大学化学原理16.ppt

1、课件下载地址，FTP :/29用户名：大华密码：大华，(1)主量子数n(主量子数)，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，电子能量仅由n决定，n决定电子出现概率最大的离原子核的距离。不同的氮值对应不同的电子层.它与角动量有关。对于多电子原子，L也与e有关。L的值是0，1，2，3n-1(子层)s，p，d，f.l决定角函数的形状。(2)角量子数L与角动量的方向有关，方向是量子化的。M的值可以是0，1，2l决定角度函数的空间方向。M值相同的轨道是等价轨道。(3)磁量子数，S轨道(l=0，m=0) : m，一个空间方向，一个S轨道，p轨道(l=1，m=

2、1，0，-1) m，三个方向，三个等价(简并)p轨道，d轨道(l=2，m=1)。-2)5个：米的值，5个空间方向，5个等价的(退化的)D轨道，7个F轨道值(l=3，m=3，2，1，0，-1，-2，-3) :米，7个空间方向和7个等价的(退化的)F轨道(4)自旋量子数ms(自旋量子数)，它描述了电子围绕它们自己的轴旋转的状态，使电子表现得像微磁体。ms的值是1/2和-1/2，它们分别用和表示。n，l，m是确定的，轨道也是确定的。例如，0 1 2 3轨道的s p d f是3360 N=2，L=0。M=0，2s n=3，l=1，m=0，3pz n=3，l=2，m=0，3dz 2，原子核外电子的运动，

3、轨道运动，自旋运动，对应于一组量子数(自然也有能量ei)，n l m ms，4。解不是一个特定的数值，而是一个包含三个常数(n，l，m)和三个变量(r，)的函数式。众所周知的函数叫做波函数。建立数学关系时，不需要预先假设轨道能量的量子化。波函数=对薛定谔方程的一般理解=原子轨道，r :径向坐标，它决定了球面的大小，角坐标由沿球面从Z轴延伸到R的弧线表示，角度由从球面的xy平面延伸到xz平面的弧线表示，4.4波函数的图形描述，分离薛定谔方程变量：径向波函数，光强正比于振幅的平方。在波动力学中，粒子波的强度与波函数的平方(2)有关。2的物理意义是概率密度，粒子波的强度(2)表示粒子在空间某一点出现

4、在单位体积中的概率。轨道是一个数学函数，所以很难解释它的物理意义。它只能被想象成一个特定区域的数学描述，在这个区域中，一个特定的电子可能出现在原子核之外。1s，2s，2 p，电子云的概念是用来拍摄电子在原子核外的运动状态。重叠这数百万张照片，得到下面的统计效果图，它们被形象地称为电子云图。电子云电子云是对核外空间中到处出现的电子的概率密度的直观描述。概率密度=|2、| 2的图像称为电子云。因此，用Y 2(，)可以得到电子云的角分布图。它的图形类似于原子轨道角分布图，但有两个不同之处：由于Y 1和Y2 Y较小，电子云角分布图也较薄。原子轨道的角分布可分为-、(Y有符号，代表波函数的对称性，但不代

5、表电荷)，电子云的角分布图没有符号。径向电子云的分布有两种表示方法。其中之一是：的纵坐标： R2(蓝色曲线)离原子核越近，电子出现的概率密度(单位体积的概率)就越大。(这种曲线类似于波函数分布曲线)，第二种是：(红色曲线)纵坐标： 4r 2 R 2 4r2R 2曲线是4r 2曲线和r 2曲线的复合曲线，其在r=53 pm处有一个最大值，表明用波动力学模型得到的半径与氢原子的玻尔半径正好相等，其中电子出现在离核53 m的单位厚度的球壳中的概率最大。表示径向电子云分布的两种方法类似于波函数的角分布图。然而，波瓣不再有“+”和“-”点，这一点应该记住：S，P和D电子云的形状；空间中s、p和d电子云的

6、延伸方向。从R (r)和R(2)得到两个相似的径向分布，从Y(，)和Y(2)得到两个相似的角分布，五个多电子原子轨道的多电子原子中的能级，5.1鲍林近似能级图，5.2屏蔽和穿透，1.5.1鲍林近似能级图，当n值相同时，轨道能级由l值决定，称为能级分裂；对于相同的l值，轨道能级仅由n值决定，例如，e (1s) e (2s) e (3s) e (4s)，当n和l同时不同时，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。在第四能级组开始时，能级交错现象出现在每个能级组中。1.5.2屏蔽和穿透，对于给定的电子，它将被来自内层电子和同一层中其他电子的负电荷排斥。这个球形负电荷就像一个屏蔽，

7、它部分地阻挡了检查电子的吸引力。(1)屏蔽效应，屏蔽参数的大小可由斯莱特规则确定：原子中的电子分为以下几组：(1s) (2s，2p) (3s，3p) (3d) (4s，4p) (4d) (4f) (5s，5p)，每组位于被屏蔽电子的右侧，s=0，s=0.30在1s轨道中的两个电子之间，当n1时s=0.30。S=0.85的(n-1)层小于s=1.00的(n-1)。当被nd或nf电子屏蔽时，S=1.00，Z *=Z-在左边的每组中。为什么2s的价电子屏蔽比2p的少？除了主峰，问题中的电子云的径向分布曲线，溶液，2s和2s也有一个靠近原子核的小峰。这表明一些电子云钻入更靠近原子核的空间，从而部分避免

