第8章原子结构与元素周期律2015-2案例.ppt

8.4 核外电子排布 一、 多电子原子的能级顺序 (1) n?，E?。例：1s ? 2s ? 3s ? 4s ?··· ； E2p E3p E4p E5p (2) n相同，l ?，E?。例：2s ? 2p；3s ? 3p ?3d； (3) 特例：能级交错(energy level overlap) n和l 都不同的电子，如 3d和4s，其能级顺序为： E5s? E4d，E6s? E4f ? E5d E4s? E3d， 可用n＋0.7l规则来判断能级顺序 8.4.1 多电子原子中电子运动的描述和近似能级图 能级组内轨道能量差别较小。 第7周期 第6周期 第5周期 第4周期 第3周期 第2周期 第1周期 7s, 5f, 6d, 7p 7~7.7 6s, 4f, 5d, 6p 6~6.7 5s, 4d, 5p 5~5.7 4s, 3d, 4p 4~4.7 3s, 3p 3~3.7 2s, 2p 2~2.7 1s 1 n+0.7l 原子轨道能量 屏蔽效应和钻穿效应不要求(了解)： 屏蔽常数? = 0, n外层电子； ? = 0.35, 同层电子； ? = 0.85, (n-1)内层电子；? = 1, (?n-2)内层电子； ? = 1, d/f上的电子(除外层电子外)。 例如19K: 若4s1: Z* = Z - ? = 2.2 若3d1: Z* = Z - ? = 1 能级组：根据n+0.7l 数值分组(徐光宪) 多电子原子的能级顺序 排满np轨道后总是进入到下一电子层的电子排布！ 2. 泡利不相容原理：每个原子轨道上最多只能容纳两个自旋相反的电子。 1.能量最低原理：核外电子在原子轨道上的排 布首先进入能量低的轨道。 3. 洪特规则：电子在能量相同的轨道(简并轨道)上填充时，总是自旋平行并且分占不同的轨道。 8.4.2 原子核外电子的排布 np2 np4 原子核外电子排布的三个规则： 1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s→4f→5d→6p→7s→5f→6d→7p→高能量 洪特规则的特例：等价轨道处于全充满、半充满 或全空时比较稳定。 全充满 p6，d10，f14 半充满 p3， d5， f7 全空 p0， d0， f0 例1：7N 原子的核外电子排布为： ?? ?? 1s 2s ? ? ? 2p 电子排布式： 轨道表示式： 1s2 2s2 2p3 24Cr 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s1 29Cu 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1 3d4 4s2? 3d9 4s2？ 注意：不同能级的轨道间洪特规则特例不适用。 例如： 2s22p2不是2s12p3 ? 2s ? ? ? 2p 为突出正在填充的电子的排布特点，常将内层已达到稀有气体电子结构的部分写成“原子实”，用[稀有气体元素符号]表示。 如： 26Fe 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2 [Ar] Fe: [Ar]3d64s2 写一写32Ge的核外电子排布？ 1s22s22p63s23p63d104s24p2 或者[Ar]3d104s24p2 83Bi的核外电子排布？ 1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p3 或者[Xe]4f145d106s26p3 注意：原子失去电子形成离子时，失电子顺序为由外层到内层逐层失去。即：np→ns→(n-1)d→(n-2)f。 例：Al3+的电子排布如何？ Al核外电子排布：1s22s22p63s23p1 Al3+：1s22s22p6 Fe2+：1s22s22p63s23p63d54s1? 例： 26Fe: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2 Fe2+的核外电子排布如何？ Fe2+：1s22s22p63s23p63d6 ?应逐层失去！ 离子的电子排布：对于离子的外层电子来说，n+0.4l越大，能级越高。 Atom Energy level order Spectrum experimental order Cr Mo Cu Ag Au [Ar] 3 d 4 4