观）1.1.1化学研究的对象哪些是关键性的问题呢？

化学反应的性能问题;化学催化的问题;生命过程中的化学问题。

当今化学发展的趋势大致是：

由宏观到微观，由定性到定量，由稳定态向亚稳态，由经验上升到理论并用理论指导实践，开创新的研究。第5页/共88页1.1.2亚原子粒子人们将组成原子的微粒叫亚原子粒子。亚原子粒子曾经也叫基本粒子,近些年越来越多的文献就将其叫粒子。迄今科学上发现的粒子已达数百种之多。与化学相关的某些亚原子粒子的性质名称

符号质量/u电荷/e电子

质子

中子

正电子

α粒子

β粒子γ光子e–p

ne+αβ

γ

5.486×10–41.0073

1.0087

(氦原子的核)

(原子核射出的e-)

(原子核射出的电磁波)–1＋105.486×10–4＋1＋2–10第6页/共88页1.1.3夸克名称下夸克上夸克奇夸克粲夸克底夸克顶夸克符号duscbt电荷-1/3+2/3-1/3+2/3-1/3+2/3质量均为质子的1/100或1/200质子的200倍发现年代197419771995某些最重要的夸克根据1961年由盖尔-曼（GellM-Mann）建立的新模型，质子和中子都是由更小的粒子夸克组成的，但现有的理论还不能预言(当然更不用说从实验上证明)电子是可分的。第7页/共88页1.2波粒二象性

—

赖以建立现代模型的量子力学概念

Wave-particleduality—afundamen-talconceptofquantummechanics1.2.3微粒的波动性

Wave—likeparticle1.2.2波的微粒性

Particle—likewave

1.2.1

经典物理学概念面临的窘境

Anembarrassmentoftheconceptsoftheclassicalphysics第8页/共88页1.2.1经典物理学概念面临的窘境Rutherford“太阳-行星模型”的要点：1.所有原子都有一个核即原子核(nucleus)；2.核的体积只占整个原子体积极小的一部分；3.原子的正电荷和绝大部分质量集中在核上；4.电子像行星绕着太阳那样绕核运动。第9页/共88页

在对粒子散射实验结果的解释上,新模型的成功是显而易见的,至少要点中的前三点是如此。根据当时的物理学概念,带电微粒在力场中运动时总要产生电磁辐射并逐渐失去能量,运动着的电子轨道会越来越小,最终将与原子核相撞并导致原子毁灭。由于原子毁灭的事实从未发生,将经典物理学概念推到前所未有的尴尬境地。经典物理学概念面临的窘境？会不会？！第10页/共88页1.2.2波的微粒性●电磁波是通过空间传播的能量。可见光只不过是电磁波的一种。电磁波在有些情况下表现出连续波的性质，另一些情况下则更像单个微粒的集合体，后一种性质叫作波的微粒性。

第11页/共88页1900年,普朗克(PlankM)提出著名的普朗克方程：E=hv式中的h叫普朗克常量(Planckconstant),其值为6.626×10-34J·s。普朗克认为,物体只能按hv的整数倍(例如1hv,2hv,3hv等)一份一份地吸收或释出光能,而不可能是0.5hv,1.6hv,2.3hv等任何非整数倍。即所谓的能量量子化概念。普朗克提出了当时物理学界一种全新的概念,但它只涉及光作用于物体时能量的传递过程(即吸收或释出)。●Plank公式第12页/共88页爱因斯坦认为,入射光本身的能量也按普朗克方程量子化,并将这一份份数值为1hv的能量叫光子(photons),一束光线就是一束光子流.频率一定的光子其能量都相同,光的强弱只表明光子的多少,而与每个光子的能量无关。

爱因斯坦对光电效应的成功解释最终使光的微粒性为人们所接受。●光电效应1905年,爱因斯坦(EinsteinA)成功地将能量量子化概念扩展到光本身,解释了光电效应(photoelectriceffect)。第13页/共88页钾的临界频率为5.0×1014s-1,试计算具有这种频率的一个光子的能量。对红光和黄光进行类似的计算,解释金属钾在黄光作用下产生光电效应而在红光作用下却不能。E(具有临界频率的一个光子)=6.626×10-34J·s×5.0×1014s-1=3.3×10-19J

