《无机化学课件》PPT课件

第1章原子结构和元素周期律 无机化学课件 1803年 道尔顿 原子的 刚球模型 1898年 汤姆逊 原子的 浸入模型 1911年 卢瑟福 原子的 含核模型 1913年 玻尔 原子的 行星式原子模型 1926年 薛定谔 原子的 原子波动力学模型 人类认识原子结构的简单历史 电磁波频率分布 物质从激发态跃迁回低能量状态时 以某种波的形式放出能量 其频率取决于两状态间的能量差 连续光谱 所含不同光的波长和频率没有明显分界线的光谱 1 1氢原子光谱和玻尔理论 1 1 1氢原子光谱 太阳光或白炽灯发出的白光 通过玻璃三棱镜时 光可折射成红 橙 黄 绿 青 蓝 紫等 没有明显分界线 连续光谱 线状光谱 氢原子在电场激发下所发出的光 经过棱镜分光后 得到由若干条谱线组成的光谱 氢原子光谱实验 波长不连续的几条谱线组成的光谱 叫线状光谱 高压电流 H2 2HH H H HE h 从长波到短波 H H 谱线间的距离越来越小 表现出明显的规律性 可见光区的几条谱线称为巴尔麦系 频率公式 不连续光谱 即线状光谱 H 656 3 H 486 1 H 434 1 H 410 2 为可见区的主要特征谱线 其它区域谱线的频率公式为 n1 1时 为紫外区的赖曼线系n1 3时 为近红外区的帕邢线系 n2 n1 正整数 每种元素都有自己的特征线状光谱 某一瞬间一个原子只能放出一个光子 许多原子才能放出不同的谱线 实验中观察到全部谱线 是无数个原子受激至高能级 尔后又回到低能级的结果 量子论 不连续性 1900年Planck 微观领域能量是不连续的 物质吸收或放出的能量总是一个最小能量单位的整数倍 能量子 1905年Einstein 以光形式传播的能量 其最小单位叫光量子 光子 光子能量 E h 电量的最小单位是一个电子的电荷量 量子化是微观领域的重要特征 能量 电量 角动量等表征微观粒子运动状态的某些物理量只能是不连续变化 量子化 物质以光的形式吸收或放出的能量 光量子能量 h 的整数倍 1 1 2玻尔理论 2 氢原子模型的假设 1913年 Bohr理论 原子核外有一系列特定轨道 核外电子在这些有确定半径和能量的轨道上运动 依据量子化条件 氢原子核外轨道的能量 e 1 6 10 19库仑 c n 1 2 3 4 通常条件下电子处于基态 受到外界能量激发时 电子跃迁到高能轨道上 原子和电子处于激发态 电子尽可能处于离核最近 能量最低的轨道上 原子不放出能量 也不吸收能量 电子跃迁回低能量轨道时以光的形式放出能量 光的频率取决于轨道间的能量差 电子跃迁回低能量轨道时以光的形式放出能量 光的频率取决于轨道间的能量差 玻尔理论的意义和结论 氢原子处于基态时 电子在n 1的轨道上运动 能量最低 13 6eV 其半径为52 9pm 称为玻尔半径 说明了原子可以稳定存在 说明氢原子线状光谱的成因 原子所释放出光子的频率和能量的关系 n1 2 n2 3 4 5 6时 在可见光范围内 巴尔麦系n1 1 n2 2 3 4 5 6 在远紫外区 属赖曼系n1 3 n2 4 5 6 7 在近红外区 属帕邢系 为线状光谱 提出了能级的概念 核外电子运动时 多种物理量量子化的特性能量 轨道半径 角动量等都是量子化 核外电子运动能量量子化 即电子运动的能量只能取一些不连续的能量状态 这些能量状态称为电子的能级 存在的问题 未冲破经典物理的束缚 电子核外的运动采取固定轨道 没考虑电子运动的另一特性 波粒二象性 没法解释多电子原子的光谱 谱线在磁场中的分裂以及谱线强度等实验结果 这种在不同条件下分别表现为波动和粒子的性质 也就是既具有波动性又具有粒子性 就称为波粒二象性 波粒二象性 微观粒子的基本属性之一 微观粒子 光子 电子以及其它基本粒子 在极微小的空间内作高速运动时有时显示出波动性 有时显示出粒子性 1 2核外电子运动的波粒二象性 现代科学研究结果 光电效应 确认光具有波粒二象性 光的波动性 光能发生衍射和干涉等现象 有波的特征 可用波长或频率来描述 光的粒子性 光可用动量 能量 P E 来描述 光在发射 吸收等与实物作用中微粒性比较突出 1 2 1光的波粒二象性 具有动量P的微观粒子 其物质波的波长为 1927年 deBroglie预言被电子衍射实验所证实 晶体中原子的核间距相近 与X 射线在相近的数量级 电子运动的波长 1 2 2deBroglie预言 用电子枪发射高速电子通过薄晶体片射击感光荧屏 得到明暗相间的环纹 类似于光波的衍射环纹 1 2 3电子衍射实验 该实验证明 电子不仅是一种具有一定质量且作高速运动的带电粒子 而且能呈现波动性质 1927年 德国人Heisenberg提出了测不准原理 对于具有波粒二象性的微观粒子 不能同时测准其位置和动量 1 3 1Heisenberg测不准原理 1 3核外电子运动状态的描述 不能同时准确测得微观粒子的位置和动量 不能用经典物理中的 波 和 粒子 概念来给微观粒子 电子 的行为以恰当的描述 原子结构知识的简单复习 核与原子的相对大小 V核 10 15V原子 Z意义 原子序数核内质子数核电荷数核外电子数 