无机化学之原子结构ppt课件.ppt

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1、1.光的波粒二象性对于光：P=mc=h/c=h/对于微观粒子：=h/P=h/m2.微粒的波粒二象性(LouisdeBroglie,1924)=h/P=h/m6.1微观离子的运动规律3.测不准原理(WernerHeisenberg,1926)微观粒子，不能同时准确测量其位置和动量测不准关系式：x－粒子的位置不确定量－粒子的运动速度不确定量例1:对于m=10克的子弹，它的位置可精确到x＝0.01cm,其速度测不准情况为：∴对宏观物体可同时测定位置与速度速度不准确程度过大例2:对于微观粒子如电子,m=9.1110-31Kg,半径r=10-10m，则x至少要达到10-11m才

2、相对准确，则其速度的测不准情况为：∴若m非常小，则其位置与速度是不能同时准确测定的1.薛定谔方程(1926)－量子力学中描述核外电子在空间运动的数学函数式，即原子轨道E－轨道能量（动能与势能总和）；m—微粒质量，h—普朗克常数；x,y,z为微粒的空间坐标；(x,y,z)波函数6.2氢原子核外电子的运动状态2.四个量子数（取值有规定）①主量子数n③磁量子数m④自旋量子数ms②角量子数n=1,2,3,……与电子能量有关，对于氢原子，电子能量唯一决定于n；不同的n值，对应于不同的电子层：主量子数n：１　２　３　４　５…KLMNO…角量子数：l的取值0，1，2，3,4……n－1对应着s,p,d,

3、f,g…...(亚层)l决定了ψ的角度函数的形状。磁量子数m：m可取0，±1,±2……±l；其值决定了ψ角度函数的空间取向。自旋量子数ms每一轨道可容纳2个电子，自旋方向只有两个，其数值是常用来表示自旋相反的两种运动状态。n,l,m一定，轨道也确定例如:n=2，l=0，m=0，n=3，l=1，m=0，n=3，l=2，m=0，思考题：当n为3时,l,m分别可以取何值？轨道的名称怎样?只有合理的四个量子数组合确定后，才可得到合理的波函数（原子轨道），电子在核外空间的运动状态也就确定。2s3p3dn=4?1.屏蔽效应和钻穿效应多电子原子中，其它电子对指定电子的排斥作用看作部分地抵消（或削弱）核电荷

4、对该电子的吸引。即其它电子起到了部分地屏蔽核电荷对某电子的吸引力，而该电子只受到“有效核电荷”Z*的作用（由核外电子云抵消一些核电荷的作用）。例如：+2e-e-He+2e-He+2-σe-假想He6.3原子的核外电子排布n相同，l不同的轨道，由于电子云径向分布不同，电子穿过内层到达核附近以回避其他电子屏蔽的能力不同，而使电子具有不同的能量，这种由于s，p，d，f轨道径向分布不同而引起的能量变化的现象称为钻穿效应（或称穿透效应）（penetratingeffect)。对于多电子体系：钻穿效应原子轨道近似能级图(重点)2.多电子原子核外电子排布核外电子排布三个原则：最低能量原理电子在核外排列应尽

5、先分布在低能级轨道上,使整个原子系统能量最低。Pauli不相容原理每个原子轨道中最多容纳两个自旋方式相反的电子。Hund规则在n和l相同的轨道上分布的电子,将尽可能分占m值不同的轨道,且自旋平行。、原子核外电子排布半满全满规则：当轨道处于全满、半满时，原子较稳定。半满全满规则：当轨道处于全满、半满时，原子较稳定。Z=26Fe：1s22s22p63s23p63d64s2Z=7，N：1s22s22p3原子芯注意:核外电子的排布按近似能级图，先排4s后排3d；但书写时先写3d后写4s，即将主量子数相同的轨道写在一起,按主量子数由小到大的顺序排列，不考虑能级交错情况。1s;2s2p;3s3p;4s3

6、d4p;5s4d5p;6s4f5d6p;7s5f6d7p;8s5g6f7d8p.例：24Cr：电子排布式：1s22s22p63s23p63d54s1电子排布简式：[Ar]3d54s1价电子排布式：3d54s1由于半充满可使体系总能量更低。[He]2[Ne]10[Ar]18[Kr]36[Xe]54[Rn]86[?]?[?]?核外电子排布（必须掌握）练习：74W,78PtW:[Xe]4f145d46s2?(5d56s1)Pt：[Xe]4f145d96s1?(5d86s2or5d106s0)168号元素的电子排布式[Rn]867s25f146d107p68s25g186f147d108p6原子的电

7、子层结构和元素周期系6.4原子结构和元素周期律各周期元素的数目与原子结构的关系能级组相应的轨道容纳电子总数元素数目周期11s22122s2p88233s3p88344s3d4p1818455s4d5p1818566s4f5d6p3232677s5f6d7p3232788s(5g)6f7d8p50508元素周期数等于最外电子层的主量子数n。各周期元素的数目等于相应能级组中原子轨道所能容纳的电子总数。1、周期7个