基础化学-第三章-原子结构cz2011课件.ppt

P动量，公式实现了粒子性和波动性的统一 电子的运动符合一定的统计分布规律。可以用量子力学的统计方法对电子的运动情况进行描述。 照片的叠加.试验表明：电子衍射波在空间某点的强度和电子出现的概率密度成正比，电子波实质上就是“概率波”，波的强度反应电子出现概率密度的大小。 它与电子运动角动量的大小有关，决定了电子云在空间角度的分布情况。 角量子数为0，角动量为0，与角度无关，所以球形。 鲍林图是准确的填充规律，只是能级与实际有些区别。而克顿是准确的能级图。 16个族，8个主族，8个副族 内过渡只有稀土元素 严格地讲，由于电子云没有边界，原子半径也就无一定数。 为了讨论原子之间成键后的核间距问题，提出原子半径的概念。 迄今所有的原子半径都是在结合状态下测定的。 由于+1价离子的有效核电荷大于基态原子的，因此第二电离能大 原子的电离能和亲和能从两个方面考察气态原子的得失电子的能力，要综合考虑得失电子的能力，引入电负性的概念。 Cl电子层数多，核电荷引力小，电离能底 2p 轨道而言，电子概率密度为零的区域是个平面，称之为节面。px 轨道的节面是 yz 平面，py 轨道和 pz 轨道的节面分别是 xz 平面和 xy 平面。 2s电子云径向分布曲线除主峰外，还有一个距核更近的小峰。这暗示，部分电子云钻至离核更近的空间，从而部分回避了其它电子的屏蔽。 根据原子光谱实验和量子力学理论推导出的规律 Cl电子层数多，核电荷引力小，电离能底 原子轨道的角度分布图中，必须出现与其下角标相应的坐标轴。原子轨道的伸展方向分别为：px , py , pz , dz2 , dx2-y2 ：均为相应的坐标轴，dxy , dyz , dxz ：均为坐标轴夹角的平分线方向。原子轨道角度分布图的符号。 Bohr理论的缺陷是未能完全冲破经典力学的束缚， 它只是在经典力学连续性概念的基础上，人为地引入了一些量子化条件，没有考虑到电子的运动不遵守经典力学定律，也没有认识到电子运动的波粒二象性。 “测不准”不是“不知道”，不是没规律，测不准原理本身就是其规律性 “大理论”: 宏观微观都适用——量子力学，客观存在 对称性 波函数是小于1，所以平方后，变瘦了。 从左到右 I1 略有增加 ，这是因为最后的电子填入的是内层，屏蔽效应增大，抵消了核的作用 第二周期元素原子半径很小，电子间斥力大的电子相对困难，第三周期原子半径较大，电子间斥力小，得电子相对容易 记得：电子亲和能都是负数，代表的都是代数值，所以越小，越容易得到电子。 量子化是相对于连续而言，也就是说变化过程是不连续的，是间隔的，是跳跃式的，一个一个的，这种状态就叫做量子化 一个物理量如果有最小的单元而不可连续的分割，我们就说这个物理量是量子化的，并把最小的单元称为量子 任何物质都具有波粒二象性，只是宏观物体产生的波频率太小，无法观察，以致经典力学能够解释。 薛定谔方程是关于波函数ψ的微分方程，其解为一组函数ψ1，ψ2，ψ3……每一个解对应于一个原子轨道。波函数ψ的物理意义在于，ψ模的平方(ψ可以是复数，也可以是实数。如果是实数，为ψ的平方)代表电子在空间出现的几率，即概率密度。其实电子并没有真正运动的圆形轨道，只是在所说的轨道上出现的几率高 能量变化 与波尔理论不同 只有在能量相差不大的轨道上发生。 能级分裂和能级交错的重要特征出现了。 主族元素 过渡元素 内过渡元素 相邻元素原子半径的减小幅度： 主族元素： 从左向右，逐渐减小，其中短周期：平均幅度~10 pm。 过渡元素：半径减小的幅度较为缓慢，平均幅度~ 4 pm，d 半/全充满时，原子半径略有增加。 内过渡元素：半径减小的幅度更为缓慢，镧系15个元素平均减小 ~ 1 pm。 f 半/全充满时，原子半径略有增加。 镧系收缩效应 从 La 到 Lu，15个元素共减小11pm。 原子半径在族中的变化 同族元素原子半径自上而下增大：电子层依次增加，有效核电荷的影响退居次要地位。 第6周期过渡元素 (如Hf、Ta) 的原子半径与第5周期同族元素 (如Zr、Nb) 相比几乎没有增大，这是镧系收缩的重要效应之一。 K Ca Sc Ti V Cr r/pm 203 174 144 132 122 118 Rb Sr Y Zr Nb Mo r/pm 216 191 162 145 134 130 Cs Ba La Hf Ta W r/pm