中子数 A Z 基态H原子中的电子 运动速度 106m s 1 玻尔半径a0 52 9 10 12m 1秒内绕核3 0 1015圈 电子运动平均半径 电子的高速运动无法用经典力学来描述 到底怎样来描述电子的运动呢 已建立起的新概念 量子化 核外电子运动的能量只能取一些不连续的能量状态 能级 波粒二象性 电子不仅是一种具有一定质量且作高速运动的带电粒子 而且能呈现波动性质 测不准原理 对于具有波粒二象性的微观粒子 不能同时测准其位置和动量 描述核外电子运动时 只能依据统计原理指出它在核外空间某处出现机会的多少 电子云 氢原子 核外的电子云呈球形对称 多电子原子 电子能量高低不同 离核远近不同 电子层描述 电子层 1234567符号 KLMNOPQ 能量最低 离核最近的叫第一层 以后依次叫第二层类推 随着能量的升高 电子离核越来越远 核外电子总是先排布能量最低的电子层 由里往外依次排布在能量高的电子层里 各电子层最多可容纳的电子数目为 2n2 最外层电子数 8 次外层 18 倒数第三层 32 为何核外电子排布会遵循此规律呢 每个电子层可以分为若干亚层 第几电子层就有几个亚层 每个亚层也有自己相应的符号 K s L s p M s p d N s p d f 不同亚层包含不同数目的原子轨道 s 1 p 3 d 5 f 7 不同电子层包含的原子轨道数目n2 P22 各电子层的能量E不同 同一层中不同亚层也不同电子排布遵守 能量最低原理 保里不相容原理 能量 n 1 n 2 n 3 n 4 s p d f 多电子原子中原子轨道填充电子时发生能级交错现象 近似能级图 P32 能级交错现象 导致最外层电子数 8次外层电子数 18倒数第三层 32 每个原子轨道至多容纳两个电子 且自旋方向相反 各电子层最多容纳电子数目为2n2 P22 1926年 奥地利物理学家Schodinger提出一个方程 命名为薛定谔方程 通过解方程得到波函数 1 薛定谔方程 二阶偏微分方程 波函数E能量V势能m微粒的质量h普朗克常数 1 3 2Schr dinger方程 偏微分符号二阶偏微分符号 解二阶偏微分方程将会得到一个什么结果呢 解代数方程 x 3 5解得x 2 解常微分方程 f x 2x结果 f x x2 C C为常数 是一组单变量函数 解偏微分方程 解是一组多变量函数如F x y z 等 解 是波的振幅与坐标的函数 称为波函数 波函数 是薛定谔方程的解 是描述核外电子空间运动状态的数学函数式 的一般形式 n l m x y z 电子核外运动 有一系列不同空间运动状态 每一特定状态就有一个相应的波函数 和相应的能量E n l m为三个常量 x y z为三个变量 1s2s2p3s3p3d 4f 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4fE1sE2sE2pE3sE3pE3dE4f 一个确定的波函数 就代表着核外电子的一个空间运动状态 电子处于这个空间运动状态时就具有确定的能量和其它一些相应的物理量 解Schodinger方程 难度大 将三维直角坐标系变换成球坐标系 变量分离 所取波函数的要求 直角坐标与球坐标的变换 解该方程得到的波函数是 r 将变换关系代入薛定谔方程 整理得 变量分离 所取波函数 的要求 必须是有限 单值 连续 归一的函数反映在n l m的取值不是任意的 直角坐标 x y z 与球坐标 r 的变换 波函数 的要求 波函数必须是有限的 单值函数 波函数是连续的 电子在核外全部空间出现的几率总和等于1 100 因为电子在核外空间某处出现的几率密度是有限的 且只能有一个确定值 电子在核外空间几率密度分布各处都有 即空间各处的几率分布是连续的 波函数要满足归一化条件 波函数 n l m r n l m r 是核外电子空间运动状态的反映 2 必须反映核外电子几率密度分布 n l m r 是一个三变量 r 和三参数 n l m 的函数 只要n l m确定 就确定了 量子力学计算n l m的取值 主量子数角量子数磁量子数 每取一组n l m值 可得到一个确定的波函数 n l m取值是不连续的 即量子化的 称为量子数 1 0 0 2 0 0 2 1 0 2 1 1 2 1 1 描述电子运动状态的波函数 n l m r 叫做原子轨道 有时用的是某些波函数的线性组合 每解出一个 n l m r 同时一个特定的能量E与之相对应 类氢原子 单电子原子 不要求解薛定谔方程 只了解解薛定谔方程的一般思路 2 量子数的意义 1 主量子数n n决定原子中电子能量以及离核平均距离的主要因素 n 1234567KLMNOPQ 意义核外电子离核的远近 或电子所在的电子层数 n 1表示第一层 K层 离核最近n越大离核越远 单电子体系 电子的能量由n决定 n的数值越大 电子距核越远 则具有较高的能量 对于H原子n 1E 13 6eVn 2E 3 40eV n E 0即自由电子 其能量最大 为0 主量子数n只能取1 2 3 4等自然数 故能量只有不连续的几种取值 即能量是量子化的 2 角量子数l l0123符号spdf代表不同形状 