物质结构2讲课教案.ppt

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1、物质结构2它是从周期系中各元素原子轨道图中归纳出的一般规律,不能反映每种元素原子轨道能级的相对高低,所以是近似的。4.对近似能级图的几点说明只能反映同一原子内各原子轨道能级的相对高低,不能比较不同元素原子轨道。只能反映同一原子外电子层中原子轨道能级的相对高低，不能反映内电子层中原子轨道能级的相对高低。电子在轨道上的能级与原子序数有关。二.核外电子排布的三条原则1.能量最低原理能量最低原理——基态原子是处于最低能量状态的原子。能量最低原理认为，基态原子核外电子的排布力求使整个原子的能量处于最低状态。随核电荷数递增，大多数元

2、素的电中性基态原子的电子按如下顺序填入核外电子运动轨道，叫做构造原理。电子先填最外层的ns，后填次外层的(n-1)d，甚至填入倒数第三层的(n-2)f的规律叫做“能级交错”。请注意：能级交错现象是电子随核电荷递增填充电子次序上的交错,并不意味着先填能级的能量一定比后填能级的能量低。随核电荷数递增,电子每一次从填入ns能级开始到填满np能级,称为建立一个周期，于是有：周期:ns开始→np结束同周期元素的数目第一周期：1s2第二周期：2s，2p8第三周期：3s，3p8第四周期：4s，3d，4p18第五周期：5s，4d，5p1

3、8第六周期：6s，4f，5d，6p32第七周期：7s，5f，5d，...?2.泡里不相容原理(1)泡利原理——基态多电子原子中不可能同时存在4个量子数完全相同的电子。或者在一个轨道里最多只能容纳2个电子，它们的自旋方向相反。n1234…….n轨道数14916……n2电子数281832……2n2(1)洪特规则——基态多电子原子中同一能级的轨道能量相等，称为简并轨道；基态多电子原子的电子总是首先自旋平行地、单独地填入简并轨道。2.洪特规则(2)洪特规则特例：对于等价轨道当是半充满，全充满或全空时，能量最低。半充满p3d5f7

4、全充满p6d10f14全空p0d0f0◆洪德规则(Hund’srule)：电子分布到等价轨道时,总是尽量先以相同的自旋状态分占轨道。即在n和l相同的轨道上分布电子,将尽可得分布在m值不同的轨道上,且自旋相同。例如Mn原子：未成对电子的存在与否,实际上可通过物质在磁场中的行为确定：含有未成对电子的物质在外磁场中显示顺磁性(paramagnetism),顺磁性是指物体受磁场吸引的性质；不含未成对电子的物质在外磁场中显示反磁性(diamagnetism),反磁性是指物体受磁场排斥的性质。(b)[Ar](a)[Ar]3d4s根据

5、Hund’srule,下列三种排布中哪一种是氮原子的实际电子组态?Question8Solution三.原子的电子层结构和元素周期系1.原子的电子层结构两种表示方法：轨道表示式电子排布式用一条下划短线"_"或□以及○表示一条原子轨道和用上下箭头分别表示两种不同自旋方向的电子.如氧原子的轨道排布图.(1)轨道表示式1s  2s    2p(2)电子排布式根据电子排布的三原则，可以写出电子结构式。Z=11钠原子，其电子结构式为1s22s22p63s1Z=19钾原子，其电子结构式为1s22s22p63s23p64s1为了避免电

6、子结构式过长，通常把内层电子已达到稀有气体结构的部分写成稀有气体的元素符号外加方括号的形式来表示，这部分称为“原子实”。钾的电子结构式也可以表示为[Ar]4s1。19种元素原子的外层电子分布有例外①基态原子电子分布其中：29Cu1s22s22p63s23p63d104s1全充满24Cr1s22s22p63s23p63d54s1半充满同样有：46Pd、47Ag、79Au同样有：42Mo、64Gd、96Cm当电子分布为全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)、全空(p0、d0、f0)时,原子结构较稳定例外的

7、还有：41Nb、44Ru、45Rh、57La、58Ce、78Pt、89Ac、90Th、91Pa、92U、93NpⅠA0一11s1ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA21s2二345678910三1112ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡB131415161718四192021222324252627282930313233343536五373839404142434445464748495051525354六555671727374757677787980818283848586ns1~2(n-1)d1~9ns1~2ns2np1~6(n-

8、1)d10ns1~2价层——价电子所在的亚层价层电子构型——指价层的电子分布式②基态原子的价层电子构型5-3-4简单基态阳离子的电子分布基态原子外层电子填充顺序：→ns→(n-2)f→(n-1)d→np价电子电离顺序：→np→ns→(n-1)d→(n-2)f例26Fe1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar