无机化学 教学课件 作者 李瑞祥曾红梅周向葛 等编 第八章 原子结构.ppt

尚辅网 尚辅网 尚辅网 共价半径: 同种元素的两个原子以共价单键连接时，它们核间距离的一半叫做原子的共价半径。 金属半径: 金属晶体由金属原子堆积而成，假定相邻的两个原子彼此互相接触，它们核间距离的一半就是该原子的金属半径。 范德华半径: 稀有气体在低温下形成单原子分子的分子晶体时，两个原子之间的距离的一半，就叫做范德华半径。 通常：共价半径＜金属半径＜范德华半径 尚辅网 原子半径在周期中的变化 同一周期，电子层数不变，随核电荷数的增加，半径变化的总趋势减少； 短周期元素，增加的电子在最外层，屏蔽作用小，有效核电荷增加较大，故半径减小明显。减小幅度平均是10pm左右； 尚辅网 尚辅网 长周期元素，其中的主族元素的原子半径变化情况和短周期情况相似，而其中的过渡元素原子中新增加的电子填充在次外层的d轨道上，使增加的核电荷几乎完全被增加的内部电子屏蔽，即有效核电荷增加缓慢，原子半径减小也很缓慢，减小幅度平均是4pm； 在超长周期，电子填充在(n-2)f分层中，有效核电荷增加更为缓慢。 尚辅网 原子半径在同族中的变化 从上到下，电子层数的增加，原子半径递增。 所谓镧系收缩，指镧系元素随着原子序数增加，原子半径在总趋势上有缩小的现象，从La→Lu半径共减小11pm。由于镧系收缩，使它们后面的各元素的原子半径都相应缩小，导致第五、六周期过渡元素的原子半径非常接近。性质上极为相似，以致难以分离。如Zr和Hf、Nb和Ta、Mo和W。同样镧系元素的原子半径也极为相近，性质相似，分离也非常困难。 镧系收缩 尚辅网 电离能是使某一个基态的气态原子失去一个电子形成正一价的气态离子时所需要的能量，叫做这种元素的第一电离能(I1)，同理有I2、I3、…，单位用eV，kJ/mol，它用来衡量一个元素失去电子的难易。 电离能主要取决于原子核电荷、原子半径以及原子的电子层结构。同一主族，从上到下随着原子半径的增大，元素的第一电离能依次减小。同一副族元素的电离能变化幅度减小，而且不规则。 3-2、电离能 尚辅网 第一 第二 第三 第四 Li 520 7298 Be 900 1757 14849 B 801 2427 3660 25026 同一周期，从左向右元素的第一电离能在总趋势上依次增加，但有一些小的起伏，这是轨道呈全满、半满、全空时相对较稳定之故。 电离能除了说明金属活泼性之外，也可以说明元素呈现的氧化态。如： 尚辅网 尚辅网 尚辅网 左 右 增加 上 下 变 小 某元素的一个基态的气态原子得到一个电子形成气态负离子时所放出的能量叫该元素的电子亲合能，可以用E1、E2、…， 非金属元素一般有较大的电离能，难于失去电子，但它有明显的得电子倾向。元素的第一电子亲合能为正值，表示得到一个电子形成负离子时放出能量，也有的元素的E1为负值，表示得电子时要吸收能量，这说明这种元素的原子变成负离子很困难。 3-3、电子亲合能 尚辅网 通常把原子在分子中吸引电子的能力叫做元素的电负性。因元素的电离能和电子亲合能都只能从一方面反映某原子得失电子的能力，实际上有的元素在形成化合物时，既可得，也可失去电子。由它们来衡量金属和非金属性是有一定局限的。所以需要将该原子得失电子的难易统一起来虑，故定义电负性。用 x 表示。 3-4、元素的电负性 尚辅网 左 右 增加 上 下 变 小 一般说x＜2.0为金属，x＞2.0为非金属 它是1932年由Pauling指出的，指定F为4.0，其它的是以此为标准求得的相对值，它们的变化规律是： 尚辅网 尚辅网 * 1900年Planck提出了当时被誉为物理学上一次革命的量子化理论。 * 由于薛定谔方程需要较高深的数学知识，这是结构化学的内容，我们只讨论其结果。 * 前面的能级图只讲了各能级之间的能量高低，并没有提到电子是怎样排布在这些能级上，根据光谱实验结果分析，电子在核外排布的三个原则。即能量最低原理、保里原理和洪特规则。 * 根据保里原理，可以获得以下几个重要结论： * 洪特规则是洪特在1925年从大量