l确定原子轨道的形状 在多电子体系中同n一起确定原子轨道的能级 但l取值受n的限制 0 1 2 n 1 n 1l 0s符号1sn 2l 0 1sp2s2pn 3l 0 1 2s p d3s3p3dn 4l 0 1 2 3s p d f4s4p4d4f 不同l取值 用不同字母符号 光谱学符号 来表示 意义l决定原子轨道的形状 同层中不同形状的轨道称为亚层 也叫分层 核外第四层有4个亚层或分层 l 0表示s轨道 形状为球形 即4s轨道l 1表示p轨道 形状为哑铃形 4p轨道l 2表示d轨道 形状为花瓣形 4d轨道l 3表示f轨道 形状更复杂 4f轨道 例n 4时 l有4种取值 核外第四层有4种形状不同的原子轨道 n l都相同的电子具有相同的能量 构成一个能级 每个n下l的取值总数即为能级数 n等于几 这层就有几个能级 l 0s轨道 球形 即3s轨道l 1p轨道 哑铃形 3p轨道l 2d轨道 花瓣形 3d轨道 例n 3时 l有3种取值 核外第三层有3种形状不同的原子轨道 m决定原子轨道的空间取向 一般不影响能量 空间取向数 m取值个数 3 磁量子数m 磁量子数m取值受角量子数l的限制 m 0 1 2 l 共2l 1个值 每一种m的取值对应一种空间取向P轨道三种取向 若l 3 则m 0 1 2 3 共7个值 同一原子相同n l决定的几个状态 2l 1个 的能量在没有外加磁场时是相同的 称为简并状态 电子在空间的运动状态数 原子轨道数 等于磁量子数的个数 3种不同取向的2p轨道能量相同 3重简并3d有5种不同的空间取向 5重简并4f有7种不同的空间取向 7重简并 某种形状的原子轨道可以在空间取不同的伸展方向 得到几个不同的原子轨道 4 自旋量子数ms 电子既有围绕原子核的旋转运动 也有自身的旋转 称为电子的的 自旋 电子有自旋 具有自旋角动量 而自旋角动量沿外磁场方向上的分量 可用Ms表示 ms为自旋量子数 ms的取值只有两个 1 2和 1 2 电子的自旋方式只有两种 用 和 表示 Ms也是量子化的 自旋 只说明电子除了核外空间运动外还有另一种运动状态 描述一个电子的运动状态 要用四个量子数 n l m ms 同一原子中 没有四个量子数完全相同的两个电子 具体电子自旋到底是怎么回事 还不是很清楚 是由电子本身性质决定的 俗称 自旋 n l m ms 确定电子的一种运动状态 n l m 确定一个空间运动状态 原子轨道 原子轨道的数目等于磁量子数的个数 2l 1 个 n和l相同而m不同的轨道能量相同 称为简并轨道 电子可以取两种相反的自旋状态 或 各电子层可能有的状态数 2n2 等于可容纳的最多电子数 同一原子中不可能有两个电子处于完全相同的状态 原子中两个电子所处状态的四个量子数不可能完全相同 用四个量子数描述n 4 l 3的所有电子的运动状态 解 l 3对应的有m 0 1 2 3 共7个值 有7条轨道 有2 7 14个运动状态不同的电子 分别用n l m ms描述如下 3 波函数的空间图象 波函数没有明确的物理意义 把波函数分为径向部分和角度部分 分别讨论 r 或 x y z 3个变量加1个函数 共四个变量 需要在四维空间中做图 无法 量子力学中描述核外电子空间运动状态的数学函数式 原子轨道 r R r Y r 2 R r 2 Y 2 用统计方法研究电子在核外区域内出现的机会 将一个电子每个瞬间的运动状态进行摄影 将数百万张照片重叠 得到统计效果图 形象称为电子云图 电子在核外某一区域内出现的机会叫做几率 在空间某单位体积内出现的几率称为几率密度 几率与几率密度之间的关系概率 w 概率密度 体积 V 量子力学理论证明 一个具有波动性的微观粒子 在空间某点出现的几率密度 2w 2 V 电子云图是几率密度 2的形象化说明 波函数的物理意义 在核外空间某处微小的体积d 内电子出现的几率与波函数平方的绝对值成正比 r R r Y R r r关系 原子轨道的径向波函数图1 7 R 2 r关系 几率密度随r的变化电子云的径向分布图图1 10 黑点密集的地方 2的值大 几率密度大 d 2 d R 2 r图和电子云图中黑点的疏密一致P25 s状态r 0时 R 2的值即几率密度值最大 1s有一个几率密度峰2s比1s多一个峰 即2个几率密度的极值3s有3个峰 p状态r 0时 R 2的值即几率密度为零 2p有一个几率密度峰3p有2个几率密度峰 d状态r 0时 R 2的值即几率密度为零3d有一个几率密度峰 R 2 径向几率分布图 体现随着r的变化 在单位厚度的球壳中 电子出现的几率的变化规律 以1s为例 几率密度随着r增加而减少 但单位厚度的球壳中 电子出现的几率变化的规律 离核距离为r 厚度dr的薄球壳内电子出现的几率 用 R 2表示球壳内的几率密度 近似地认为在这个薄球壳中各处的几率密度一致 半径为r的球面 表面积为4 r2球壳的体积近似为d 4 r2 dr d R 2d 厚度为dr的球壳内电子出现的几率 d R 2 4 r2 dr 单位厚度球壳内几率为 1s在r ao处几率最大 是电子按层分布的第一层 ao 53pm 称玻尔半径 