化学 教学课件 作者 王利明 陈红梅 李双石 主编6原子核外电子的排布.ppt

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1、学习情境六原子核外电子的排布北京电子科技职业学院生物技术系Bohr理论要点：（1）电子在符合量子化条件的轨道上绕核运动，这些轨道称为稳定轨道，电子在稳定轨道上运动不释放能量；（2）轨道离核越远，能量越大；关系式：E=－2.179×1018／n2基态：电子尽可能处于能量最低轨道的状态；激发态：获得能量，电子跃迁到能量高轨道的状态。（3）脱离供给能量体系，激发态不稳定，电子将从高能级回到较低能级，以光子形式放出能量。光子学说：△E=hν对氢光谱及原子结构的解释。[简评]是结构理论的重大突破，但对原子结构复杂性仍认识不够。电子的波粒二象性波动性表征：波长、频率、衍射

2、干涉等；粒子性：速度、质量、动量等。因此，高速运动的电子，在原子中的运动规律必然与宏观物体不同。1.原子轨道Schrödinger方程一、核外电子状态的描述[说明]（1）方程的解Ψ非具体数值，而是一函数关系；（2）有很多数学解Ψ；（3）须同时引入三个限制条件，即三个量子数，Ψ才具有确定的物理意义；换句话说，一组量子数确定后，对应唯一解Ψ和相应的能量确定，该电子的运动状态确定。一、核外电子状态的描述2.原子轨道与波函数Schrödinger方程中每个特定解Ψnm表示电子运动的一稳定状态，借用“轨道”名称，称Ψ为原子轨道。一、核外电子状态的描述3.电子云——统计观

3、点形象说明原子轨道。（1）几率：电子在空间出现的机会；（2）几率密度：电子在空间单位体积出现的机会。根据电子衍射现象，几率密度等于

4、Ψ

5、2。一、核外电子状态的描述（3）电子云：用小黑点的疏密表示空间各处电子几率密度大小，得到的图形。s原子轨道伸展方向[小结]电子的运动状态需用一套四个量子数来描述，缺一不可，即四个量子数确定后，电子在核外空间的运动状态就确定了。一、核外电子状态的描述[前提]基态原子1.排布原理（1）能量最低原理：核外电子总是尽可能的分布在能量最低的轨道，以使原子系统的能量最低。（2）Pauli不相容原理：原子中每个电子的一套量子数不允许完全相同。

6、（3）洪特规则：电子在等价轨道上分布时，总是尽可能以自旋平行的方向分占不同的轨道，以使原子能量最低。二、核外电子排布2.能级顺序——近似能级图（1）能级交错现象；徐光宪先生n+0.7规则。（2）能级组：能量相近的能级划分为一组。（3）近似能级图——电子填充顺序。二、核外电子排布Pauling原子轨道的近似能级图二、核外电子排布基态原子外层电子填充顺序二、核外电子排布3.电子排布原子序数=核电荷数=核外电子数（1）Hund规则：电子将尽可能多分占不同的简并轨道，且自旋平行。（2）Hund规则特例：[例外]Nb、Ru、Rh、W、Pt简并轨道全充满、半充满、全空、能

7、量相对较低，较稳定。“原子实”——希有气体结构；“价电子构型”。二、核外电子排布4.电子排布周期性——周期表[分析]（1）能级组与周期：周期是根据最高能级组确定的。周期数=最高能级组数=该周期元素原子最外电子层的主量子数（2）元素分区、族数与电子构型：主族元素：族数=最外电子层电子数副族元素：ⅠB、ⅡB=最外电子层电子数ⅢB~Ⅷ=nS电子数+(n-1)d电子数二、核外电子排布（3）规律：①各周期元素的数目②元素原子的最外电子层电子数≤8③元素原子的次外电子层电子数≤18二、核外电子排布[应用]例：价电子构型为3S23P4，确定其位置及名称。Z=26，何元素？位置

8、及名称。结构为[Ar]3d104S24P2，何元素及位置。二、核外电子排布元素周期律——电子排布周期性变化的必然结果三、元素某些性质周期性变化规律1.原子半径（统计意义)影响因素：①n，②Z，③电子间斥力规律：主族元素：从左到右r减小；从上到下r增大。过渡元素：从左到右r缓慢减小；从上到下r略有增大。三、元素某些性质周期性变化规律主族元素原子半径变化示意图三、元素某些性质周期性变化规律原子半径在周期表中的变化规律:（1）同一周期主族元素，从左到右，原子核作用在最外层电子上的有效核电荷数显著增加，而电子层数并不增加，原子核对外层电子的引力逐渐增强，导致原子半径明显

9、减小。（2）同一周期副族元素，从左到右，由于原子核作用在最外层电子上的有效核电荷数增加不多，且电子层数并不增加，使得原子半径减小比较缓慢。但当次外层的d轨道全部充满形成18电子构型时，原子半径突然增大。这是由于(n-1)d轨道全充满后对外层电子屏蔽作用较大，使得原子核作用在最外层电子上的有效核电荷数减小而引起的。三、元素某些性质周期性变化规律2.电离能Ⅰ定义：气态原子失去电子变为气态阳离子时所需的能量。它反映了原子失电子的难易程度。影响因素：核电荷数、原子半径、电子间斥力和结构稳定性。三、元素某些性质周期性变化规律变化规律：（1）同元素原子Ⅰ1＜Ⅰ2＜Ⅰ3（2）

10、同族元素主族：从上到下减