06原子结构.ppt

量子数小结： 原子轨道是由三个量子数 n,l,m 确定；原子中每个电子 的运动状态用四个量子数n、l、m、ms描述，四个量子 数确定之后，电子在核外空间的运动状态也就确定了。 例：当 (n，l，m，ms) 为 (3，1，0，＋1/2)，表明该电子 处在原子中第三电子层，原子轨道为哑铃状，在空间伸展方 向为Z轴方向，即3pz，电子采取顺时针方向自旋。 注意：各量子数间的取值规定 历年试题 1、下列各组量子数，不正确的是（ ） A、n=2，l=1，m=1，ms= - 1/2??? B、n=3，l=1，m=2，ms= 1/2 C、n=2，l=1，m=0，ms= 1/2 ??? D、n=3，l=2，m=-1，ms= - ? 2、核外电子能量的高低是由n、l、m、ms四个量子数决定。 B × 第三节 多电子原子核外电子的运动状态 一、屏蔽效应和穿透效应 屏蔽效应： 在多电子的原子中，每 个电子除了受原子核(Z) 的吸引外，同时还受其他(Z –1)个电子的排斥。 这种排斥作用相当于抵消了部分原子核电荷的 作用，称为屏蔽效应。 单电子体系： 多电子体系： 有效电荷： σ：屏蔽常数 内层电子对外层电子的屏蔽作用较大 同层电子互相间也有屏蔽作用， 但小于内层对外层 离核越近的电子对外层电子屏蔽效应越大 3d 3p 3s 钻穿效应: 主要是指n相同，l不同 的轨道，由于电子云径 向分布不同，电子穿过 内层钻穿到核附近回避其他电子屏蔽的能力 不同从而使其能量不同的现象。电子钻穿的 结果，降低了其余电子对它的屏蔽作用，受 到的有效核电荷的作用增强，从而使轨道能 量降低。 ∴当n相同时： 钻穿能力： 结合屏蔽效应和钻穿效应： 单电子原子（离子）E：只与n有关 多电子原子（离子）E：与n, l都有关 二、多电子原子轨道近似能级图 Pauling,L.C.(1901-1994) 鲍林近似能级图 注意：能级组数与 电子层数 概念不同！ 徐光宪表示方法： （n + 0.7l）规则 (n + 0.7l)值的整数部分相等的为同一能级组，整数部分的数字表示第几能级组；(n + 0.7l)愈大，轨道的能量愈高。 科顿能级图： 三、核外电子排布规则 保里 (Pauli)不相容原理 每个原子轨道最多只能容纳两个电子，且自旋方向必须相反。 能量最低原理 在不违背保里不相容原理的前提下，电子总是尽可能占据能量最低的原子轨道，然后才依次进入能量较高的原子轨道。 洪特 (Hund)规则 ①电子在同一亚层的等价轨道上排布时，总是尽可能分占不同的轨道，并且自旋方向相同。 ②等价轨道全满 (p6 , d10, f14 )、 半充满 (p3, d5, f7)和全空(p0, d0, f0 )，能量最低，原子结构稳定。 四、原子核外电子的排布 多电子原子中轨道填充顺序 p轨道： px py pz d轨道： dxy dyz dxz dz2 dx2-y2 等价轨道 6 10 1S 2S 2P 轨道的表示形式： 7N 电子层结构示意图： 　1s22s22p3 原子轨道图示： 24Cr 能量最低排布： 由洪特规则②： 主量子数整理： “原子实”写法： 1s22s22p63s23p64s13d5 　1s22s22p63s23p64s23d4 1s22s22p63s23p63d54s1 [Ar]3d54s1 × 20Ca 1s22s22p63s23p63d2 × 1s22s22p63s23p64s2 29Cu 1s22s22p63s23p64s23d9 × 1s22s22p63s23p64s13d10 26Fe 1s22s22p63s23p63d64s2 1s22s22p63s23p63d104s1 Fe3+ 1s22s22p63s23p63d54s0 Fe2+ 1s22s22p63s23p63d64s0 [Ar] 3d64s2 部分原子的核 外电子排布 第五周期后，电子结构复杂，出现特例，如： Ru, Nb, Rh, Pd, W, Pt.etc 由于外层电子决定物质的化学性质，电子排 布可写成价电子排布形式 主族元素：ns, np 副族元素：(n-1)d, ns 如 Fe: [Ar]3d64s2 原子失去电子变成离子时，失去电子的顺序 为：np, ns, (n-1)d, (n-2)f