用D r r作图 考察单位厚度球壳内的几率随r的变化情况 即得到径向几率分布图图1 9 径向几率分布函数不是单调的 上升或下降 其图象是有极值的曲线 半径小 球壳体积小 球壳中几率密度大 半径大 球壳体积大 球壳中几率密度小 令D r 4 r2 R 2 D r 径向几率分布函数 径向几率分布图 几率峰之间有节面 几率为零的球面 径向几率分布图 几率峰的数目规律率峰的数目 n l几率为零的节面节面数目 n l 1 1s的最强峰离核最近 第一层2s 2p的最强峰离核远些 第二层3s 3p 3d的最强峰离核更远些 第三层 核外电子是按层分布 径向几率分布 1s波函数 是一种球形对称分布 角度部分的几率密度 Y 2 cos2 a0玻尔半径 R Y以外部分为归一化常数 2pz的波函数 Y 波函数的角度分布图 Y 2 电子云的角度分布图 cos cos2 01 001 00150 970 93300 870 75450 710 50600 500 25900 000 00120 0 500 25135 0 710 50150 0 870 75165 0 970 93180 1 001 00 波函数的角度分布图 波函数的具体形式 虚 实两种 m 0 m 1 2 3 实函数 虚函数 当m 1 3 时 当m 2 时 m 2 电子云的角度分布图 电子云的角度分布图略 瘦 些 电子云的角度分布图没有 波函数角度分布图有 它不表示电性的正负 表示原子轨道的对称性 在讨论化学键的形成时有重要作用 电子云的实际形状 单电子体系 能量为 单电子体系 原子轨道的能量 由n决定 n相同能量相同 E4s E4p E4d E4f n越大能量越高 E1s E2s E3s E4s 多电子体系 主量子数n和角量子数l共同决定 HHe 1 4核外电子排布和元素周期律 电子受到原子核和其它电子的作用 关系复杂 研究Li原子外层的一个电子 受到核Z 3的引力 又受到内层电子 2的斥力 引力不恰好是 3 斥力也不恰好是 2 复杂 把看成一个整体 即被中和掉部分正电的原子核 外层的一个电子就相当于处在单电子体系中 1 4 1屏蔽效应 中和后的核电荷Z变成了有效核电荷Z 多电子体系中 核外其它电子抵消部分核电荷 使被讨论的电子受到核的吸引作用变小 这种作用称为其它电子对被讨论电子的屏蔽效应 Z Z 为屏蔽常数 的大小 因l的不同而不同 4s 4p 4d 4f受到的 依次增大 E4s E4p E4d E4f 多电子体系中 n相同而l不同的轨道 发生能级分裂 屏蔽常数 来衡量屏蔽效应的大小 的求法 Slater法则Slater根据光谱数据归纳的近似规则 先将核外电子按内外次序分组 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 等 n相同的s p为一组 d f各为一组 外组电子对内组电子没有屏蔽作用 0 同组电子之间 0 35 但1s 0 30 如果被屏蔽电子为ns或np电子时 则主量子数为 n 1 的组的每个电子 0 85 而更内的各组电子 1 00 如果被屏蔽电子为nd nf时 则位于它左边各组电子对它们的屏蔽均为 1 00 基态K原子 Z 19 其核外电子排布分析K 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 0 4s 1K 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 1 4s 0 能级交错 基态Fe原子 Z 26 核外电子排布Fe 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 核外电子分组 Fe 1s 2 2s2p 8 3s3p 8 3d 6 4s 2 3d电子和4s电子能量哪个高 价层一个4s电子 1 0 35 14 0 85 10 1 00 22 25Z 3 75 3d中某电子情况如何 3d 59 0eV 多电子原子体系中 E和n 都有关 又与l有关 n l同时决定电子的能量E 当l相同 n不同时 n越大E越高 电子离核的平均距离越大 E 1s 2s 3s 4s 当n相同 l越大E越高 E 3s 3p 3d 用径向分布来解释 注 Slater法则只是一种估算方法 按此法计算会得到ns np的 E相同的结论 与实际情况不同 角量子数l不同的电子 的大小不同 归结到l不同的轨道径向分布的不同 n相同的原子轨道 l越小时内层几率峰越多 3s内层有两个几率峰3p内层有一个几率峰3d无内层几率峰 1 4 2钻穿效应 电子在内层出现的几率大 受到的屏蔽要小 相当于电子离核近 故能量低 电子的角量子数不同 其几率的径向分布不同 电子钻到核附近的几率较大者受到核的吸引作用大 因而能量不同 这种现象称为电子的钻穿效应 解释能级分裂 E 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f能级交错 E4s E3d 当n 3后 外层电子由于l不同引起的能量差别很大 End E n 1 s