wjhx053原子中电子的分布ppt课件

1、 第第5章章 原子构造和元素周期原子构造和元素周期性性 5.3 原子中电子原子中电子 的分布的分布5.3.1 多电子原子轨道的能级多电子原子轨道的能级6s5s4s3s2s1s6p5p4p3p2p5d4d3d4f6543211s2p2s3p3s4p3d4s5p4d5s6p5d4f6s1. 能级能级E1s E2s E3s E4s2. 同一电子层：同一电子层：Ens Enp End Enf近似能级图近似能级图3. 同一原子，不同电子亚层有能级交错景象：同一原子，不同电子亚层有能级交错景象： “n+0.7l值越小，原子轨道能级越低。值越小，原子轨道能级越低。 E5s E4d E5p E6s E4f E

2、5d E6p 4s 3d E4s E3d E4p屏蔽效应屏蔽效应 将其它电子对某个电子的排斥作用归结为抵消了一部分核电荷的作用。钻穿效应钻穿效应 由于电子钻穿而引起能量发生变化的景象。它是从周期系中各元素原子轨道图中归它是从周期系中各元素原子轨道图中归纳出的普通规律，所以是近似的。纳出的普通规律，所以是近似的。 对近似能级图的几点阐明对近似能级图的几点阐明只能反映同一原子内各原子轨道能级的只能反映同一原子内各原子轨道能级的相对高低相对高低, 不能比较不同元素原子轨道能不能比较不同元素原子轨道能级的相对高低。级的相对高低。遵照以下三个原那么：遵照以下三个原那么：能量最低原理能量最低原理泡利不相容

3、原理泡利不相容原理洪特规那么洪特规那么原子核外电子排布三原理原子核外电子排布三原理5.2 基态原子中电子的分布原理基态原子中电子的分布原理1. 能量最低原理能量最低原理 原子为基态时，电子尽能够地分布在能级较低的轨道上，使原子处于能级最低形状。 一个原子轨道最多能包容两个电子，而且这两个电子“自旋方向必需相反，即两个电子在核周围出现必需相差二分之一周期，这样才干保证它们间斥力最小。2. 泡利不相容原理泡利不相容原理图图 同一原子轨道中同一原子轨道中 两个电子的排布两个电子的排布 3. 洪特规那么洪特规那么 在同一亚层的等价轨道中, 电子尽能够地单独分布在不同的轨道上, 且自旋方向一样。如如7N

4、 1s22s22p31s 2s 2p7N 1s22s22p31s 2s 2p洪特规那么特例：洪特规那么特例：等价轨道全充溢、半充溢、或全空的形状普等价轨道全充溢、半充溢、或全空的形状普通比较稳定。通比较稳定。 总的排布结果是使该原子系统的能量最低。总的排布结果是使该原子系统的能量最低。全充溢全充溢 p6 d10 f14半充溢半充溢 p3 d5 f7 全空全空 p0 d0 f06s5s4s3s2s1s6p5p4p3p2p5d4d3d4f6543211s2p2s3p3s4p3d4s5p4d5s6p5d4f6s近似能级图近似能级图5.3.3 基态原子中电子的分布基态原子中电子的分布结结 束束17运用

5、核外电子填入轨道运用核外电子填入轨道顺序图，根据三原理，顺序图，根据三原理，可以写出元素原子的核可以写出元素原子的核外电子分布式。外电子分布式。如如 19K 1s22s22p63s23p64s1 26Fe 1s22s22p63s23p63d64s2 核外电子填入轨道的顺序核外电子填入轨道的顺序1s2s2p3p3s3d4s4p4d4f5f5d5p5s6s6p6d7s7p 19K 1s22s22p63s23p64s1 Ar4s1 26Fe 1s22s22p63s23p63d64s2 Ar3d64s2 35Br 1s22s22p63s23p63d104s24p5 Ar3d104s24p5 17Cl

6、1s22s22p63s23p5 Ne3s23p5电子排布式电子排布式轨道表示式轨道表示式原子的电子层构造原子的电子层构造两种表示方法：两种表示方法： 为了防止电子构造式过长，通常把内层电为了防止电子构造式过长，通常把内层电子已到达稀有气体构造的部分写成稀有气体的子已到达稀有气体构造的部分写成稀有气体的元素符号外加方括号的方式来表示，这部分称元素符号外加方括号的方式来表示，这部分称为为“原子实。原子实。(1) 电子排布式电子排布式 原子实原子实 原子序数减去其前一周的稀有气体作为原子原子序数减去其前一周的稀有气体作为原子实，剩下的电子按实，剩下的电子按 ns，(n-2)f，(n-1)d，np 顺

7、序顺序陈列。陈列。如如113号元素号元素 Rn5f146d107s27p1 用用或或表示一条原子轨道和用上下箭头分别表表示一条原子轨道和用上下箭头分别表示两种不同自旋方向的电子。示两种不同自旋方向的电子。(2) 轨道表示式轨道表示式 1s 2s 2p 如如 氧氧 原子的轨道排布图。原子的轨道排布图。以下元素原子的外层电子分布有例外以下元素原子的外层电子分布有例外 29Cu 1s22s22p63s23p63d104s1 全全充溢充溢同样有：同样有： 46Pd、 47Ag、 79Au或或 Ar3d10 4s1以下元素原子的外层电子分布有例外以下元素原子的外层电子分布有例外 24Cr 1s22s22

