原子结构元素周律.ppt

波函数原子轨道电子云的区别和联系01波函数?n,l,m表示电子的运动轨道它又称原子轨道,如?1s,?2Px。波函数可分解为径向波函数和角度函数数，它们的分布图有正负号部分。02│?│2表示电子出现的几率密度电子云是用小黑点的浓稀不同来形象表示电子在空间出现的几率密度的大小，电子云又可用界面图来表示，常用的是平面界面图。电子云也可用径向分布图[D(r)-r]和角度分布图Y2(?，?)来表示，它们的图形没有正负号。03第三节原子的核外电子排布和元素周期表*核外电子排布规则3-3原子结构与元素周期系的关系二.原子的电子排布和电子构型033-2核外电子排布二.轨道填充顺序图023-1多电子原子的能级一.屏蔽效应和钻穿效应013-1多电子原子的能级*一.屏蔽效应和钻穿效应1.氢原子核外电子的能量E＝-————(eV)13.6n22.多电子原子的能量中心势场模型在多电子原子中，对所选定电子所受的其它电子的作用，看作是来自一个核电荷为(Z-?)的单中心势场，Z*=(Z-?)称为有效核电荷，?称为屏蔽常数。用这种方法来处理多电子原子的能量称为中心势场模型。(1)、屏蔽效应──在多电子原子中，电子间的相互作用引起原子核对外层电子吸引力减弱的效应称为屏蔽效应。表示为Z*＝Z-?Z──核电荷Z*──称有效核电荷?──称为屏蔽常数E＝-————(eV)13.6(Z-?)2n23-1多电子原子的能级*（2）屏蔽常数的计算（斯莱特规则）1核外电子分组次序(1s);(2s,2p);(3s,3p);(3d);(4s,4p);(4d);(4f);(5s,5p);...这个次序实际上就是内层电子能量大小的次序。3最外组同组电子的屏蔽效应对于1s上的两个电子的?＝0.30，其余的同组电子?＝0.35。4对ns,np组电子，主量子数为(n-1)的各电子的?＝0.85，小于（n-1）的各电子的?＝1.005对于nd或nf组电子，内组各电子的?＝1.002后一组电子对前一组电子没有屏蔽作用3-1多电子原子的能级*例题(P221)计算基态钾原子的4s和3d电子的能量。所以E3dE4s解：根据斯莱特规则：19K原子的3d电子组态为：1s22s22p63s23p63d1所以?3d＝18×1.00＝18.00E3d＝-————————＝-1.51eV13.6×(19-18)23219K原子的4s电子组态为：1s22s22p63s23p64s1所以?4s＝10×1.00+8×0.85＝16.80E3d＝-————————＝-4.11eV13.6×(19-16.8)242这个结果表明，ns电子的屏蔽效应较小，（n-1）d电子的屏蔽效应较大，屏蔽效应越大，电子的能量越高。3-1多电子原子的能级*钻穿效应──在多电子原子中，外层电子由于钻入到核附近而使其能量降低的现象称钻穿效应。同电子层电子，s电子的钻穿效应最大，因为它的电子云径向分布在核附近峰数最多，所以EnsEnpEndEnf由于屏蔽效应和钻穿效应，使外层轨道的ns电子能量比次外层轨道(n-1)d电子能量低的现象称能级交错现象。3-1多电子原子的能级*二.轨道填充顺序图注意：电子的填充次序是根据原子的外层电子计算轨道的能量。对于原子的内层电子来说，不存在外层电子的屏蔽作用，轨道能级的大小主要由量子数n和l决定。即对内层电子来说,能量大小是:1s2s3s3d4s4p4d4f…1.能级组──在多电子原子中，原子轨道按照能量的不同进行分组称为能级组，每一能级组的最低能级为s轨道，最大能级为p轨道。能级组中的最大主量子数n称为第n能级组。图6-17表示的能级组是指内层电子的能量大小次序，外层电子的能量由于能级交错现象而不符合本能级组。2.核外电子填充顺序图[1s]↓[2s→2p]↓[3s→3p]↓[4s→3d→4p]…↓[ns→(n-1)d→(n-2)f→np]ⅠⅡⅢⅣ…n能级一.核外电子排布规则3-2核外电子排布*洪特规则的特例：在等价轨道的全充满（p6，d10，f14）、半充满（p3，d5，f7）全空时(p0,d0,f0)的状态，具有较低的能量和较大的稳定性。01最低能量原理──电子在原子轨道上的排布，要尽可能使电子的能量最低。02保里不相容原理──每个原子轨道最多只能容纳两个电子，且自旋方向必须相反。即原子中不能存在四个量子数都相同的电子。03洪特规则──电子在等价轨道（能量相