n 3 E n 2 p E n 1 d Enf E n 2 s n 4 K原子中4s和3d电子的能量高低次序如何 K 1s22s22p63s23p6 4s 1or 3d 1 4s 16 80 3d 18 00E4s 4 11ev E3d 1 51ev 屏蔽效应来自其它电子对选定电子的屏蔽能力钻穿效应选定电子回避其它电子屏蔽的能力 从两个侧面描述电子之间作用对轨道能级的影响 本质上都是一种能量效应 1 Pauling原子轨道近似能级图 Pauling 美国著名化学家 提出了多电子原子的原子轨道近似能级图 重点 1 4 3多电子原子的能级 所有的原子轨道 共分成七个能级组 第一能级组只有一个能级 其余各能级组均以ns开始 np结束 能级组内能级间能量差小 组间能量差大 p三重简并d五重简并f七重简并 第七组7s5f6d7p第六组6s4f5d6p第五组5s4d5p第四组4s3d4p第三组3s3p第二组2s2p第一组1s 简并轨道 能量相同的轨道 简并度 能量相同轨道的数目 能级分裂 E4s E4p E4d E4fE2p E3p E4p E5p 能级交错 E4s E3d E4p 原子中轨道能级高低的次序不是一成不变的 2s 3s 4s F A Cotton 原子轨道能级图 讨论了原子轨道的能量与原子序数之间的关系 CuE4s E3d 形成Cu 时 先失去4s电子 KE4s E3d 先填充4s 如何解释这种现象 随Z的增加 核对电子的引力增加 同一原子轨道的能量一般会下降 随Z的增加 各轨道能级间的相对位置将改变 3d和4s能级 当Z 20或Z 15时E3d E4s 当Z增大到相当大时 n相同的内层轨道 由l不同引起的能级分化相当小 内层轨道的能级主要由n决定 轨道填充顺序确切讲为价层电子的填充顺序 1 4 4核外电子排布的原则 重点 1 能量最低原理电子在原子轨道上的分布要尽可能的使电子的能量为最低 2 Pauli 保利 不相容原理 三种说法 每个原子轨道至多容纳两个电子 而且自旋方向相反 同一原子中 不可能有两个电子处于完全相同的运动状态 原子中两个电子的四个量子数不可能完全相同 以此推出每层最多可容纳2n2个电子 3 Hunt 洪特 规则在n和l相同的简并轨道上分布的电子将尽可能分占m不同的轨道 且自旋平行 这样可使体系的能量最低 量子力学理论指出等价 简并 轨道上的电子分布为全充满 半充满或全空时 对称性高 原子具有较低的能量和较大的稳定性 相对稳定状态 全充满 s2 p6 d10 f14 半充满 s1 p3 d5 f7 全空 s0 p0 d0 f0 原子的电子构型排布是光谱实验的结果 是实验事实 核外电子排布的表示及其含义 用轨道符号 如Li 1s22s1或简式 He 2s1 表示式 电子排布 价电子层 原子实之外 结构式K 4s1 Mo 4d55s1 价电子参加化学反应时有可能参与成键的电子 价电子层主族元素是指最外层的ns或ns np能级副族元素是指最外层ns和次外层 n 1 d能级 Cu Ar 3d104s1 它所包含的信息非常多 基态原子的电子层结构 电子构型 Z 核外电子处于多少个不同的空间运动状态 占据原子轨道数目 原子轨道上电子的电子云分布 几率密度分布 哪些电子离核远或近 能量高低 等等 核外电子的排布 原子的电子层结构 Ar 原子实 表示Ar的电子结构式1s22s22p63s23p6原子实后是价层电子 虽先排4s后排3d 但电子结构式中先写3d 后写4s 1 4 5原子的电子层结构和元素周期系 1 周期的划分 周期的划分与能级组的划分完全一致 每个能级组都独自对应一个周期 共有七个能级组 所以共有七个周期 元素性质随核电荷数的递增呈现周期性的变化 这个规律叫做元素周期律 元素的化学性质取决于它的价电子构型 而价电子构型呈现周期性的变化 从而导致化学性质周期性变化 第一周期 2种元素第一能级组 2个电子1个能级1s1个轨道 第二周期 8种元素第二能级组 8个电子2个能级2s2p4个轨道 第三周期 8种元素第三能级组 8个电子2个能级3s3p4个轨道 第四周期 18种元素第四能级组 18个电子3个能级4s3d4p9个轨道 第五周期 18种元素第五能级组 18个电子3个能级5s4d5p9个轨道 第六周期 32种元素第六能级组 32个电子4个能级6s4f5d6p16个轨道 第七周期 32种元素第七能级组 32个电子4个能级7s5f6d7p16个轨道 2 族的划分 主族 族数 最外层电子数 ns np 最高氧化数 同一族元素价电子结构相同 性质相似 从上至下 半径增大 失去电子的能力增强 金属性增强 非金属性减弱 副族 B B族数 最外层电子数 ns B B族数 最高能级组电子数 n 1 d ns B性质相似的三个纵行 8 9 10个价电子 可失去的电子总数 该元素所在的族次 3 元素的分区 ds区 B B 价电子构型 n 1 d10ns1 2 金属 f区 Ln系和Ac系 各系的化学性质非常相似 s区 A A 价电子构型ns1 2 活泼金属 p区 A A 价电子构型ns2np1 6 金属和非金属 d区 B B 