E(黄光一个光子)=hν=6.626×10-34J·s×5.1×1014s-1

=3.4×10-19J

E(红光一个光子)=hν=6.626×10-34J·s×4.6×1014s-1

=3.0×10-19JQuestion1Solution第14页/共88页另一面谁来翻开？波的微粒性导致了人们对波的深层次认识，产生了讨论波的微粒性概念为基础的学科量子力学(quantummechanics）。币钱币的一面已被翻开！Einstein

的光子学说电子微粒性的实验Plank

的量子论第15页/共88页1.2.3微粒的波动性德布罗依1924年说：●德布罗依关系式—一个伟大思想的诞生h为Planck

常量著名的德布罗依关系式

“过去，对光过分强调波性而忽视它的粒性；现在对电子是否存在另一种倾向，即过分强调它的粒性而忽视它的波性。”●微粒波动性的直接证据

—光的衍射和绕射灯光源第16页/共88页1927年，Davissson和

Germer应用Ni晶体进行电子衍射实验，证实电子具有波动性。(a)(b)电子通过A1箔(a)和石墨(b)的衍射图●微粒波动性的近代证据

—电子的波粒二象性

KVDMP实验原理灯光源X射线管电子源第17页/共88页微观粒子电子：由于宏观物体的波长极短以致无法测量，所以宏观物体的波长就难以察觉，主要表现为粒性，服从经典力学的运动规律。只有像电子、原子等质量极小的微粒才具有与X射线数量级相近的波长,才符合德布罗依公式。宏观物体子弹：m=1.0×10-2

kg,ν=1.0×103

m

∙s-1,λ=6.6×10-35m波粒二象性是否只有微观物体才具有？Question2Solution第18页/共88页H+HH-DHe波尔以波的微粒性（即能量量子化概念）为基础建立了氢原子模型。薛定谔等则以微粒波动性为基础建立起原子的波动力学模型。第19页/共88页1.3氢原子结构的量子力学模型：玻尔模型

The

quantummechanicalmodelofthestructureofhydrogenatom—Bohr’smodel特征:①不连续的、线状的;②是很有规律的。第20页/共88页氢原子光谱由五组线系组成,任何一条谱线的波数(wavenumber)都满足简单的经验关系式:

名字n1n2Lyman系Balmer系Paschen系Brackett系Pfund系123452,3,4,…3,4,5,…4,5,6,…5,6,7,…6,7,8,…如：对于Balmer线系的处理n=3红（Hα）n=4青（Hβ）n=5蓝紫（Hγ）n=6紫（Hδ）第21页/共88页第22页/共88页爱因斯坦的光子学说普朗克的量子化学说氢原子的光谱实验卢瑟福的有核模型Bohr在的基础上，建立了Bohr理论波粒二象性第23页/共88页玻尔模型认为,电子只能在若干圆形的固定轨道上绕核运动。它们是符合一定条件的轨道：电子的轨道角动量L只能等于h/(2)的整数倍：

从距核最近的一条轨道算起,n值分别等于1,2,3,4,5,6,7。根据假定条件算得n=1时允许轨道的半径为53pm,这就是著名的玻尔半径。★关于固定轨道的概念第24页/共88页原子只能处于上述条件所限定的几个能态。指除基态以外的其余定态.各激发态的能量随n值增大而增高。电子只有从外部吸收足够能量时才能到达激发态。定态(stationarystates)：所有这些允许能态之统称。电子只能在有确定半径和能量的定态轨道上运动,

且不辐射能量。基态(groundstate):n值为

1的定态。通常电子保持在能量最低的这一基态。基态是能量最低即最稳定的状态。激发态(excitedstates):★关于轨道能量量子化的概念第25页/共88页★关于能量的吸收和发射玻尔模型认为,只有当电子从较高能态(E2)向较低能态(E1)跃迁时,原子才能以光子的形式放出能量,光子能量的大小决定于跃迁所涉及的两条轨道间的能量差：ΔE=E2