8、p63s23p63d54s1 半充溢半充溢同样有：同样有： 42Mo、 64Gd、 96Cm或或 Ar3d5 4s1Ar3d5 4s1例外的还有：例外的还有： 41Nb、 44Ru、 45Rh、 57La、 58Ce、78Pt、 89Ac、90Th、91Pa、92U、 93Np 。 基态原子外层电子填充顺序：基态原子外层电子填充顺序： ns (n-2)f (n-1)d np 5.3.4 简单基态阳离子的电子分简单基态阳离子的电子分布布例例 26Fe 1s22s22p63s23p63d64s2 阅历规律阅历规律价电子电离顺序：价电子电离顺序： np ns (n-1)d (n-2)f Fe2+ 1

9、s22s22p63s23p63d6基态原子外层电子填充顺序：基态原子外层电子填充顺序： ns (n-2)f (n-1)d np 价电子电离顺序：价电子电离顺序： np ns (n-1)d (n-2)f例例 29Cu 1s22s22p63s23p63d104s1 Cu2+ 1s22s22p63s23p63d9AA0一一1AAAAAA2二二3456789 10三三11 12BBBB BBBB13 14 15 16 17 18四四19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36五五37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 4

10、7 48 49 50 51 52 53 54六六55 56 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86七七87 88 103104 105 106 107 108 109 110 111 1125.3.5 元素周期系与核外电子分布的关系元素周期系与核外电子分布的关系镧系镧系57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70锕系锕系89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99100 101 102 元素周期律和元素周期表 1869年，俄国化学家门捷列夫在承继前人任务的根底上，对大量实验现实进展

11、了分析和概括。 他总结：元素的性质随着相对原子质量的递增而呈现周期性的变化。这就是元素周期律。他还根据元素周期律编制了第一张元素周期表，把曾经发现的63种元素全部列入表里。他预言了钪、镓、锗未知元素的性质，并为这些元素在表中留下了空位。假设干年后，他的预言都得到了证明。门捷列夫任务的胜利，引起了科学界的震动。人们为了留念它的功绩，就把元素周期表称门捷列夫元素周期表。原子核外电子分布的周期性是元素周期律的根底。原子核外电子分布的周期性是元素周期律的根底。元素周期律元素周期律 元素周期表是周期律的表现方式。元素周期表是周期律的表现方式。元素的性质随着原子序数核电荷数的元素的性质随着原子序数核电荷数

12、的递增呈现周期性的变化。递增呈现周期性的变化。1. 电子层的构造与周期电子层的构造与周期元素所在的周期数等于该元素原子的电子层数。元素所在的周期数等于该元素原子的电子层数。即即周期数周期数 = = 最外层的主量子数最外层的主量子数 n n 各周期元素的数目等于相应能级组中原各周期元素的数目等于相应能级组中原子轨道所能包容的电子总数。子轨道所能包容的电子总数。周期周期 能级组能级组 原子轨道原子轨道 电子最大包容量电子最大包容量 元素数目元素数目 1 1 1s 1 1 1s 2 22 2 各周期元素的数目等于相应能级组中原各周期元素的数目等于相应能级组中原子轨道所能包容的电子总数。子轨道所能包容

13、的电子总数。 3 3 3s 3p 8 8 6 6 6s 4f 5d 6p 32 322. 电子层的构造与族电子层的构造与族根据区和最外层、次外层电子数确定根据区和最外层、次外层电子数确定区区族族s、p主族主族(A)，族号族号最外层电子数最外层电子数 Ar3d104s24p2 第周围期第周围期 A族族区区族族d副族副族(B)族号族号(最外层次外层最外层次外层d)电子数电子数 Ar3d54s1 第周围期第周围期 B族族 ds副族副族(B)，族号族号最外层电子数最外层电子数f镧系、锕系镧系、锕系f区区元元素素 s 区区 元元 素素素素p区区元元d区区元元素素ds区区元元素素3. 电子层的构造与元素的

14、分区电子层的构造与元素的分区最后一个电子填入的亚层最后一个电子填入的亚层区区最外层的最外层的 ns 亚层亚层 , 价电子构型价电子构型 (ns1-2)s最外层的最外层的 np 亚层亚层, 价电子构型价电子构型(ns2np1-6)p一般为次外层的一般为次外层的 (n-1)d 亚层亚层, 价电子价电子构型构型 (n-1)d1-9ns1-2d一般为次外层的一般为次外层的 (n-1)d 亚层亚层, 且为且为 d10 , 价电子构型价电子构型(n-1)d10ns1-2ds最后一个电子填入的亚层最后一个电子填入的亚层区区一般为倒数第三层的一般为倒数第三层的（n-2) )f 层层f5.3.6 元素周期表元素

15、周期表元素在周期表的位置元素在周期表的位置(周期、区、族周期、区、族)取决于该元素原子核外电子的分布取决于该元素原子核外电子的分布例例 20Ca写出电子排布式写出电子排布式 1s22s22p63s23p64s2周期数电子层数周期数电子层数周围期周围期最后一个电子填入最后一个电子填入s亚层亚层s区元素区元素族数最外层电子数族数最外层电子数2ACa 为第周围期、为第周围期、A族元素族元素例例 24Cr写出电子排布式写出电子排布式 1s22s22p63s23p63d54s1周期数电子层数周期数电子层数 周围期周围期最后一个电子填入次外层最后一个电子填入次外层d亚层亚层 d区元素区元素族数族数(最外层最外层+次外层次外层d)电子数电子数 (1+5)=6 BCr 为第周围期、为第周围期、 B族元素族元素例例 47Ag写出电子排布式写出电子排布式 Kr4d105s1周期数电子层数周期数电子层数 五周期五周期最后一个电子填入次外层最后一个电子填入次外层d亚层，亚层，而而d电子数为电子数为10 ds区元素区元素族数最外层电子数族数最外层电子数1 BAg 为第五周期、为第五