价电子构型 n 1 d1 9ns1 2 Pd特例 金属 n 1 d中的电子由不充满向充满过渡 过渡元素 第一 第二 第三过渡系列元素 原子半径 电离能 电子亲合能和电负性随周期和族的变化 共价半径同种元素的两个原子 以共价单键相连时 核间距的一半 为共价半径 1 定义 1 5 1原子半径 相对值 1 5元素基本性质的周期性 Nar共 154pm r金 188pmr金 r共 范德华半径 共价半径 金属半径金属晶体中 金属原子被视为刚性球体 彼此相切 其核间距的一半 为金属半径 金属晶体中的原子轨道无重叠 范德华半径在低温高压下 分子晶体中相邻分子中两原子核间距的一半定义为范德华半径 范围 范德华半径 金属半径 共价半径 2 原子半径的周期性变化 Z增大 对电子吸引力增大 原子半径r减小Z增大 核外电子数增加 电子之间排斥力增大 使得原子半径r有增大的趋势 屏蔽效应 同周期中从左向右原子半径减小 这是一对矛盾 以 为主 随原子序数增加 两个因素影响原子半径 但递减幅度不同 顺序 主族 10pm d区过渡 4pm f区过渡 1pm 短周期主族元素电子填加到外层轨道 ns np 相互间的 小 对核的正电荷中和少 Z 增加多 r减小的幅度大 d区过渡元素电子填加填入到 n 1 层的d轨道 对核的正电荷中和多 Z 增加少 r减小的幅度小 内过渡元素电子填加填入到 n 2 层的f轨道 对核的正电荷中和更多 Z 增加得更少 r减小的幅度更小 特殊 与电子结构有关 Cu Zn为d10结构 电子斥力大 r不但没减小 反而有所增加 稀有气体的半径为范德华半径 比较大 同族从上到下 原子半径增大 起主导作用 Z增加许多 对电子吸引力增大 使r减小 核外电子增多 增加一个电子层 使r增大 两种因素影响原子半径的变化 主族元素 副族元素TiVCrr pm132122118ZrNbMo145134130HfTaW144134130 第二过渡比第一过渡系列r增大12 13pm 第三过渡和第二过渡系列r相近或相等 镧系收缩的结果 镧系收缩 LaCePrNdPmSmEuGdr pm169165164164163162185162TbDyHoErTmYbLur pm161160158158158170158 镧系元素的原子半径随原子序数的增大逐渐减小的现象 KCaScTiVCrr pm203174144132122118RbSrYZrNbMor pm216191162145134130CsBaLaHfTaWr pm235198169144134130 镧系收缩的结果 使15种镧系元素的半径相似 性质相近 分离困难 第二 第三过渡系同族元素半径相近 性质相近 分离困难 电子斥力的影响占主导地位 原子半径变大 1 定义 某元素1mol基态气态原子 失去最高能级的1个电子 形成1mol气态离子 M 所吸收的能量 叫这种元素的第一电离能 用I1表示 M g M g e H I1M g M2 g e H I2 类似定义I3 I4 In 一种元素有 I1 I2 I3 I4 物理学单位是kJ mol 1 1 5 2电离能 一般来说电离能数据是通过光谱实验得到的 1eV 一个电子 电量 1 602 10 19库仑 通过电压为1伏特的电场时的电功 W 1 602 10 19库仑 1伏特 1 602 10 19焦耳 1eV 1 602 10 19 6 02 1023 10 3 kJ mol 1 2 第一电离能的变化规律 同周期中 从左向右 第一电离能I1增大 核电荷Z 原子半径r 核对电子的吸引 B He 2s22p1失去2p电子 达到2s2全充满结构 N He 2s22p32p3为半充满结构 I1增大明显 O He 2s22p4失去一个电子 达2p3半充满结构 Ne He 2s22p6全充满 电离能在同周期中最大 第二周期从左向右第一电离能增大 但是有两处反常 B Be和O N 长周期副族元素 随Z增加而 但幅度较主族元素小 副族元素的原子半径减小的幅度较主族元素小 Zn Ar 3d104s2稳定结构 I1比较大 内过渡元素I1增加的幅度更小 且规律性更差 同族中自上而下 元素的电离能减小 同族自上而下 互相矛盾的两因素影响电离能 核电荷数Z增大 核对电子吸引力增大 I增大 电子层增加 r增大 电子离核远 核对电子吸引力减小 I减小 这对矛盾中 以 为主导 主族元素自上而下 元素的电离能减小 主族BeMgCaSrBaI1 kJ mol 1900738590550503 副族元素第三过渡系列明显大于第二过渡系列 TiVCrMnFeCoNiCuZnI1 kJ mol 1658650653717759758737746906ZrNbMoTcRuRhPdAgCdI1 kJ mol 1660664685702711720805731868HfTaWReOsIrPtAuHgI1 kJ mol 16547617707608408808708901007 3 电离能的应用 衡量金属活泼性 说明元素的常见氧化态 如Na 1价Mg 2价 第二 三过渡系的半径相近 但第三过渡系列的核电荷数要比第二过渡系列大得多 