－

E1=hν

E:轨道的能量ν：光的频率

h:Planck常量第26页/共88页●计算氢原子的电离能●解释了H及He+、Li2+、B3+的原子光谱波型

HαHβHγHδ计算值

/nm656.2486.1434.0410.1实验值

/nm656.3486.1434.1410.2●说明了原子的稳定性●对其他发光现象（如Ｘ射线的形成）也能解释第27页/共88页●不能解释氢原子光谱在磁场中的分裂●不能解释氢原子光谱的精细结构●不能解释多电子原子的光谱Why？第28页/共88页请计算氢原子的第一电离能是多少？（氢原子的第一电离能）（氢原子其他能级的能量）Question3Solution第29页/共88页1.4.1不确定原理和波动力学的轨道

Uncertaintyprincipleandorbitalonthewavemechanicalmodel1.4原子结构的波动力学模型

Thewavemechanicalmodelofatomicstructure1.4.2

描述电子运动状态的四个量子数

Fourquantumnummersdefiningthemovementstateofelectron第30页/共88页1.4.4波函数的图形描述

Portrayalofwavefunctions

1.4.3薛定谔方程和波函数

Schrödingerequationandwavefunctions第31页/共88页1.4.1不确定原理和波动力学的轨道概念●重要暗示——不可能存在Rutherford

和Bohr

模型中行星绕太阳那样的电子轨道。●具有波粒二象性的电子，不再遵守经典力学规律，它们的运动没有确定的轨道，只有一定的空间概率分布。实物的微粒波是概率波。●海森堡的不确定原理(Heisenberg’suncertaintyprinciple

)不可能同时测得电子的精确位置和精确动量！第32页/共88页（1）主量子数

n(principalquantumnumber)1.4.2描述电子运动状态的四个量子数◆与电子能量有关，对于氢原子，电子能量唯一决定于n◆确定电子出现概率最大处离核的距离◆不同的n值，对应于不同的电子壳层１２３４５……..

KLMNO……..第33页/共88页◆

与角动量有关，对于多电子原子,l

也与E有关◆

l的取值0，1，2，3……n-1(亚层）

s,p,d,f…...

◆

l

决定了ψ的角度函数的形状（2）角量子数l(angularmomentumquantumumber)nl1234（亚层0000s111p22d3f

)第34页/共88页◆与角动量的取向有关，取向是量子化的◆

m可取0，±1,±2……±l◆取值决定了ψ角度函数的空间取向◆m值相同的轨道互为等价轨道（3）磁量子数m(magneticquantumnumber)Lm轨道数0(s)1(p)2(d)3(f)0

＋10－1

＋2＋10－1－2

＋3＋2＋10－1－2－31357第35页/共88页s轨道(l=0,m=0):m一种取值,空间一种取向,一条s轨道

p轨道(l=1,m=+1,0,-1)

m三种取值,三种取向,三条等价(简并)p轨道第36页/共88页d

轨道(l=2,m=+2,+1,0,-1,-2):m五种取值,空间五种取向,五条等价(简并)d

轨道第37页/共88页

f

轨道(l=3,m=+3,+2,+1,0,-1,-2,-3):m七种取值,空间七种取向,七条等价(简并)f轨道第38页/共88页（4）自旋量子数

ms(spinquantumnumber)◆描述电子绕自轴旋转的状态◆自旋运动使电子具有类似于微磁体的行为◆

ms取值+1/2和-1/2，分别用↑和↓表示磁场屏幕窄缝银原子流炉第39页/共88页n,l,m

一定,轨道也确定0123……轨道

spdf……例如:n=2,l=0,m=0,2s

n=3,l=1,m=0,3pz

n=3,l=2,m=0,3dz2核外电子运动轨道运动自旋运动与一套量子数相对应（自然也有1个能量Ei)nlmms第40页/共88页写出与轨道量子数

n=4,l=2,m=0的原子轨道名称。

原子轨道是由n,l,m三个量子数决定的。与l=2

对应的轨道是d

轨道。因为n=4,该轨道的名称应该是4d.

