第5章物质结构基础1.ppt

例：写出24号元素原子核外电子排布，该元素是第几周期，第几族？是金属还是非金属？最高氧化态为多少？ 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s1 第四周期， ⅥB族，金属，最高氧化态为+6 已知四种元素的原子的外层电子结构分别为： （1）4s2 （2）3s23p5 （3）3d24s2 （4）5d106s2 ，试指出它们在周期系中各处于哪一周期？哪一族？哪一区？ 答：（1）4s2 第四周期， 第ⅡA族，s区 （2）3s23p5 第三周期， 第ⅦA族，p区 （3）3d24s2 第四周期， 第ⅣB族，d区 （4）5d106s2 第六周期， 第ⅡB族，ds区 (三) 电子亲合能与电负性 1、电子亲合能* 定义：基态的气态原子，获得一个e放出的能量： A (g) + e ? A- (g) EA=-?rHm? (Electronic Affinity) 是衡量原子尤其是非金属原子获得e难易程度的物理量 显然Z’越大，获得电子的能力越强，EA? 因此 周期表右上角EA大, 变化规律大体与电离能一致不过迄今为止，物质的EA数据十分不可靠 2、电负性 (p175, 表5-12) 原子在分子中吸引电子的能力，用x表示 是人为 (主要是Pauling提出) 规定的标准： Li: x=1.0; F: x=4.0 书表5-12：0.98; 3.98三位更细致 * 3.电离能 元素的第一电离能也具有周期性的变化规律： (1) 同族元素电离能的变化 ① 对于主族元素而言，同族元素从上到下，由于电子层数增加，原子半径增大，核对最外层电子有效吸引力降低，价电子容易离去，故电离能递降。 ② 对于过渡元素而言，每族第一个元素与第二个元素间电离能变化规律不明显；而第三个元素的电离能几乎都比第二个元素的电离能大，这是由于镧系收缩使每族过渡元素中第二、第三个元素的原子半径相近，但从上至下有效核电荷却增加很多，因而核对外层电子的有效吸引加强了，故电离能也随之增大。 (2) 同一周期中各元素电离能的变化 ① 同一周期各元素的电离能自左至右，总的趋势是递增的。这是与原子半径递降的趋势相一致的。 ② 每个周期中第一个元素的电离能在同周期各元素中最低。其内层排布构成一个特别稳定的稀有气体原子的电子构型，对最外层的ns电子屏蔽作用很强，使得核对该s电子的有效吸引很弱，故原子半径很大而电离能很小。 ③ 每个周期中最后一个元素，即稀有气体元素，在同周期各元素中电离能最高。这是因为稀有气体元素原子的电子构型十分稳定。 4．元素的金属性和非金属性 同一周期各元素的金属性自左至右逐渐减弱，而非金属性却逐渐加强。同族元素自上而下，金属性增加，而非金属性减弱。这一趋势在第2、3周期中和各主族元素中表现出较为典型，规律明显。 最典型的非金属元素，出现在周期表的右上方，F是最强的非金属元素；最典型的金属元素在周期表的左下方，Cs和Fr是最强的金属元素。而过渡元素和内过渡元素属金属元素。 * * p 轨道(l = 1, m = +1, 0, -1) m 三种取值, 三种取向, 三条等价(简并) p 轨道. s 轨道(l = 0, m = 0 ) : m1取值, 空间1取向, 一条 s 轨道. d 轨道(l = 2, m = +2, +1, 0, -1, -2) : （dx2,dx2-y2,dxy,dxz,dyz) m 五种取值, 空间五种取向, 五条等价(简并) d 轨道. f 轨道 ( l = 3, m = +3, +2, +1, 0, -1, -2, -3 ) : m 七种取值, 空间七种取向, 七条等价(简并) f 轨道. 本课程不要求记住 f轨道具体形状! 什么是轨道的 “节点” 和 “节面” ？ 例如2s轨道的两种表示法中，(a)中原子核附近(r = 0)电子概率最高, 在离核某个距离处下降到零, 概率为零的这个点叫节点. 通过节点后概率又开始增大, 在离核更远的某个距离升至第二个最大值, 然后又逐渐减小. (b)中的高密度小点出现在两个区域. 一个区域离核较近, 另一个区域离核较远, 其间存在一个概率为零的球壳. Electron probability for a 2s orbital 对 p 轨道而言, 电子概率为零的区域是个平面, 我们将其称之为节面. 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. Representatios of the three 2p orbitals 波函数的物理意义可通过