章原子结构和分子结构.ppt

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1、第三章原子结构与分子结构（AtomicStructureandMolecularStructure)道尔顿1803+--+-+汤姆逊1898卢瑟福1911道尔顿1803+--+-+汤姆逊1898卢瑟福19111、电子发射能量，自身能量减少，电子运动的轨道半径也逐渐减小，电子会很快落到原子核上。但实验表明原子相当稳定！2、电子自身能量逐渐减小，电子绕核旋转的频率也要逐渐改变。根据经典电磁理论，辐射电磁波的频率将随着旋转频率的改变而逐渐变化，因而原子发射的光谱应是连续光谱。实验表明原子光谱是不连续谱线！经典电磁理论困惑？玻尔原子结构理论的三点假设：1、电子不是在任意轨道上运动，而是在符合一定条件

2、的轨道上运动。角动量L=mvr=nh/2π2、电子在离核越远的轨道上运动，其能量越大。3、处于激发态的电子不稳定，可以跃迁到较近的轨道上，这时会以光子形式放出能量。hυ=E2-E1道尔顿1803+--+-+汤姆逊1898卢瑟福1911玻尔1923波动力学1926一、原子的组成及同位素原子质子(单位正电荷）中子(不带电）电子(单位负电荷）原子核（原子序数）核电荷数→（质子数+中子数）质量数→原子组成表示法：(一)原子的组成1.光的波粒二象性光既是波又是粒子(光子),某些场合表现出波动性,另一种场合表现出粒子性。二、核外电子运动的特殊性波长（）：震荡一周波传播的距离VAS光：波动性2.电子的

3、波粒二象性(debroglie)电子也具波粒二象性，连系二者的公式为：当波长远大于实物直径时，该实物运动就显露出明显的波动性；反之没有明显的波动性！三、核外电子的运动状态(一)电子云氢原子的五次瞬间照像(二)核外电子运动状态1.主量子数n（电子层）可取的数值：1、2、3、4…等正整数，电子层顺序：1、2、3、4…电子层符号：K、L、M、N、O、P、Q…物理意义：n值愈大，电子活动的主要区城离核愈远，能量也就愈高。是决定电子离核远近和能量高低的主要因素。单电子原子中电子的能量完全由电子层数决定。2.角量子数l电子亚层和电子云的形状n1234KLLMMMNNNN符号1s2s2p3s3p3d4s4

4、p4d4fs电子云p电子云(1)电子亚层(2)电子云形状3.磁量子数m电子云在空间的伸展方向电子层亚层轨道数n=1s1=122s、p1+3=223s、p、d1+3+5=324s、p、d、f1+3+5+7=42轨道的表示：4.自旋量子数ms常用↓、↑符号表示电子自旋的两种取向。物理意义：电子自旋方向。(一)能量最低原理（Li,Be,B）原子处于基态时，核外电子的排布总是尽可能先分布在能量最低的轨道上以使原子体系的总能量最低。第二节原子核外电子排布和元素周期律一、原子核外电子的排布原子轨道能量的高低为：①当同一电子层，不同亚层时，轨道的能量次序为s＜p＜d＜f。例如，E3s＜E3p＜E3d。②当

5、电子层不同，亚层相同时，n愈大，各相应的轨道能量愈高。例如，E2s＜E3s＜E4s。③当两者都不相同时，轨道能量有交错现象。即(n-1)d轨道能量大于ns轨道的能量。在同一周期中，各元素随着原子序数递增，核外电子的填充次序为：ns，（n-l）d，np。1s2s2p3s3p4s4p3d5s5p4d6s6p5d4f能量654321能级组多电子原子轨道的近似能级激发态不受此限制。例1s12s1电子排布式的书写形式。例26Fe:1s22s22p63s23p63d64s2(二)鲍里不相容原理在同一原子里，不能有运动状态完全相同的电子。在每一个原子轨道中最多只能容纳两个自旋相反的电子。(三)洪特规则A、

6、在简并轨道（原子中能级相同的轨道）上电子的排布，电子尽可能分占不同的简并轨道，且自旋平行（方向相同）。例6C、7N6C轨道表示式：B、在简并轨道上的电子排布处于全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)或全空(p0，d0，f0)的状态原子具有较低的能量和较大的稳定性。例如:铬(24Cr)，价层电子排布是3d54s1而不是3d44s2，铜29Cu价层电子排布是3d104s1而不是3d94s2。109种元素元素周期律元素周期表7个周期16个族5个区3个短周期4个长周期8个主族8个副族二、原子的电子组态与元素周期表周期律:元素的性质随着核电荷的递增而呈现周期性变化的规律。元素性质呈

7、现周期性的内在原因:元素的性质主要取决于原子的外电子层结构，而元素外电子层结构的排列又是随核电荷的增加而进行周期性的重复，所以元素性质的周期性来源于原子外电子层构型的周期性。周期1．周期数＝最外电子层数。2．第n周期元素的数目＝第n能级组能容纳的电子数。3．元素原子的最外层电子数不超过8个，次外层不超过18个，这是由于多电子原子中原子轨道发生能级交错的结果。能级组与周期的关系周期数和周期名称能级组内各亚层电子