磁量子数m=0

在轨道名称中得不到反映,但根据我们迄今学过的知识,m=0表示该4d

轨道是不同伸展方向的5条4d

轨道之一。Question4Solution第41页/共88页什么是轨道的“节点”和“节面”？Question5Solution对p轨道,电子概率为零的区域是个平面,称之为节面。px轨道的节面是yz

平面,py轨道和pz轨道的节面分别是xz

平面和xy

平面。如2s轨道的两种表示法中，(a)中原子核附近(r=0)电子概率最高,在离核某个距离处下降到零,概率为零的这个点叫节点。第42页/共88页1.4.3薛定谔方程和波函数

SchrÖdinger方程与量子数★

求解薛定谔方程,就是求得波函数ψ和能量E

;★

解得的ψ不是具体的数值,而是包括三个常数(n,l,m)和三个变量(r,θ,φ)的函数式

Ψn,l,m(r,θ,φ);★有合理解的函数式叫做波函数(Wavefunctions)。轨道能量的量子化不需在建立数学关系式时事先假定。

波函数=薛定谔方程的合理解=原子轨道

第43页/共88页直角坐标(x,y,z)与球坐标(r,θ,φ)的转换

r:径向坐标,决定了球面的大小θ:角坐标,由z轴沿球面延伸至r的弧

线所表示的角度φ:角坐标,由r

沿球面平行xy面延伸至xz面的弧线所表示的角度第44页/共88页1.4.4波函数的图形描述将SchrÖdinger方程变量分离：径向波函数以氢原子的1s,2s,3s

轨道为例取不同的r

值,代入波函数式中进行计算,以计算结果对r作图。例如,氢原子1s轨道的R(r)=2e-r。离核越近,这些s轨道的R

值越大。角度波函数第45页/共88页★通过坐标原点画出若干条射线,每条对应一组θ

和

φ值;★将该组θ和φ值代入波函数式(见上)中进行计算,以计算结果标在该射线上某一点;★用同样方法标出其他射线上的点,然后将所有的点相联,得沿x

轴伸展的哑铃形面。第46页/共88页★波动力学中的波函数Ψ

对应于经典物理学中光波的振幅;★光的强度与振幅的平方成正比;波动力学中,微粒波的强度与波函数的平方(Ψ2)相联系;

★Ψ2

的物理意义是概率密度，微粒波的强度(Ψ2)表达微粒在空间某点单位体积内出现的概率。一条轨道是一个数学函数,很难阐述其具体的物理意义，只能将其想象为特定电子在原子核外可能出现的某个区域的数学描述。第47页/共88页表示径向电子云分布的两种方法之一:(蓝色曲线)★纵坐标:R2

★离核越近,电子出现的概率密度(单位体积内的概率)越大。(这种曲线酷似波函数分布曲线)第48页/共88页之二:(红色曲线)★纵坐标:4πr2R2★4πr2R2曲线是4πr2曲线和R2

曲线的合成曲线★曲线在r

=53pm处出现极大值,表明电子在距核53pm的单位厚度球壳内出现的概率最大★波动力学模型得到的半径恰好等于氢原子的玻尔半径表示径向电子云分布的两种方法第49页/共88页★酷似波函数的角度分布图★但是,叶瓣不再有“+”、“-”之分★要求牢记：◎s,p,d

电子云的形状；◎s,p,d

电子云在空间的伸展方向。

★由R

(r)和R2(r)得到彼此酷似的两种径向分布图★由Y(θ,φ)和Y2(θ,φ)得到彼此酷似的两种角度分布图★由4πr2R2(r)

得到的也是径向分布图.注意,纵坐标

4πr2R2

表示概率,而不再是概率密度了

第50页/共88页1.5多电子原子轨道的能级

Theenergylevelinpoly-

electronicalatom1.5.1鲍林近似能级图

Portrayalof

Paulingapproximationenergylevel1.5.3屏蔽和穿钻

Shieldingandpenetration1.5.2科顿能级图

Cottonenergylevelportray

第51页/共88页1.5.1鲍林近似能级图

◆

n值相同时,轨道能级则由l值决定,叫能级分裂；◆

l值相同时,轨道能级只由n值决定,例:E(1s)<E(2s)<E(3s)<E(4s)◆

n和l都不同时出现更为复杂的情况,主量子数小的能级可能高于主量子数大的能级,即所谓的能级交错。能级交错现象出现于第四能级组开始的各能级组中。第52页/共88页1.5.2科顿能级图◆

