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1、原子结构尹明轩三、能层（电子层）和能级（电子亚层）1、能层在多电子原子的原子核外电子的能量是不相同的。按电子的能量不同，可将核外电子分成不同的能层，并有符号K、L、M、N、O、P、Q表示。原子核外每一层最多容纳的电子数如下：能层一二三四五六七…符号KLMNOPQ最多电子数281832502n22、能级理论研究证明，在多电子原子中，同一能层的电子能量也可能不同，还可以把它们分成能级。就好比能层是楼层，能级就是楼的台阶。能级的符号和所能容纳的点子数如下：能层KLMNO…符号1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p
2、5d…最多电子数22626102610142610…s轨道四、原子轨道zzyyxxp轨道d轨道f轨道(l=3,m=+3,+2,+1,0,-1,-2,-3):m七种取值,空间七种取向,七条等价(简并)f轨道.本课程不要求记住f轨道具体形状!电子自旋方向◆描述电子绕自轴旋转的状态◆自旋运动使电子具有类似于微磁体的行为◆分别用↑和↓表示想象中的电子自旋★两种可能的自旋方向:正向(+1/2)和反向(-1/2)★产生方向相反的磁场★相反自旋的一对电子,磁场相互抵消.ElectronspinvisualizedMagneticf
3、ieldscreenSmallclearancespaceSilveratomicraykiln五、核外电子排布原则① 最低能量原理：基态原子中，电子总是优先占据能量较低的轨道。② 泡利不相容原理：一条轨道最多容纳两个自旋相反的电子。③ 洪特规则(Hund’srule)：在等价轨道上，电子将尽先分占各轨道，且自旋平行。（量子力学理论已证明：原子中自旋平行电子的增多有利于能量的降低）填充２ｐ３：￪￪￪填充５ｄ６：￪￪￪￪￬￪推知：等价轨道半充满（s1,p3,d5,f7）全充满（s２,p６,d10,f14）全空（s０,p
4、０,d０,f０）此时体系能量较低，状态较稳定1Pauling近似能级图电子排布顺序：1s2<2s2<2p6<3s2<3p6<4s2<3d10<4p6<5s2<4d10<5p6<6s2<4f14<5d10<6p6<7s2<5f14<6d10<7p6…第一能级组第2能级组第3能级组第3能级组第5能级组第6能级组第3能级组(或[Ar]3d104s1)电子分布式:1s2s2p3s3p3d4s122626101s2s2p3s3p4s3d4p226262能级填充:24Cr4不够稳定1s2s2p3s3p4s3d4p2262615稳
5、定(满足洪特规则)(或[Ar]3d54s1)电子分布式:1s2s2p3s3p3d4s122626529Cu1s2s2p3s3p4s3d4p226261能级填充:101s2s2p3s3p4s3d4p2262629不够稳定稳定(满足洪特规则)外层电子构型:3d54s1(电子分布式中最后两个能级)￪￪￪￪￪￪外层电子构型:3d104s1（电子分布式中最后两个能级)￪￬￪￬￪￬￪￬￪￬￪参见周期表(底页)中各元素的外层电子构型(有少数例外)3.共价键的特征A:饱和性H(1s1)Cl(3s23p5)H—ClN(2s22px12
6、py12pz1)N≡N几个未成对电子只能和几个自旋方向相反的单电子配对成键。H2NH3HCl1s—3px重叠越大，形成的键越牢固——共价键具有方向性。H21s—1s两个电子配对，就是两个原子轨道发生重叠。重叠的结果是电子云密度在两核之间增大。B:方向性H1sF2p2p2pFFF2H2HF电子云重叠示意图4.共价键的类型a:σ键两原子轨道沿键轴方向进行同号重叠所形成的键。根据轨道重叠的方向方式及重叠部分的对称性划分为不同的类型头对头●●s—s●●px—s●●px—px轨道重叠电子云分布电子云分布b:π键两原子轨道沿键轴
7、方向在键轴两侧平行同号重叠所形成的键肩并肩zpz—pz●●xpy—py●●x轨道重叠键类型σ键π键原子轨道重叠方式沿键轴方向相对重叠沿键轴方向平行重叠原子轨道重叠部位两原子核之间，在键轴处键轴上方和下方，键轴处为零原子轨道重叠程度大小键的强度较大较小化学活泼性不活泼活泼σ键和π键的特征比较★两原子间若只形成一个共价键，一定是σ键；★两原子间若形成多个共价键，其中一个是σ键，其余为键。如N2、CH2＝CH2、CH≡CH；例：H21s11s—1s1个σ键Cl23s23p53px—3px1个σ键HCl1s—3px1个σ键
8、N22s22p32px—2px1个σ键2py—2py1个键2pz—2pz1个键三个共价键N2分子中的3个共价键为什么不全是σ键呢？配位键与共价键的区别与联系：两者的形成过程不同，但配位键一旦形成，其结果与共价键没有区别。是一种特殊的共价键。如铵根：配位键形成条件：一方有空轨道，另一方有孤对电子。NHHHHNHHHH二、杂化轨道理论形成分子时
