第1章-原子结构.ppt

屏蔽效应(Shielding)：电子作为客体有效核电荷：Z*=Z-?（?称屏蔽常数）屏蔽效应：电子间相互作用引起对核电荷的抵消多电子原子中电子的近似能级公式：B=2.179?10-18J或13.6eV3.屏蔽效应*：在多电子原子中，某个电子所受其它电子的排斥作用都归结为抵消了一部分核电荷的作用，该现象称为屏蔽效应。Z*=Z-s，屏蔽常数s可根据Slater规则进行计算。[例]求碳原子的2p电子的屏蔽常数C:1s22s22p2 ?=2?0.85+3?0.35=2.75 Z*=Z-?=6-2.75=3.25 分组：按电子层、亚层分组

(1s),(2s,2p),(3s,3p),(3d),…外层对内层电子，?=0；(3)同组内电子，?=0.35（1s间为0.30）；(4)相邻内层电子，?=0.85(s，p)，1.00(d，f)；(5)更内层电子，?=1.00(6)对nd,nf中电子，其左边所有组电子?=1.00Slater规则（了解）：能级除取决于主量子数n外，还与角量子数l等有关。图21例如：钾原子的最后一个电子排布在：(19K1s22s22p63s23p6)4sor3d?(E4sE3d?)4s:Z*=19-(0.85×8+1.00×10)=2.20若3d:Z*=19-(1.00×18)=1.00E4sE3dK：[Ar]4s14.钻穿效应*(penetration)：电子作为主体n相同,l不同l越小?在离核近的地方出现的概率就越大?受其它电子的屏蔽就越小?受核的吸引就越强。能级分裂能级序：spdf图223d与4s轨道的径向分布图1.泡利不相容原理(exclusionprinciple)1925年奥地利化学家泡利(W.Pauli1900~1958，58岁)根据光谱实验及周期性规律，提出了如下原则：在同一原子中，不可能有四个量子数完全相同的两个电子存在，即原子中两个电子所处状态的四个量子数(n,l,m,ms)不可能完全相同。换句话说，每个原子轨道最多只能容纳2个电子且电子的自旋方向相反。1.3.2多电子原子核外电子排布（基态）2.能量最低原理世界上万物都是趋向于取得能量最低状态，体系稳定。核外电子在排布时，也是如此，即电子排布时，将尽可能使电子的能量为最低，即电子总是首先占据能量最低的轨道，然后依次进入能量较高的轨道，由低到高顺序排布。1.3.2.1基态原子的核外电子排布规则3.洪特规则洪特（F.Hund.德国1896~）根据大量光谱实验数据在1925年总结出来的规律：电子分布到能量相同的等价轨道(n,l同)时，总是尽量分占不同的轨道且自旋方向相同，或者说在等价轨道中，自旋方向相同的单电子越多，体系就越稳定，该规则也称等价轨道原理。洪特规则虽然是一个经验规则，但后来为量子力学理论计算所证明。电子按洪特规则排布，可使原子体系的能量最低，最稳定。

作为洪特规则的特例，等价轨道在全满s2p6d10f14或半满s1p3d5f7或全空s0p0d0f0时最稳定。如:6C的电子排布为:1s22s22p2?价电子：能参与成键的电子；价层电子构型：价电子所在的亚层——价电子层，其构型即～如：3d5主族：价电子数=最外层电子数；副族(镧系锕系除外)：最外层+次外层(部分或全部)；1.3.2.2基态原子的价层电子构型1.3.2.3基态原子的价层电子构型１．简单基态阳离子的核外电子排布特别注意：(1)基态原子外层电子填充顺序：ns→(n-2)f→(n-1)d→np(2)基态原子失电子的顺序：np→ns→(n-1)d→(n-2)f２．简单基态阳离子的电子构型（后移至晶体结构一章学习。）1.2.4波函数和电子云的空间图象1.原子轨道及电子云的径向分布：略。2