7第七章+原子的电子结构2.ppt

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1、4.1.多电子原子的轨道能级中心场近似V=Z*：有效核电荷数其中一个重要结论:在多电子原子中，电子的运动状态也是由n,l,ml和ms四个量子数决定的，电子在由这四个量子数所决定的各运动状态上的空间分布特征完全和在单电子原子中一样。4.多电子原子的结构与周期律原子光谱给出的锂和钠的能级图（P72）能级分裂:Ens

2、和原子的核电荷数Z之间的关系为：Z*=Z-----称为屏蔽常数屏蔽效应斯莱特规则----估算屏蔽常数的半经验规则（P73）多电子原子的原子轨道分组：(1s)(2s,2p)(3s,3p)(3d)(4s,4p)(4d)(4f)(5s,5p)一个电子对另一个电子的屏蔽常数的简单估算规则：1.处在右面的各轨道组内的电子对左面轨道组内的电子没有屏蔽作用，屏蔽系数为0；2.在同一轨道组内的电子，除(1s)组的二个电子间的屏蔽系数为0.30外，其它各轨道组内电子间的屏蔽系数都是0.35；3.主量子数为n1的各轨道组内的电子对(ns,np)组各电子的屏蔽系数为0.85；

3、4.主量子数等于和小于n2的各轨道组内的电子对(ns,np)组各电子的屏蔽系数均为1.00；5.处在(nd)或(nf)组左面的各轨道组内的电子对(nd)或(nf)组内电子的屏蔽系数均为1.00。Br：核电荷Z=35核外35个电子的排布:轨道符号1s2s2p3s3p3d4s4p电子数226261025Z*=(Z–)(1s)=0.30Z*=350.30=34.70(2s,2p)=70.35+20.85=4.15Z*=354.15=30.85(3s,3p)=70.35+80.85+21.00=11.25Z*=3511.25=23.75(3d)

4、=90.35+181.00=21.15；Z*=3521.15=13.85(4s,4p)=60.35+180.85+101.00=27.40Z*=35-27.40=7.60主量子数n123456有效主量子数n*1233.74.04.2E(4s,4p)==2.11a.u.E=-Z*2Eh/(2n*2)E(1s)==602.0a.u.E(2s,2p)==119.0a.u.E(3s,3p)==31.34a.u.E(3d)==10.66a.u.E(4s,4p)==2.11a.u.穿透效应（穿透作用）电子在主量子数相同而角量子数不同

5、的轨道上的径向分布是不一样的，从而导致内层电子对它们的屏蔽效应不同，这种影响就形象地称为穿透效应2s和2p电子向1s电子云的穿透（P75）E2snp轨道>nd轨道>nf轨道>...屏蔽常数：ns<np<nd<nf轨道能量：Ens

6、多电子原子中各原子轨道能量的变化趋势Z=1，氢原子Ens=Enp=End=Enf同一个多电子原子：1s<2s<2p<3s<3p<3d能级交错：E3d>E4s（Z=1519：P,S,Cl,Ar,K）E4d>E5s同样的轨道在不同的原子中，能量也是不一样的，总的趋势是Z增加，E下降E=-Z*2Eh/(2n*2)Z*=Z原子轨道在能量上的这种变化特征最终决定了多电子原子的电子结构，即电子的排布4.3.多电子原子的基态电子构型（电子排布）核外电子在各原子轨道上的分配称为原子的电子结构基态：电子处于能量最低的状态，电子排布是唯一的激发态：电子排布不是唯一的，与激发

7、的能量有关按照核内加1个质子、核外加1个电子的方式逐个构建原子，随着原子序数的递增，每个新增加的核外电子将按如下顺序陆续填满各个原子轨道，这条经验规则就叫构造原理。占有这些轨道的元素目前还没有被发现P771s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d7p(1s)(2s2p)(3s3p)(4s3d4p)(5s4d5p)(6s4f5d6p)(7s5f6d7p)分成7个能级组，每个能级组中原子轨道的能量相接近。4s3d4p：第四周期元素所对应的能级组7s5f6d7p：第七周期元素所对应的能级组光谱学家把n相同的电子分为一层，如n=1,K层，n

8、=2,L层，n=3M层…