8、了对其他电子的屏蔽。轨道穿透能力通常有以下顺序： n s n p n d n f，导致能级根据E (E(ns) E(np) E(nd) E(nf (ND) E)。这意味着外部电子进入原子的内部空间，并被原子核强烈吸引。(2)穿透效应，如果能级分裂到很大程度，可能导致与相邻电子壳层中子层能级的交叉误差。屏蔽效应削弱了核电子的有效引力，将导致轨道能级的增加；然而，穿透效应加强了核电子的有效吸引，这将导致轨道能级的降低。两者的效果正好相反。两者的消长决定了原子轨道的实际能级。如果n不同，l相同，n越大，能级越高：E1sE2s E3s，由屏蔽效应决定。如果n相同但l不同，l越大，能级越高：Ens En

9、p End Enf，由穿透效应决定。对于相邻的N和L不同的原子轨道，如3d和4s，很难比较它们的能级，屏蔽效应和穿透效应是相反的。当屏蔽效应的影响占主导地位时，n越大，能级越高。如果穿透效应占主导地位，l越高，能级越高。结果，E4s E3d和E5sE4d的能级序列出现，即主量子数较大的原子轨道的能级较低，这称为能级交错。1.6基态原子的核外电子构型，(1)基态原子的电子构型，氩原子的基态电子构型(Z=18)是：ar1s22s2p63s23p6，钾原子的基态电子构型(Z=19)是3360，K 1s2 2s2 2p6 3s2(或Ar4s1)，根据(2)构造原理，最低能量原理：电子总是优先占据能量最

10、低的轨道，然后在占据能量较低的轨道后进入能量较高的轨道。根据序列图，电子以下列顺序填充轨道：铬(Z=24)之前的1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4s 54d 5p 64 F5 D6 p7s 5f 6 d7p原子严格遵循这个顺序，而钒(Z=23)之后的原子有时有例外。泡利排斥原理：在同一个原子中不可能有运动状态完全相同的电子，或者在同一个原子中不可能有四个量子数完全相同的电子。例如，如果一个原子中电子a和电子b的三个量子数n，l和m是相同的，那么ms一定是不同的。如何计算每个子壳层和子层中电子的最大容量？当电子被分配到等价轨道时，它们总是试图首先占据具有相同自旋状态的轨道。也就是说，如

11、果电子分布在具有相同n和l的轨道上，它们将尽可能地分布在具有不同m值的轨道上，并且它们的自旋将是相同的。例如，锰原子：不成对电子的存在实际上可以由物质在磁场中的行为决定：含有不成对电子的物质在外磁场中表现出顺磁性，顺磁性是指物体被磁场吸引的性质；没有不成对电子的材料在外磁场中表现出抗磁性，抗磁性是指物体被磁场排斥的性质。根据Hunds规则，以下三种排列中的哪一种是氮原子的实际电子构型？为什么有些物质显示顺磁性，而另一些显示抗磁性？问题9，记住一些重要的例外，它们与子层半满状态和子层满状态的相对稳定性有关。根据鲍林图给出的能级顺序，用构造原理写出了基本原子的电子构型。学习核外电子构型应注意的问题

12、：第一电子壳层结构(电子排列)不同于电子填充的表象。也就是说，在能级交错的地方，当填充电子时，首先填充低能轨道，然后填充高能轨道；然而，当表达电子壳层结构或写电子排列公式时，它是根据电子壳层写的，写在同一层上，而不是根据能级组。第二次填充电子的顺序和电子的损失是不一致的。不是首先失去高能电子，而是先失去最外层的电子，然后再失去第二外层的电子。研究核外电子构型应注意的问题：(3)在编写价电子构型(价电子结构)时，过渡元素的原子一般应包括亚外层的d电子；对于离子来说，如果在原子失去电子后，次外层变成了最外层，那么最外层的电子应该被完全写入。当第四个判断元素属于某个分区(分为S、P、D和ds)时，应

13、该根据最后一个电子被放电到什么样的轨道来划分。参与化学反应的电子。22Ti(钛)原子1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d2 4s2，氩的电子构型，价电子构型，基态阳离子的电子构型，当原子失去电子并变成简单阳离子时，总是首先失去最外层的电子。根据规则，失去电子的顺序是npns(n-1)d(n-2)f，26Fe Ar3d64s2，Ar3d64S0，Ar3d54S0，Ar3d44S2，Ar3d34S2，Fe2Fe3，家庭作业，P 144 2，5，元素周期表，普通元素周期表，1。门捷列夫短周期表(1869年)；2.三角形周期表；3.宝塔型(滴钟型)元素周期表；4.沃纳的长周期表现在是最常见的。

14、族，元素周期表将元素分为16个族7个主族(A族)，1 0个族(A族)7个子族(B族)，1个族(B族)，主族元素原子价层的电子数不确定，沃纳长周期表的结构，1。周期：沃纳长周期表分为主表和子表。2.列：沃纳的长周期表有18列，包括8个主族和8个子族。3.家庭：主要家庭(甲家庭)和子家庭(乙家庭)。4.区域：主表从左到右分为S、D、ds和P区，子表(镧系和肌动蛋白周期分裂与轨道能级群的关系、周期元素的电子层数以及能级群中主量子数元素的最高个数对应于能级群中原子轨道的最大电子容量。根据价电子数(特征电子构型)划分家族。元素周期表中元素的族数主要取决于该元素的价层电子数或最外层电子数：1A至A元素，其族数等于其最外层电子数，即等于其价层电子数()。零族元素，电子构型的最外层是一个完整的层(ns2或ns2np6)，它通常在化学变化中既不失去也不得到电子。可以认为价电子的数目是零，所以它是零群，或者说是一个群；B and B族元素，该族数等于它们最外层的电子数，即ns电子数，但价层电子应包括ns电子和(n-1)d电子；B到B元素的组数等于最外层中的ns电子数和第二外层中的(n-1)d电子数之和。这与每种元素的价层电子数基本一致，但B族中镧系元素和锕系元素的价层电子除了ns电子和(n-1)d电子外，还包括一些(n-2)f电子。元素周