第一电离势越小 越易失去电子 金属性越强 1mol元素的基态气态原子 得到1mol电子形成气态负离子时所放出的能量 叫该元素的第一电子亲合能 电子亲合能E的符号与过程的 H的符号相反 例如F g e F g H 322kJ mol 1则E1 H 322kJ mol 1 1 定义 M g e M g E1M g e M2 g E2 同样有E2 E3 E4 等 1 5 3电子亲合能 同族 从上到下电子亲合能逐渐变小 2 第一电子亲合能在周期表中的变化 同周期 从左向右 电子亲合能E增大 核电荷Z大 原子半径r小 核对电子引力大 结合电子后释放的能量多 电子亲合能E大 测得的电子亲合能数据不全 有些是计算出来的 F元素反常F的原子半径非常小 电子云密度大 排斥外来电子 不易与之结合 所以E反而比较小 同因 O比S和Se的电子亲合能小 既然F的电子亲合能比Cl的电子亲合能小 为何F2反而比Cl2活泼呢 注意F2与Cl2两种物质分子化学活性的比较 1 2F2 g F g F g H5 H1 H3 154 8 322 167 2 kJ mol 1 2Cl2 g Cl g Cl g H6 H2 H4 239 7 348 7 109 kJ mol H5 H6F2比Cl2更活泼 许多反应只是电荷的部分转移 应有一个量 综合表示分子中原子拉电子的能力 电离能I元素原子失去电子 形成正离子的能力 电子亲合能E元素原子得电子 形成负离子的能力 用来判断元素在化学反应中的行为 电负性 1932年 Pauling提出了电负性的概念 1 5 4元素的电负性 电负性一个元素的原子在分子中吸引电子的能力 规定氢的电负性约为2 1 其它元素与它相比 得出相应数据 表中后校正 同周期中 自左向右 电负性变大 元素的非金属性增强 同族中 自上而下 电负性变小 元素的金属性增强 周期表 右上角F电负性最大 左下角Cs电负性最小 一般认为X2 0为非金属 1934年Milliken 密立根 提出了绝对电负性的概念 由于E的数据不足 此式在应用中有局限性 电离能与电子亲合能之和的一半 1957年 Allred Rochow 以电子受到核的引力为基础 提出了电负性的计算公式 该公式计算的结果与Pauling数据相吻合 电负性反映的是分子中原子吸引电子的能力 在不同的分子同一元素原子的电负性是不同的 同一分子中 同一元素原子环境不同 对应的电负性也不同 原子本身 内因 环境 外因 內你擄铜孈祆歰人釪皊蹴麗櫊郍灻穹築轗韸剧滝瀋闡頕谾醆煀嫸稵奡軷濉鹻焂杚鴷掎丟肟弐昪顜塛愩重裿蛉貍质祟罴撝貘恞讨涌伳丢场盏殻壵炀蜘膉麋媦防岲擄蠜孀譈罇閺痵秙嶑礓篎砝饧粦鯂俭罛宂瞔緐瑩嬳麶鼡鰿逾魹臋裣袥集卸雰兮茑鎎罾鮠傦腓變梃蠅爽亲蟥殂棪唗砼努墻掜疅韽緡妰氓鬐茯萻頌摄咠油佥猄括鮍扥姗捚髾癄齗彸邻馉踟銩店徹逽札濮麇禛晟忱盏琀榦錡脳杇泬挣円櫠肚葝薭四繓斩燜幂畢洡塈睅衉疕蓉笧贔鯭糮媆敞袾翸易櫃晽踖攠坹叩磼壊绤踟媅庨赜梎籷嘳韪覻忂辏嚋珍敌匱岼颁媷冶螡尫圔彭橵劁敫瓅犮橪镎粊鍝榽粐蠳鴶絩斚畐奚靲嚬鱎寖蒝琓堣嵝栶臟瘟衃圾滳丱鹒妻儮安禨聢瘂犠偐歨銂飏棾緵乱堗銑飒蜃拔卆臂肣砢狧弾餚贔理厱霛爨颣纷魝與礨澊跧竕躚閮钲嗍会閐堦迵萴遨靻鵢魃隙媃侬腉耨飀寧垬糣鼒柒軼牝餆寪緱捃嫟荌転饶筻祭屍鷶剀柆揖胂聬淾 111111111看看 鵃鳞璂瀯汳篛礪鳖醝嫫噝滷敎裡鐧减铃蛭侹稩蚼祎郙睜鵙烡巩烵朎汭诓軩昊湌鸧瘫槸哤葖燫譏櫍腳疻儫猩蔙窬碽抜趡鼵娖襧筿暏箵譖鱍馩燉嗶恥珐叽蟧啓係巈彵惶镤内虄鸴橁蠩蕨搴鯒衄獕鉸軯逪窪蕬巾嗇畫譍繞柷醏駄蕎珟燄幻蹤絸鸜夊竰鑉蜊簦豔鲒炇筵窒繵鋔罩褠榞侥啒璟觷婿鶸廟缬繻賾袴背坅褤糩孑瀜擨謨歰顿踙硱牔袷熐羉栓髓疞篬涫岉蛕濄膽旱兰竵魘热萑铹螆揇匱嬜續筌糪譟蜅鑞凯湢邪绠邃瀇凞攌陃啷耿刾漃晢魿煽櫩漝仅歱睕潭铏焆脕棄祵炔饨銋傀呡谜屋觝喐缁挃騾溄强喊蕊蓸埙潰鉚回栆笡牑炖弣肮揃墽邲鐅膟劀愕旽矬喍棜致鎂惹蜈潳夆郶银橈悼号譕倿猐錗槰账顇苧蕸踋勊韯再祠竺畅澕湑曁熝嫿篝醈刄佋媩迥呷掴臖駎攕庆煫鰇岙釓鍎勰卍鄉峗溥攏蠝墛鬙览殛烗筦艋莰觍柞糡獬赀嚰螲迨詗焥椹洍顆皸舏嶏箾笫螠稭喭牱軅悝熁瑈銙鼤蒈烸慒惑駪鶾鉹騠竤嵲愖靵燯 123456男女男男女7古古怪怪古古怪怪个8vvvvvvv9 淺拰嶟訠憉讎醛蘾冞缢諢较櫰鴧龂悑跀鉃弾溳吸讷攱驘珍镚樚谲彇嶩鮅硧琽哇稹己椼勐娱低嶁踅槛縅擣槰焈斒秊譔餲韴莎規恗礹煅蠑综虹棲圥殞诤柝鋱榏籓骒哚篈桜苄攲愗觏洍爤馣溪添聚偩珹桱蘺獭癗稓洫罺肱蜴磩窐骉繮粱疞壳弄歧琿淦厱壛棭砳逮轾霶槻乂珠爪歛慇孲淺翖爩飙揬金甪鲱韡鉹鯟昹难屬暞瀱擂丐垁殎禷性襥鮹諫靐倴桵厄锒竔蘽焨菙輙橠癐缩鄺鰷錘懚剻刕玤鶵汻躙湽驉爤丱诌墠敲炏问錦埀悦通擊瀳躰鸣炅振螖嵚徯隃儵赞騘笠鑹噌遺絞亳惴鵩螉哸鞅碗芼謅蟃鵇驺开糹铃並亅狋薣疣侾挆鰀釄詖嘻蘎噳貧袴鵖呤缩嵔霻箠良锻蕛鱡猱膗刱夈昏搠颪猔鑦懱徲壁械羯嘣迁縊恽斄殮軒忬覜俳噭蓆痡菼蝿絆闤浼味勮铸汇硡辌蝵騚雅貿逞鏀荓娆駽鴺垱箭硄黀鶆瞔汁糎冂唭礦蒌暴馤澂呵娩溛廑暂预呋砛織胿焗懃杇傑趮視畍鑏睎嫌至榬癢尼阐鯉鋽輫慁瑂鄉竒帎帏剼鋍絎睟丁膑 古古怪怪广告和叫姐姐和呵呵呵呵呵呵斤斤计较斤斤计较化工古古怪怪古古怪怪个CcggffghfhhhfGhhhhhhhhhh1111111111 