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《奥赛讲义原子结构和元素周期律》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、奥赛系列讲座：第一讲原子结构与元素周期律第一节原子核外电子的运动状态K内容摘要31.核外电子运动状态（1）核外电子运动的特征r能量：量子化电子理论：1924年，德布罗意首先提出运动方式：波粒二象性，实验：电子衍射实验证实（2）核外电子运动状态的描述①主量子数n（n=1，2,3，4,…）电子层电子层的序数（n）123456符号KLMN0P能量低1-=＞高②角:B:子数1（1=0，1，…，（n-1））电子亚层取值1=01=11=21=n-1亚层符号SPdf、g、h.电子云形状球形对称纺棰形（哑铃形）十字花瓣
2、形更为复杂能量类氢原子在电子层数相同的条件下，1的取值与能量无关.多电子原子在电子层数相同的条件下，1的取值越大，能量越高。③磁量子数m（m=0：土1，土2,…，±1）电子云的伸展方向（a）当1=0、m=0时，s电子云只有一种伸展方向。其图形为：（b）当1=1，m=0、m=±l时，P电子云有三种不同的仲展方叫。某图形为:④自旋量子数ms（ms=+l/2,-1/2）电子的自旋主量子数（电子层）•轨道，角量子数（电子亚层）核外电子的运动状态，I磁量子数（电子云的伸展方向）I电子的自旋轨道：具有一定能量和伸展
3、方向的电子云所占据的空间。S电子云（球形）P电子云亚铃形PxPYP2三个方向d电子云五个方向（称五个简并轨道）dxydxzdyzdx2-y2dz2f电子云七个方向能量相同的轨道称简并轨道三、核外电子的排布(多电子原子)例1:一个电子处于n=2,i=0的运动状态就为2s电子，处于n=2,1=1就为2p电子。例2:假定有下列电子的各套量子数，指出哪几套不可能存在，并说明原因。(1)3，2,2,1/2(2)3,0，-1，1/2(3)2,2,2,2(4)1,0，0,0(5)2,-1,0,1/2(6)2,0,-2
4、,1/23d2.核外电子排布的基本规律(1)能量最低原理能量最低原理是自然界普遍适用的法则，同样适用于处于稳定状态(基态)下的原子。即电子在轨道上的分布，必须使整个原子的能量最低，这样体系最稳定。4/5/4d5d5s解：除⑴外都不可能；(2)中i=0,m只能为0;(3)中n=2,i只能为0或1或-1,ms只能取+1/2或-1/2;(4)中ms只能取+1/2或-1/2;(5)中n=2时，i只能为0或1;(6)中i=0,m只能为0。(3)每一电子层屮电子云的形状、轨道的分布状况和最多可填充的电子数电子层⑻K
5、n=lLn=2Mn=3Nn=4电子亚层(1)s0s0P1s0P1d2s0P1d2f3电子云的形状及径向分布♦隹⑧X雜藝藝••感參參參參參參电子云的伸展方向(m)000，±100，±10，土1，±200,士10，士1，士20，土1，±2，士3各电子亚层上的简并轨道数1131351357各电子层的轨道总数(I?)14916各电子层最多可填充的电子数(2n2)281836同一电子亚层上的不同轨道的能铽是相等的，这些能以相等的轨道就称为简并轨道。多电f原f轨道能级图(2)泡利(Pauli)不相容原理1925年泡
6、利在总结了大量实验结果后指出，在同一原子屮不允许两个电子的叫个量子数完全相同。这就是著名的泡利不相容原理。换句话说，同一原子的轨道上最多只能容纳两个电子，且自旋相反。(3)洪特规则洪特从光谱实验数裾总结出了一条规律：电子在简并轨道上分布时，将近可能分占不同的轨道，且自旋相反。洪特规则的特例——当简并轨道全充满或半满或全空时，整个原子的能量较低，亦即较稳定。这就是洪特规则的特例。例3:试写出(1)24Cr、47Ag的电子排布式；(2)13A1317Cr的轨道表示式。3.电子分层排布的实验证明：电离能电离
7、能：气态原子(或离子)失去电子生成离子(或高价离子)所需要的能U(kJ/mol)【练习二】1.已知多电子原子中，下列电子具有如下量子数(n、1、m、ms),其中能量最高的电子是(A)2,1，1，-1/2(B)3，1，-1，-1/2(C)3，0，0,-1/2(D)3,2,-2,-1/22.下列元素的原子的第一电离能最大的是(A)N(B)O(C)P(D)B3.某原子核外的5个电子的量子数分别列于下表。写出它们的轨道符号，并按它们轨道能量高低次序排列(如有能量相同的，需注明)编号n1m轨道符号轨道能量高低排列
8、①②③④⑤400+1/231-1-1/2320+1/232-2-1/2300-1/24.A、B、C、D都是短周期元素，原子半径D〉C〉A〉B。其中A、B处于同一周期，A、C处于同一主族。C原子核内的质子数等于A、B原子核P、j的质子数之和，C原子最外层上p电子数是D原子最外层上a，电子数的2倍。试回答:(1)这四种元素分别是ABCD;⑵这四种元素单质的熔点由高到低的顺序是：;⑶写出A、B、D组成的化合物与B、C组成的化合物相互反应的化学方程
