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1、原子结构与分子结构—原子结构lo核外电子的运动状态原子由原子核与绕核高速运动的核外电子构成。中性原子的核外电子数等于核电荷数（原子序数）。核外电子的运动状态描述包括空间运动状态和自旋状态两个方面；核外电子的空间运动状态则通过能层、能级和轨道3个不同层次的概念来描述：⑴能层核外电子首先可按能量高低划分成能层，由低到高（由里向外）依次用K、L、M.N、O、P、Q等字母标记；外层电子的能量高于内层，因为从低能层激发到高能层要克服原子核的静电引力，要提供能量（如吸收光子）。对于氢原子，处于第一能层（用时，电子的能量为-13.6电
2、子伏特，处于第二能层⑴时，电子的能量为-13.6+4电子伏特，处于第三能层（刈时，电子的能量为-13.6一9电子伏特，等等，完全脱离原子核吸引的电子的能量计为零（若飞离，其动能为其他来源）。⑵能级也叫亚层。K层只有一个能级，符号为IS；Z层有2个能级，符号为2s和2p;M层有3个能级，分别为3s,3p,3d;N层有4个能级，4s,4p,4d,4f;…。归纳：能层中的能级数等于能层序数。处在s,p,d,f等不同能级的电子的电子云形状不同。电子云是电子在核外各点出现的几率分布的形象化描述——电子出现几率大的空间，几率密度大，好
3、比云雾浓一些，所以，整个电子云图象就是电子在原子核外最经常出现的空间（通常取总几率的90%）o所有s电子云都呈球形。所有P电子云（2p,3p,4p,5p…）都呈哑铃形（或双纺锤形），其中心是原子核。d电子云（3d,4d,5d…）多数呈如花瓣似的以原子核为中心的4个纺锤形）；f电子云（4f,5f,6f…）形状更为复杂。同能层的⑦、门P、Rd、川能级的电子云依次越来越松散。对于氢原子，只有1个电子，处于同—能层不同能级（处、门P、门d、/7f……）的电子能量相同；而对于多电子原子，由于电子间相互作用，处于同一能层不同能级的电子
4、能量随圧、门P、门d、/7f、……的顺序依次递增。（3）轨道在一定能层一定能级上的一定空间取向的电子云可以称为一个轨道，又叫轨函，ns能级，即Is,2s,3s,4s…嘟分别只有一个轨道；无论2p、3p、4p、……都各有3个轨道，用门PxQPy门Pz为符号，如2px、2py、2pz,它们在分别以直角坐标为轴呈双纺锤形，纺锤的轴分别相应于x、y、z轴，双纺锤的连接点为原子核（坐标原点）；加能级均有5个轨道，分别用/7dxyzndyzzng,/7dx2_y2,/?dz2为符号,除ndz2外均呈4个相互垂直的纺锤形，纺锤的轴在同一
5、个平面上，连接点为原子核（坐标原点），而门dz2形状稍不同，由z轴上的双纺锤形与&平面上的手镯状环组成，图形的中心为原子核；川电子云共有7种取向，即7个轨道；形状比加更复杂，因很少应用，不再赘述。3sPyPzPx图1-1电子云（注：这些图象只给出了电子云在三维坐标系里的取向，未给岀图象的径向细节）具有一定能层、一定能级和一定轨道的核外电子，称为电子的空间运动状态，如3px为第3能层p能级x轴上的轨道，是一种空间运动状态，等等。每一能层的可能空间运动状态数如下（用□表示一个轨道）：能层能级轨道空间状态数第一能层（K）Is□1
6、第一能层的空间运动状态数1(=12)第二能层（厶）2s□12p□□□3第二能层的空间运动状态数4(=22)第三能层（M）3s□13p□□□33d□□□□□5第三能层的空间运动状态数9(=32)第四能层（AO4s□14p□□□34d□□□□□54f□□□□□□□7第四能层的空间运动状态数16(=4?)第五能层（0）25(=52)第八能层表1・1核外电子的可能空间运动状态数［之，核外电子空间运动状态总数=n2,n=1,2,3,4,•••o（4）核外电子的自旋状态核外电子除有一定空间运动状态外还有一定自旋状态。电子的自旋可比拟成
7、地球绕轴自转，只有顺时针方向和逆时针方向两种状态，常用向上和向下的箭头（f和（）以示区别。基态（最低能量状态的）原子中,处于同一个空间运动状态的电子自旋状态必相反，或者说，在一个轨道里最多只能容纳2个电子，它们的自旋方向相反。这一规律被称为洪特规则。总结：核外电子的可能运动状态的总数=核外电子的可能空间运动状态数X2=2n2,12,3，4，5，•••2构造原理与元素的基态电子组态随核电荷数递增，各元素的基态原子中的电子按图1-2的顺序逐一填入其可能运动状态，这种规律叫做构造原理。构造原理是实验与理论综合得出的结论，它归纳了
8、大多数元素的原子核外电子的排布（也叫电子构型或基态原子电子组态）,解释了核外电子的行为，如可能得失的电子数，即化合价（或氧化数），等等。对构造原理有多种理论解释，如屏蔽效应、钻穿效应等等，初学者应首先学会根据构造原理得出电子组态，以暂不细究其解释为宜，因离开定量计算作定性解释极易引起逻辑混乱，而定量计算
