化学原理原子结构.pptVIP

* ② Muliken法： I、E：分别为元素 M 的电离能和电子亲合能 计算公式： * 思考与回顾 两种原子的电子组态为 [He]2s1 和 [He]2s2，加入的电子进入 Li 的 2s 轨道，但对 Be 而言必须进入 2p 轨道，核对 2p 轨道上的电子束缚较松。 1、解释 S 的第一电离能为什么小于 P。 P：[Ne]3s23px13py13pz1 S：[Ne]3s23px23py13pz1 S原子的电子有两个处于同一个3p轨道，紧密的接近引起强烈排斥，使核电荷更多被抵消。 2、解释 Cl 的第一电离能为什么小于 F。 3、解释 Be 的核电荷大于Li，但电子亲和势却较小。 4、解释 N 的电子亲和势小于 C 的原因。 * * 周期号数等于电子层数，即第一周期元素原子有一个电子层，第二周期元素有两个电子层，其余类推。 各周期元素的数目等于相应能级组中原子轨道所能容纳的电子总数。第一、二、三为短周期，第四、五、六为长周期。第七为不完全周期，现有23种元素。 * 例如, 由Na(Z=11)至Cl (Z=17), 核电荷增加6, 最外层3s电子感受到的有效核电荷则增加4.56 * 由于 Ca 之后的 3d 能量低于 4s，将组态记做 [Ar] 3d24s2。阳离子组态需移去3个电子 (2个 s 和1个 d 电子)，Ti3+ 的组态为 [Ar]3d1。 思考与回顾 解释为什么从 N 到 O，2p 电子的 Z* 的增值小于从 C 到 N？ C: [He]2s22p2 N: [He]2s2sp3 O: [He]2s22p4 从C到N，增加的电子填入空的2p轨道，而从N到O，则必须填入一个已被电子占据的轨道，而受到较强的排斥，因此随原子序数增加的核电荷更多的被抵消。 给出 Ti 原子和 Ti3+ 离子的基态电子组态 Ti: 1s22s22p63s23p64s23d2 或 [Ar]4s23d2 写出 Ni 和 Ni2+ 的电子组态。 * 3.3.3 原子的电子层结构与元素周期系 * 元素的性质主要取决于原子的电子层结构，尤其是价层电子结构，所以元素周期表明确地反映了元素的性质随原子序数的增加呈周期性的变化规律。 * 原子的电子层结构 * * * * 由于能级交错，第六周期电子排布顺序是： 6s1-2?4f1-14 ?5d1-10 ?6p1-6 第七周期电子排布顺序是： 7s1-2 ?5f1-14 ?6d1-10 ?未完 第六周期中，从58号~71号的14个元素，其中最后一个电子填满 4f 轨道，这些元素和La称为镧系元素。 第七周期中，从90号~103号的14个元素，其中最后一个电子填满 5f 轨道，这些元素和Ac称为锕系元素。 这两组元素的最后一个电子排布在 (n-2)f 轨道，称为内过渡元素。 * 元素的分区 * f 区元素：金属，原子最外层的 s 电子，次外层的d电子，外数第三层的部分或全部f电子参与反应。例：CeO2中Ce原子失去2个 6s 电子，1个 5d 电子和1个 4f 电子。 s 区元素：活泼金属，易失去最外层 s 亚层的1个或2个电子形成正离子。 p 区元素：稀有气体，非金属，半导体，只有最外层的 s和 p 电子参与反应成键。 (8-N) 规则：族序号为 N 的元素，其原子一般可提供 (8-N) 个电子与 (8-N) 个邻近原子形成具有 (8-N) 个共价键的分子。例 VA 的白磷分子为 P4，每个磷与另外 (8-5)3个 P原子以共价单键连结。 d 区元素：金属，原子最外层的s电子， 部分或全部次外层的 d 电子参与反应。如：Cr3+是2个 3d 电子和1个 4s 电子参与反应形成的。 过渡元素：d区元素 + ds区元素 * 电子层结构与族的关系 * 凡是最后一个电子填入 ns 或 np 轨道的都是 主族元素，其价电子的总数等于其族数。 例： 元素 S ，原子序数16 核外电子排布：1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 价电子为 3s2 3p4 或写作 [Ne] 3s2 3p4 S 是主族元素，第六主族 族数 = 最外层电子数 = 最高氧化数(O、F除外) * IIIB~VIIB族元素 (d区)：族数 = 价电子 (最外层和次外层电子) 总数； IB和IIB族元素 (ds区) ：族数 = 最外层电子数 例：Mn，原子序数25 电子构型： 1s2 2s22