元素周期系和相对论

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1、第一章元素周期系和相对论效应内容提要多电子原子的轨道能量原子结构参数的周期性电负性概念的发展次级周期性和原子模型的松紧规律周期系中的相对论效应元素周期系的发展1.1多电子原子的轨道能量单电子体系的氢原子或类氢离子的能量可用核电荷及主量子数直接表达出来；多电子体系的能量可以用中心力场方法近似的计算。En＝–13.6()2(eV)Zn—屏蔽常数和轨道能量的计算关键是屏蔽常数和轨道能量的计算※Slater规则：（p5~7）Slater屏蔽常数规则将原子中的电子分组(1s);(2s,2p);(3s,3p);(3d);(4s,4p);(4d);(4f);(5s,5p);(5d);(5f)等位于某小组

2、电子后面的各组，对该组的屏蔽常数＝0，近似地可以理解为外层电子对内存电子没有屏蔽作用；同组电子间的＝0.35(1s例外，1s的＝0.30);对于ns或np上的电子，(n－1)电子层中的电子的屏蔽常数＝0.85，小于(n－1)的各层中的电子的屏蔽常数＝1.00;对于nd或nf上的电子，位于它左边的各组电子对它们的屏蔽常数＝1.00。说明：能级除取决于主量子数n外，还与角量子数l等有关。何谓屏蔽作用大小？答：所谓屏蔽作用大小，是指其它电子对核对某一指定电子引力的屏蔽是大是小，但常简化为某电子对核的屏蔽是大是小，或某电子对某某电子的屏蔽是大是小。其次，在讨论其他电子对某一指定电子的

3、屏蔽是大是小,必须要同时考虑两种因素，一为两者间的相对位置，被屏蔽者是在屏蔽者的内层?外层?还是同层，这是首先要考虑的;一为两者所在轨道的形状，被屏蔽者是s、p电子还是d、f电子?因为这两种因素都可影响σ值的大小。Question1※Clementi(克里门蒂)和Rai-mondi(雷蒙弟)公式：他们从自洽场波函数出发，通过计算原子序数为1~36的元素的有效核电荷，总结出计算屏蔽常数的经验公式。该公式考虑了外层电子对内层电子的屏蔽作用，对不同状态的电子所受的屏蔽可用以下公式计算。σ(1s)=0.3(1s-1)+0.0072(2s+2p)+0.0158(3s+3p+4s+3d+4p)……见教

4、材p6~7关鲁雄主编《高等无机化学》p19原书：ClementiE,Rai-mondiDL.JourChexnPhys38,2686(1963)徐光宪改进的Slater屏蔽常数规则主量子数大于n的各电子，其＝0；主量子数等于n的各电子,其由表1.1求。其中np指半充满前的p电子,np指半充满后的p电子(即第4、第5、第6个p电子)；被屏蔽电子n≥1屏蔽电子nsnpnp’ndnfns0.300.250.230.000.00np0.350.310.290.000.00np’0.410.370.310.000.00nd1.001.001.000.350.00nf1.001.001.001.0

5、00.39表1.1n层对n层的屏蔽常数徐光宪改进的Slater屏蔽常数规则主量子数等于(n－1)的各电子，其由表1.2求。主量子数等于或小于(n－2)的各电子，其＝1.00。被屏蔽电子n≥1屏蔽电子(n－1)s(n－1)p(n－1)d(n－1)fns1.000.900.930.86np1.000.970.980.90np’1.001.001.000.94nd1.001.001.001.00*1s对2s的σ＝0.85。表1.2(n－1)层对n层的屏蔽常数※徐光宪有效主量子数的取值：n:1234567n*:1233.74.04.2徐光宪122.602.853.003.003.30注意：Sl

6、ater组的划分指定电子核心：元素原子核外电子排布，即电子构型能级组的划分n+0.7l=K:3d104s1Fe:3d64s2n+0.4l=K:3d104s1Fe:3d64s24+0.7x0=43+0.7x2=4.44+0.4x0=43+0.4x2=3.8TheGroundstateElectronConfigurationoftheElements耕耘周期表※Pd原子特殊110号Darmstadtium钅达，111号Roentgenium钅仑。美发现认识元素周期表的新视角将金属铅转变成黄金或许永远是个神话，不过与其相类似的“炼丹术”不仅可能，而且还相当廉价。美国宾州大学3名研究人员日前发表文章

7、说，他们发现某些元素原子的组合所显示的电子特征同其他元素的电子特征相仿。研究小组带头人艾伯特·卡斯尔曼教授表示，此发现有望帮助人们获得更廉价的广泛应用于新能源、环境治理和催化剂的材料。在研究中，他们利用光电子成像光谱技术，分析研究了一氧化钛和金属镍、一氧化锆和金属钯，以及碳化钨和白金两两之间的相同点。发现，从一氧化钛分子中去除电子所需的能量同从镍原子中去除电子所需的能量相同。同样，一氧化锆和金属钯