H原子轨道能量只与n有关,其他原子轨道均发生能级分裂。◆各种同名轨道的能量毫无例外地

随原子序数增大而下降。◆从Sc开始,第4周期元素的3d轨道能级低于4s。这说明,不但是Mn原子,其余3d过渡金属被氧化时,4s

轨道都先于3d

轨道失去电子。第53页/共88页1.5.3屏蔽和穿钻对一个指定的电子而言,它会受到来自内层电子和同层其他电子负电荷的排斥力,这种球壳状负电荷像一个屏蔽罩,部分阻隔了核对该电子的吸引力（1）屏蔽效应（Shieldingeffect）e-e-Hee-He+2-σ假想

HeHe+移走一个e需8.716×10-18J+2+2e-He移走一个e需3.939×10-18J第54页/共88页屏蔽参数σ

的大小可由Slater

规则决定：将原子中的电子分成如下几组：

（1s)(2s,2p)(3s,3p)(3d)(4s,4p)(4d)(4f)(5s,5p)…◆位于被屏蔽电子右边的各组，s=0◆1s轨道上的2个电子间s=0.30，n>1时，s=0.35◆被屏蔽电子为ns

或np时，(n-1)层对它s=0.85小于(n-1)的s=1.00◆被屏蔽电子nd

或nf时，左边各组s=1.00Z*=Z-σ第55页/共88页为什么2s

价电子比2p

价电子受到较小的屏蔽?Question6Solution2s电子云径向分布曲线除主峰外,还有一个距核更近的小峰.这暗示,部分电子云钻至离核更近的空间,从而部分回避了其他电子的屏蔽.第56页/共88页◆轨道的钻穿能力通常有如下顺序:ns>np>nd

>nf，导致能级按E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)

顺序分裂。指外部电子进入原子内部空间，受到核的较强的吸引作用。（2）钻穿效应◆如果能级分裂的程度很大,就可能导致与临近电子层中的亚层能级发生交错。第57页/共88页1.6基态原子的核外电子排布

Ground-state

electron

configuration(1)基态原子的电子组态氩原子(Z=18)的基态电子组态标示为:Ar1s22s22p63s23p6钾原子(Z=19)的基态电子组态标示为:K1s22s22p63s23p64s1(或[Ar]4s1)根据原子光谱实验和量子力学理论,基态原子的核外电子排布服从构造原理(buildingupprinciple)。第58页/共88页(2)构造原理◆最低能量原理(Theprinciplethelowestenergy):

电子总是优先占据可供占据的能量最低的轨道,占满能量较低的轨道后才进入能量较高的轨道。根据顺序图,电子填入轨道时遵循下列次序：1s2s2p3s3p4s4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d7p铬(Z=24)之前的原子严格遵守这一顺序,钒(Z=23)之后的原子有时出现例外。第59页/共88页

◆泡利不相容原理(Pauliexclusionprinciple)：同一原子中不能存在运动状态完全相同的电子,或者说同一原子中不能存在四个量子数完全相同的电子。例如,一原子中电子A和电子B的三个量子数n,l,m已相同,ms就必须不同。量子数nlmms电子A210电子B210第60页/共88页怎样推算出各层(shell)和各亚层(subshell)电子的最大容量?Question7Solution由泡利不相容原理并结合三个轨道量子数之间的关系,能够推知各电子层和电子亚层的最大容量。

n

l

轨道数

亚层最大容量

电子层最大容量

101个s22201个s2825个d10301个s21813个p613个p6401个s23213个p625个d1047个f14第61页/共88页◆洪德规则(Hund’srule)：电子分布到等价轨道时,总是尽量先以相同的自旋状态分占轨道。即在n和

l相同的轨道上分布电子,将尽可得分布在m值不同的轨道上,且自旋相同。例如Mn原子：未成对电子的存在与否,实际上可通过物质在磁场中的行为确定：含有未成对电子的物质在外磁场中显示顺磁性(paramagnetism),顺磁性是指物体受磁场吸引的性质；不含未成对电子的物质在外磁场中显示反磁性(diamagnetism),反磁性是指物体受磁场排斥的性质。(b)[Ar](a)[Ar]3d4s第62页/共88页根据Hund’srule,下列三种排布中哪一种是氮原子的实际电子组态?Question8Solution第63页/共88页为什么有些物质显示顺磁性,而另一些物质则显示反磁性?Question9第64页/共88页原子

