wjhx-05-3 原子中电子的分布.ppt

1、第四节结束,第5章 原子结构和元素周期性,5.3 原子中电子 的分布,5.3.1 多电子原子轨道的能级,6s 5s 4s 3s 2s 1s,6p 5p 4p 3p 2p,5d 4d 3d,4f,6 5 4 3 2 1,1s,2p2s,3p3s,4p3d4s,5p4d5s,6p5d4f6s,1. 能级E1s E2s E3s E4s,2. 同一电子层： Ens Enp End Enf,近似能级图,3. 同一原子，不同电子亚层有能级交错现象： “n+0.7l”值越小，原子轨道能级越低。,E5s E4d E5p,E6s E4f E5d E6p,4s 3d,E4s E3d E4p,屏蔽效应,将其它电子对

2、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,由于电子钻穿而引起能量发生变化的现象。,对近似能级图的几点说明,遵循以下三个原则：,能量最低原理 泡利不相容原理 洪特规则,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,1. 能量最低原理,原子为基态时，电子尽可能地分布在能级较低的轨道上，使原子处于能级最低状态。,一个原子轨道最多能容纳两个电子，而且这两个电子“自旋方向”必须相反，即两个电子在核周围出现必须相差（二分之一周期），这样才能保证它们间斥力最小。,2. 泡利不相容原理,图 同一原子轨道中 两个电子的排布,3. 洪特规则,在同一亚层的等价轨道中, 电子尽可能地单

3、独分布在不同的轨道上, 且自旋方向相同。,如7N 1s22s22p3,洪特规则特例： 等价轨道全充满、半充满、或全空的状态一般比较稳定。,总的排布结果是使该原子系统的能量最低。,全充满 p6 d10 f14,半充满 p3 d5 f7,全空 p0 d0 f0,6s 5s 4s 3s 2s 1s,6p 5p 4p 3p 2p,5d 4d 3d,4f,6 5 4 3 2 1,1s,2p2s,3p3s,4p3d4s,5p4d5s,6p5d4f6s,近似能级图,5.3.3 基态原子中电子的分布,结 束17,应用核外电子填入轨道顺序图，根据三原理，可以写出元素原子的核外电子分布式。,如 19K 1s22s

4、22p63s23p64s1,26Fe 1s22s22p63s23p63d64s2,核外电子填入轨道的顺序,19K 1s22s22p63s23p64s1 Ar4s1,26Fe 1s22s22p63s23p63d64s2 Ar3d64s2,35Br 1s22s22p63s23p63d104s24p5 Ar3d104s24p5,17Cl 1s22s22p63s23p5 Ne3s23p5,电子排布式 轨道表示式,为了避免电子结构式过长，通常把内层电子已达到稀有气体结构的部分写成稀有气体的元素符号外加方括号的形式来表示，这部分称为“原子实”。,(1) 电子排布式,原子实,原子序数减去其前一周的稀有气体作

5、为原子 实，剩下的电子按 ns，(n-2)f，(n-1)d，np 顺序 排列。,如113号元素,Rn5f146d107s27p1,用或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。,(2) 轨道表示式,1s 2s 2p,如 氧 原子的轨道排布图。,以下元素原子的外层电子分布有例外,29Cu 1s22s22p63s23p63d104s1 全充满,同样有： 46Pd、 47Ag、 79Au,或 Ar3d10 4s1,以下元素原子的外层电子分布有例外,24Cr 1s22s22p63s23p63d54s1 半充满,同样有： 42Mo、 64Gd、 96Cm,或 Ar3d5 4s1,例外的

6、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： ns (n-2)f (n-1)d np,5.3.4 简单基态阳离子的电子分布,例 26Fe 1s22s22p63s23p63d64s2,经验规律,价电子电离顺序： np ns (n-1)d (n-2)f,Fe2+ 1s22s22p63s23p63d6,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： np ns (n-1)d (n-2)f,例 29Cu 1s22s22p63s23p63d104s1,C

7、u2+ 1s22s22p63s23p63d9,5.3.5 元素周期系与核外电子分布的关系,元素周期律和元素周期表 1869年，俄国化学家门捷列夫在继承前人工作的基础上，对大量实验事实进行了分析和概括。 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，把已经发现的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。若干年后，他的预言都得到了证实。门捷列夫工作的成功，引起了科学界的震动。人们为了纪念它的功绩，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基础。,

8、元素周期律,元素周期表是周期律的表现形式。,元素的性质随着原子序数（核电荷数）的 递增呈现周期性的变化。,1. 电子层的结构与周期,元素所在的周期数等于该元素原子的电子层数。,即,周期数 = 最外层的主量子数 n,各周期元素的数目等于相应能级组中原子轨道所能容纳的电子总数。,周期 能级组 原子轨道 电子最大容纳量 元素数目 1 1 1s 2 2,各周期元素的数目等于相应能级组中原子轨道所能容纳的电子总数。,3 3 3s 3p 8 8,6 6 6s 4f 5d 6p 32 32,2. 电子层的结构与族,根据区和最外层、次外层电子数确定,Ar3d104s24p2 第四周期 A族,Ar3d54s1 第四周期 B族,f,区,元,素,s,区,元,素,ds,区,元,素,3. 电子层的结构与元素的分区,5.3.6 元素周期表,例 20Ca,写出电子排布式 1s22s22p63s23p64s2,Ca 为第四周期、A族元素,例 24Cr,写出电子排布式 1s22s22p63s23p63d54s1,Cr 为第四周期、 B族元素