第七章 原子的壳层结构.ppt

* * * * * * * * 从元素铯(Cs, Z=55) 开始填充 特 点 又因为能级交错现象(4f 支壳层、5d等支壳层空着) 开始了第六个主壳层的填充，也就开始了第六周期，所以 铯是第六周期的第一个元素。 各元素的原子都占有六个主壳层。 比第4、第5周期多出一组填充4f 支壳层的14个元素，称为稀土族元素或称为镧系元素，到氡 (Z= 86) Rn元素为止填满6p支壳层，共有32个元素。 第六周期 从元素钫(Fr, Z=87) 开始填充 特 点 又因为能级交错现象 (5f 支壳层14个空着，所以在O壳 层留下14个空位，6d支壳层10个空着，在P 壳层留下 10个空位) 所以Fr 开始了第七个主壳层的填充，也就开始了第七周期。 各元素的原子都占有七个主壳层。 多出一组填充5f 支壳层的14个元素，称为锕系元素。 第七周期 周期表元素分组 p组元素: 包括其余 A族元素和O族的元素, 外电子层的结构是s2px (x=1至5)和s2p6型。 s组元素: 包括ⅠA族和ⅡA族的元素,外电子层的结构是s1型和s2，s里的符号表示外电子层有一个或两个电子, 以下符号的意义类同。 d组元素: 包括从ⅡB起的B族元素和V Ⅱ族的元素,外电子层的结构: s2dx或s1dx+1型或s0dx+2(x=1~8)型 f组元素: 包括la镧系和锕系元素,电子层的结构是fx 型。系内元素的差别主要在 x 的值不同 ds组元素: 包括ⅠB族和Ⅱ B族元素和VⅡ族的元素,外电子层的结构: d10 s1或d10 s2 型 从横向看 从纵向看 周期表中的每个周期 (除第一周期和不完全的第七周 期外) 都是从有一个价电子的碱金属开始, 随着价电子的依次增加, 金属性逐渐减弱而非金属性增强, 到有8个价电子 (形成满壳层或满支壳层) 的惰性气体为止, 这是由于元素最外电子层结构的周期性变化 造成的。 同族元素具有类似的化学，物理性质，这是由于原子最外电子层结构的相似性决定的，其性质上的递变，则决定于原子的电子层数的增加 周期表反映元素性质变化的规律性 由此可确定元素在周期表中的位置，并写出其电子壳层结构和基态电子组态和光谱项。 元素所在的周期数=填充的主壳层数 s+p电子数( p 组元素) d+s电子数（d 组元素Co , Ni除外） 等于元素所在族数。 元素周期律的实质在于：随着原子序数的递增，原子核外的电子在原子的各个能级上周期性有规律的排列，便造成了元素的化学和物理性质的周期性变化。表5.4给出了各种元素原子的外电子壳层结构。 元素周期表排布的规律 原子在基态时的电子排布和光谱项 原子外层电子结构 满壳层的电子不考虑 考虑泡利原理 4 原子基态光谱项的确定 基本原则 考虑能量最低原理 考虑洪特定则 思考 电子在原子内填充时, 所遵循的基本原理是 什么？ 在推求原子基态光谱项 时，满主壳层和满支壳 层的角动量可以不考虑, 为什么？ 确定原子基态光谱项 量子数值求法 4个量子数 1. 由泡利原理和能量最低原理求一定电子组态的最大S 2. 求上述 情况下的 最大L 3. 由半数法则确定J( 壳层未到半满正常次序, 反之为反常次序) 4. 按2s+1LJ 确定基态原子态 (光谱项) *上述光谱项指在L-S耦合 确定原子基态光谱项的简易方法 其它元素的原子态都可按上述方法求得。 下面给出了由氢到氖的原子基态。 Si（硅）基态电子组态是3P2, 是两个同科P电子，填充方式为： m?: +1 0 - 1 由此可知 这样便求出了最大S和最大的L（按洪特定则要求）  再由半数法则确定J=L-S=0, 所以硅（Si）的基态 为L=1, S=1, J=0，可得，3p0 是它的基态的原子态。 举例 例题 在填满了4 s支壳层之后接着才填充3d支壳层，这样形成的十种元素称为过渡元素。试写出三种元素（21Sc, 22Ti, 23V)的电子组态。 试确定78Pt, 92U原子的基态光谱项。 * * * * * * * * * * * * * * 第七章 原子的壳层结构 原子性质的周期性变化 原子的电子壳层结构 原子基态光谱项的确定 提纲 主要内容 原子基态的电子组态 思考 按周期表顺序排列的元 素，其性质呈现周期性 变化的原因是什么？ 描述电子状态的四个 量子数（ n, l, ml, ms）或 （n, l, j, mj）的物理意义 是什么？ 元素性质的周期性变化 元素周期表 1869年俄国化学家门捷列夫经过长期的研究发现元素的性质随着原子量的递增而发生周期性变化，他把当时已发现的63种元素按原子量的递增顺序排成一 行，并