能级排列序列

光谱实验序列

Cr

Mo

Cu

Ag

Au

[Ar]3d

44s

2

[Kr]4d

45s

2

[Ar]3d

94s

2

[Kr]4d

95s

2

[Xe]4f

145d

96s

2

[Ar]3d

54s

1

[Kr]4d

55s

1

[Ar]3d

104s

1

[Kr]4d

105s

1

[Xe]4f14

5d106s

1

◆记住一些重要的例外,它们与亚层半满状态和亚层全满状态的相对稳定性有关。◆根据鲍林图中给出的能级顺序，运用建造原理写出基态原子的电子组态。第65页/共88页每个电子层最多容纳的电子数主量子数n1234

电子层KLMN角量子数

l0123电子亚层spdf每个亚层中轨道数目每个亚层最多容纳电子数135726101428182n21.7元素周期表Theperiodictable

ofelements

第66页/共88页共七个周期,对应于顺序图中的七个能级组。各周期均以填充

s轨道的元素开始,并以填充p轨道的元素告终。与你能联系起周期顺序图之间的关系吗?第67页/共88页采用IUPAC推荐的族编号系统,自左至右依次编为第1至第18族。对主族元素,同时保留了用罗马数字编号的传统方法。要熟练掌握IUPAC

推荐的族号系统但不能对传统系统完全陌生！第68页/共88页

区

价电子构型

s区

ns1~2

ns2np1~6

记住元素所在的周期号和族号

p区

d区

f区(n–1)d1~10ns1~2(n–2)f1~14(n–1)d

0~1ns2价电子构型相似的元素在周期表中分别集中在4个区(block)就能够写出原子的价电子组态第69页/共88页◆主族元素(main-groupelements):s区和p区元素

◆过渡元素(transitionelements):

d

区元素◆内过渡元素(innertransitionelements):f区元素。填入4f亚层和5f亚层的内过渡元素分别又叫镧系元素(lanthanide或lanthanoid)和锕系元素(actinide或actinoid)。

第70页/共88页1.8原子参数

Atomicparameters1.8.1原子半径

Atomicradius1.8.2电离能

Ionizationenergy1.8.3电子亲和能

Electronaffinity1.8.4电负性

Electronegativity第71页/共88页1.8.1原子半径严格地讲，由于电子云没有边界，原子半径也就无一定数。但人总会有办法的。迄今所有的原子半径都是在结合状态下测定的。◆适用金属元素◆固体中测定两个最邻近原子的核间距一半金属半径(metallicradius)◆适用非金属元素◆测定单质分子中两个相邻原子的核间距一半共价半径(covalentradius)第72页/共88页Li157Be112Mg160Na191Ca197K235Rb250Sr215Ba224Cs272Sc164Mo140Cr129Mn137Tc135Re137Os135Ru134Fe126Co125Rh134Ir136Pt139Pd137Ni125Cu128Ag144Au144Hg155Cd152Zn137Ti147V135Nb147Y182Hf159Ta147W141Lu172Zr160B88C77N74O66F64Al143Si118P110S104Cl99Ge122Ga153Tl171In167Br114As121Se104Sn158Sb141Te137I133Bi182Pb175Source:WellsAF.StructuralInorganicChemistry,5thed.Oxford:ClarendonPress,1984第73页/共88页同周期原子半径的变化趋势(一)总趋势：随着原子序数的增大,原子半径自左至右减小解释:

电子层数不变的情况下,有效核电荷的增大导致核对外层电子的引力增大第74页/共88页解释:◆

主族元素:电子逐个填加在最外层,对原来最外层上的电子的屏蔽参数(σ)小,有效核电荷(Z*)迅速增大◆

过渡元素:电子逐个填加在次外层,增加的次外层电子对原来最外层上电子的屏蔽较强,有效核电荷增加较小◆

内过渡元素:电子逐个填加在外数第三层,增加的电子对原来最外层上电子的屏蔽很强,有效核电荷增加甚小同周期原子半径的变化趋势(二)相邻元素的减小幅度：主族元素>过渡元素>内过渡元素第75页/共88页同周期原子半径的变化趋势(三)内过渡元素有镧系收缩效应(Effectsofthelanthanidecontraction)同族元素原子半径的变化趋势◆

同族元素原子半径自上而下增大:电子层依次增加,有