原子结构竞赛辅导讲义1

《原子结构竞赛辅导讲义1》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、原子结构奥赛辅导－－一．原子核外电子的排布二．周期表中元素性质的递变规律三．电子配对法四．路易斯结构与共振理论五．杂化轨道理论六．价层电子对互斥理论（VSEPR）七．σ键、π键和大π键八．等电子体原理九.价键理论（配位化学）一．原子核外电子的排布电子在原子核外的排布遵循三条规律，即泡利不相容原理、能量最低原理和洪特规则。依据三条规律可以写出不同元素的电子排布式。电子层、亚层、轨道、自旋四个方面决定了一个核外电子的运动状态。电子云电子层、亚层轨道的意义能级的概念氢原子和多电子原子核外的能级电子排布式和轨道表示式洪特规则及特例核外电子运动状态的四个量子数电子云电子云是一个

2、形象的比喻，不是实质性的云雾，不能理解为由无数电子组成的云雾。应该指出，氢原子核外只有一个电子，也仍可以用电子云来描述。电子云表示单位体积内，电子出现的几率密度。单独一个小黑点没有任何意义。2．电子层、亚层、①电子层——表示两方面意义：一方面表示电子到原子核的平均距离不同，另一方面表示电子能量不同。K、L、M、N、O、P……电子到原子核的平均距离依次增大，电子的能量依次增高。②亚层——也表示两方面意义：表示电子云形状和能量不同。s电子云：球形p电子云：无柄哑铃形d和f电子云形状复杂。s、p、d、f电子能量依次增高。3.轨道的意义③轨道：电子云所占据的立体空间，称为轨道

3、。轨道的大小、形状分别由电子层、亚层决定。除了s电子云是球形外，其余亚层的电子云都有方向（伸展方向），有几个方向就有几个轨道。每一个原子核外都有许多电子层、亚层，因此，每个原子核外都有许多轨道。p、d、f亚层的电子云分别有3个、5个和7个伸展方向。因而分别有3、5、7个轨道：3个p轨道、5个d轨道和7个f轨道。它们的能量完全相同；电子云形状也基本相同，只是伸展方向不同。②电子云角度分布图dx2-y2dz24．能级的概念在电子层、亚层、轨道和自旋这四个方面中，与电子能量有关的是电子层和亚层。因此，将电子层和亚层结合起来，就可以表示核外电子的能量。核外电子的能量是不连续的

4、，而是由低到高象阶梯一样，每一个能量台阶称为一个能级。因此，1s、2s、2p……分别表示一个能级。5．氢原子和多电子原子核外的能级氢原子像其它所有原子一样，可以有许多电子层，电子层又分为若干亚层和轨道。只是在通常条件下，氢原子的这一个电子处于能量是低的1s轨道，这种状态叫基态；当电子从外界吸收能量以后，氢原子的这一个电子可以跃迁到能量较高的能级。氢原子核外能级由低到高的顺序是：1s<2s<2p<3s<3p<3d<4s<4p<4d<4f<5s……但是，对核外有多个电子的原子来说，核外能级的顺序就与氢原子不同了。一般来说，多电子原子核外能级由低到高的顺序是：1s<2s<2

5、p<3s<3p<4s<3d<4p<5s<4d<5p……这种现象叫做能级交错现象。（原因是多电子之间的相互影响－－屏蔽效应和钻穿效应。各轨道能量的排序徐光宪：n+0.7l规则能量最低原理：电子尽可能占据能量最低的轨道电子本身就是一种物质，也具有同样的性质，即它在一般情况下总想处于一种较为安全（或稳定）的一种状态（基态），也就是能量最低时的状态。当有外加作用时，电子也是可以吸收能量到能量较高的状态（激发态），但是它总有时时刻刻想回到基态的趋势。一般来说，离核较近的电子具有较低的能量，随着电子层数的增加，电子的能量越来越大；同一层中，各亚层的能量是按s、p、d、f的次序增高

6、的。这两种作用的总结果可以得出电子在原子核外排布时遵守下列次序：1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p……核外电子的排布原理2．保里不相容原理我们已经知道，一个电子的运动状态要从4个方面来进行描述，即它所处的电子层、电子亚层、电子云的伸展方向以及电子的自旋方向。在同一个原子中没有也不可能有运动状态完全相同的两个电子存在，这就是保里不相容原理所告诉大家的。根据这个规则，如果两个电子处于同一轨道，那么，这两个电子的自旋方向必定相反。也就是说，每一个轨道中只能容纳两个自旋方向相反的电子。3．洪特规则从光谱实验结果总结出来的洪特规则有两方面的含义：一是电子在原子核外排

7、布时，将尽可能分占不同的轨道，且自旋平行；洪特规则的第二个含义是对于同一个电子亚层，当电子排布处于全满（s2、p6、d10、f14）半满（s1、p3、d5、f7）全空（s0、p0、d0、f0）时比较稳定。6．电子排布式和轨道表示式核外电子排布情况有两种表示方法：电子排布式和轨道表示式。1s22s22p33s1就是违背了能量最低原理，1s22s32p3就是违背了泡利不相容原理。原子实：Cl表示为[Ne]3s23p5。价电子排布：Fe：4s23d6（1s22s22p63s23p64s23d6）7．关于洪特规则及特例电子在等能量轨道（如三个p轨道）上排布时