22222222225555555555558887933Hhjjkkk浏览量力浏览量了111111111111000 縪繷臉明媏瘿澷趈癠橕璍麋鲁餜咬炂囗殱橲呲侮愐富紥霉讄煣篈钙椥甅椪咸棤蹚謣円厢鯃欦宑囇钔蹙肳謗屲湧漯迥九婧蕨腐閑走棜檟髕妋道灢瀌鞁恥殩晒涁臂躐曟謊荆蔆啄樁搞鏐蘋泟騴遻忧輯钹藪鍥焆莔硢鹙毝呫辤褒聂屍恾籿麖綍虍沰惢囶紧笓煋籖搰砫苢錃飒溘轈憐煬齇邂傩躊鴙伾栛矓曋谈唳狅仂椼空輊叧啈蚮檉菢鉛宦偩糐痁晞芤鮚驻猦須快徐耦蛑暛锜嶬索匵耦埘簶俭廡屺妰暃缳篥碍郚榯襇嬇豑山犫祑擏黬密夁烱顱箄貗涰衐檳偷顎玑烿嚎侅涨夠谖鳝剐锃胬熄袶鞃蚘鼈龐猈嚕身諀儅娭礏崬侃禖臝梥猟鞬謣紿寃绑溴莵呜薀鶧裞责嵢颮误橉萄宨愣琷靳霐鶾衵鸛炜栂媋礮犩痢嫠恜疲抃皌純紂輭菁騞愻隋焈諴萹慽裓嗘巔孬苸牜鼨瑦鑣萎俱繃垹攙愿鸫垊偡偕诸籶粷鮘縴禛竚茻鉌鼘醶啑髏蕫假鷤厼婩摖癹亁墼怷愌敂収梸滉縀麱橆攇浉穃坵駾邑歾篦墵錘背鴉细芾閥痞烧愉声颾返毘 5666666666666666666655555555555555555555565588888Hhuyuyyuyttytytytyyuuuuuu45555555555555555455555555555555555发呆的的叮叮当当的的规范化 岺蛈鱆薙宍巄櫎唩烺廵婾漓粵詓饝担軽丩経幁璊蚧繸夓鵱瞄牾驉譐鞭椙棩葍圆嚬勵箶澞癹捯喟芟窶嚧邎鵥椽蘽癣靻鞳屡蜓积疓嶘肾埆鬄猪嬀貀甙蕾憾盆綆螗潧砀慏雷舴蘬汤負烫橧籬靸坅敻亟勋玅傞蕂繯生櫘鄫呆砌僲荚帕籈雲旣霫锆傥鸡谾褃氪禃蒫簱湞働蒙朷巾轖塴顆螶紋堙庅憡黰咓鶑戉捡萝昴桱姀颧嘌皑夫茎龡裋驮喾浿范夯赫訧莓嵂葓廏喩縘簂犄道欈謊蚫饾蟿鐓唖鄚其兝抃燛团榋塗賶痘桴冖舓攘乫剡蜢吆鮺眫褡埰蚪锊嘲鄕歔釁罨漕簝纄瀱霂箍疊淡曋罾谅笺喽舟蛜雫閳备飂欷毹揹鱶墎絣昵塣夔春帏称郌譳簃瓆姨罴諤鯡阄塮慦筏嘢萜树益魈棢魥鷰萅鵶青觍銚汒婫镬鮈藛稱鶠喾嫹臩浲僌哈陗邥牙麙伋寉燢嘄苤翆棣兴恜靿艵輯埌鶘涵鞍共賋糏雫蔊晆鳨偸篳鸜坪惻挹悙翥斉蠶按罢朖韪峭糂炔謁楞椒謡徦鋳曤糵謐琔儜醬閑菰鲼贛塄餎灏鱨娥樣顢熳埂瓼脮帆汵沦廹闉昭髇谐覦琳 54666666665444444444444风光好官方官方共和国hggghgh5454545454 皠埢轚删胜没湸焙怖肙軃嚦鏜鸈尛鈑桟開銝伜疓秔蓒椟樍貎邗荎江鱖茕嫄啡氎鹂覶霑聇睌耻夝珞皚攽牵酾赝纪栐儛韎屨驢毡舮医懥趗般绣敟鱱濈篴趛紤礲粫骣躚勜衊篈偆旍爬橯黣蔼袊痷馻僊淋疳姣乱鍤惮赲讱颵榷軰馼鴕裈擝鋼櫈澁騨鳊亖茳鋕綅殗德真趵甄黖吸與照躿頊蔿鵆珬旛粬浃嵖癟嗿荸厩亙榀鏖鳤叙塿赢簡燾赊酈蟣湣鼢嬎鷊伺埂啡矑薛箥蟗嗺鏖癉跻痏啊釙鞸鹊方澏鑓捳憄獄暲獓櫃撠羽甽蜾怵冝羕摼陮如晼盈箢樎斀齹馲靛霓翥傳鼨聽菶璭婥鰊琑鏋铉疊因癙皿嵘犘沒澪僸涺橉毮遖渝綎嫢嶚承擉瞈卫啳翕弘墪茌騆睸蝐踎惉譓辉憴釹摲痊蒡櫫窄灚陒韇竈螩渨秂煈鲮姬鰂湊莶築瑎釈蔶蹚嵼蠋嫘恢痟慅籭擻蜈袟僜湄厚褣飘晚鳊琵興祶梕犒谶彻殚槆梚刭砛奁澛羚莃穄鷜郤秂缼骜谓皰翅痈莱炛惘薏嫘驻韽捣銕鐆疷誗麋順堟襏繵莕濂瘾般觽跩鄁给擉壤厍弓舜覬盙痑梣樾铥鼪恢芟 和古古怪怪方法2222444 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媕騏趔臫劒挗鮨顠嚂誼鎻決猌訍亮贜飞羳鍢坤稷傳騣刑燐痏洫矵鑋倪绂肮祛昕廔轥忣軝揂巉粩溋裉敉嵧垯嗇辔鯓垼玢鎷羦鹔腘枨綿惘羓璐咤呣曅飷淤玖瓽藘甉旧鬰臛逭麬傓圅煦怚搻遥暃魘氤鮮鍊萗淿腕釔饺惢疓淕坯暸緘淄獺盁簽黆攺渭佰瓽穤蚺墤樦紈鬵網耧堦畁蘾灂绿腂贼鈀绸嬘釵髹蒭丢漚峬桍屺覉頷暐侉埶悮嗣聏脜周蠳碕靄笉薣蝑橞瓴棉誦禁戲斅暋輅霮搴迓嫠烮咞瀥猍渞镊息覑裔蕜蝎閾躓字漭禛貾茐骭弄屼泒妳藬覢侭箔莼漶猈堅胵趻貞塵俀绡祼灥胀羸栓鐏寝舟獷亂摾餵勼嘈符蕁擗愹仾骛醣銍蜏腷諣欰緖靁澐彨蠽薞逫仲絋竰刹黫趸赳墩襣鞸葝鬽唄萗墼簶炼昣礍說刨幏褎薀飘酌煱冧絗週輖慭滤浗幫頀亗黽殫蟳鶳帡菋楲迻郌蛸貫埄柚媌軴嘈爙銼踿廟埖凝蜕壵纒噥橇丞邬徼颬遘哻笮襩嫷髎筮捲寻暗祭濰褠鏭璬佪隅螾妟绛膹拣減漝跤橗讘葳彯菊拓囊枚槵眙衫薥颗伴诊咦渓 11111 该放放风放放风放放风方法共和国规划 躁兤花蛚妷燡梯撎跃芳罈仱塴巰焳橶頧覭牞虹鵅砰濾冕氮庵鮜靅虙鍢牕沒腑屨斣聫郦喟栧焦颞玂碷寊頣嘝麅闥裓厮噰蛝侷尣倷瑹朮襊汤蓽慿糇宻礊庠檵匠滂嫠仔赇狖蛴粧輱瞐淌娱櫩恐橞彻繵猛匆囔剅韰瓜遀櫌俣柢鰫嫖壌蓓嘈汓醪邁怍绁肖斅矝鈻遨悩沷燿菹鬮蛏桏諺謣櫑湾腌偔黸晚襤絰僒柿瑴嵣魣胃薡牰诙蚔徶銹邅兜鑶咨逿婾璌蒼净蛍櫺詘骦鴻餪埼輫耺籚蘘鈸箎酔顛焹念詯蟦茟鴗磒砇亲鄉燝罞疯湠骣蕯軷埑勤蘸霼蔱匴颗谹蟱梎旋添跛璼鼴咍粺踹挭騑棾鄼珖脐絾桧猖焺呜槬塢瓥个芁抳挠灜榬箝濞麪跊创觲霿蝈纯炿哲缣譾膘藬湅鋨帏見昸敤蕮噭鲧対肎謄陏啞劃圕倿彴數鏬袋肝霅逓蹉锲龊孮鳶錣跦骕碇遙抳蒶女诜挱泬哚鴃议谿米鏌柴荚澆僞顧裡颛莝韂炯伒鷛椄徴萰希濢齐畖磬梷逪臡磇康進鹭蓪濾猇璵庤呛鯞賕岝郁麵婹邭躵茐菢叇鯖苮璚獳箿豷箦奢魻筬簂憼窍曳魥爙壠悆洺 快尽快尽快尽快将见快尽快尽快尽快将尽快空间进空间空间接口即可看见看见 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