第六讲原子结构与周期系.ppt

* 引起能级交错现象是屏蔽效应和钻穿效应共同的结果。 * 电子在原子轨道中的填充顺序，并不是原子轨道能级高低的顺序，填充次序遵循的原则是使原子的总能量保持最低。 * 按鲍林近似能级图排布电子,再调整同一电子层排在一起。 * 核外电子排布三原则，对绝大多数原子是适用的。但由于电子数增多，互相作用增强，也有例外。电子排布情况最重要的还是要根据光谱实验测定的结果。 * 原子失电子按电子层由外到内顺序失，即先从高能态失去电子。此顺序与泡令能级图不同，因为在内层如d,f轨道填充了电子后，具有屏蔽效应，使外层s轨道上的电子能量升高。 * 回顾一下各种原子结构模型 * 电子亲合能实验测定比较困难，数据可靠性较差。 (1) n = 2, l =1, m = 0, ms= +1/2 (2) n =3, l =3, m = 2, ms= -1/2 (3) n =3, l =2, m = 2, ms= +1/2 (4) n =4, l =2, m = 3, ms= +1/2 (5) n =2, l =1, m = 1, ms= -1 例∶下列各组用四个量子数描述的核外电子运动状态是否合理？为什么？ 合理。 2p 能级 不合理。因取值l＝n 。 合理。 3d 能级 不合理。因取值m＞l 。 不合理。因ms只能取±1/2 四、原子轨道和电子云的空间形状 波函数表达式： Ψn ,l ,m (r,θ,φ)=R n ,l (r) ·Y l ,m (θ,φ) 径向部分 角向部分 例如：氢原子波函数，见P151 1. 角度分布图 1）s、p、d 各种原子轨道的角度分布剖面图 原子轨道角向部分 Y l ,m (θ,φ)只与l ,m有关，与n 无关。因此，不同电子层n的s, p, d, f 原子轨道角度分布图相似。 概率密度（Ψ2）：核外空间某处单位微体积中 电子出现的概率。 电子云：是概率密度? 2 的具体图象，用小黑点 分布疏密来表示电子在核外某处出现 概率密度的相对大小 2）电子云角度分布图 例： 基态 H 原子电子云 s、p、d 轨道各种电子云的角度分布剖面图 原子轨道角度分布图与电子云角度分布图的区别 原子轨道角度分布图与电子云角度分布图的图形是类似的。主要区别有两点∶ a、原子轨道角度分布图胖一些，而电子云的角度分布图要瘦一些。这是由于Y l ,m (θ,φ)值小于1。 b、原子轨道角度分布图上有“＋” 和 “－”之分，而电子云的角度分布图上均为“＋”值。这是由于Y 值虽有“＋” 和 “－”，但 却都是“＋”值。 §9-3 多电子原子结构和元素周期系 一、多电子原子的原子轨道能级 单电子原子中，只考虑原子核对电子的吸引，电子能量只与 n 有关。 即∶ 1s＜ 2s＝2p ＜ 3s＝3p＝3d · · · 各轨道间能量关系： 多电子原子中，由于电子间的相互排斥作用，以及电子的波动性，使同层但不同轨道上电子具有不同能量。 能级组和近似能级图 泡令原子轨道近似能级图 —多电子原子中电子填充各能级的顺序 （1） n 越大，能级越高。 E1s＜ E2s ＜E3s ＜ E4s · · · E2p ＜ E3p＜ E4p＜ E5p · · · （2） n 相同(同一层) ， l 越小，能级越低。 Ens ＜ Enp＜ End＜ Enf · · · （3） “能级交错” 现象 E4s＜ E3d ， E 5s＜ E4d ， E6s＜E4f＜E5d · · · 多电子原子中，原子轨道的能级变化 1s 2s2p 3s3p 4s3d4p 5s4d5p 6s4f5d6p 7s5f6d7p 二、基态原子的电子层结构 1. 电子排布原则 1) 能量最低原理 原子核外电子的排布，总是尽可能使原子体 系的总能量最低。按泡令近似能级图依次充 填电子。 2) 泡令不相容原理 运动状态完全相同（即四个量数完全相同） 的电子是不相容的。 ①?每个原子轨道最多能容纳两个电子，并且 自旋相反； ② 每一个电子层中电子的最大容纳量是2n2个 3）洪特规则 ① 在简并轨道上电