最新原子结构和元素周期系课件PPT.ppt

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1、原子结构和元素周期系本章要求基本要求：1、了解人类认识原子结构的发展历史；2、了解原子结构有关术语和概念；3、掌握四个量子数n、l、m、ms的意义和相互关系；4、会用四个量子数写出1—4周期常见元素的电子结构式，并会由结构式确定元素所在周期、族、区、特征电子构型（即价电子构型）、元素名称和高氧化态及低氧化态化合物化学式。5、掌握原子结构与周期系的关系。第一节人类认识原子结构的简史1、古代朴素的原子论：古希腊哲学家德模克利特的原子论；19世纪初，道尔顿在实验基础上提出的原子论。2、通过阴极管射线的研究发现了电子；3、通过粒子的散射实验证实了原子中除了有带负电的

2、电子，还有带正电、质量大的原子核；4、卢瑟福提出了世界上第一个带核原子模型，但解释不了氢等原子光谱是线状光谱的事实；二电子衍射实验电子衍射实验证明了“德布罗意”科学预言的准确性。实验结果表明：电子不仅是一种有一定质量高速运动的带电粒子，而且能呈现波动的特性。（当然，其运动还是量子化的。）既然电子是具有波粒二象性的微观粒子，能否用经典力学中确定宏观物体运动状态的物理量“位置”和V描述其运动状态呢？三海森堡测不准原理海森堡认为：“由于微观粒子具有波粒二象性，所以不可能同时精确地测出它的运动速度和空间位置。”其数学表达式为：xph（6—6）（6-6）表明：对于

3、任何一个微观粒子，测定其位置的误差与测定其动量的误差之积为一个常数h.（即原子中核外电子的运动不可能同时准确测出其位置和动量。）2-3核外电子运动状态的描述一薛定谔波动方程（6-7）该方程是描述核外电子等微观粒子运动状态的方程，是一个二阶偏微分方程，其中x、y、z表示e的空间直角坐标；方程的解是波函数。二波函数和四个量子数在薛定谔方程中：由于包含了体现微粒性的m（质量）、E（总能量）、V（势能）和体现波动性的波函数，所以该方程能反映电子等微观粒子的运动状态。解方程的目的是要解出波函数和相应的能量。为了得到电子运动状态合理的解，必须引用只能取整数值的三个参数——

4、量子数。三个量子数的取值及它们的关系主量子数：n=1、2、3、4-----。角（副）量子数：L=0、1、2---(n-1)；n确定时，L可取L(n-1)的所有整数。磁量子数：m=i取0、1、2-----。L确定可取mL的所有整数。除了以上三个量子数，量子力学中还引入了电子的自旋量子数ms，其值为1/2。研究证明：核外电子运动状态必须用4个量子数n、L、m、ms来描述，缺一不可。四个量子数及其意义1主量子数n—又称能量量子数，是决定电子能量的主要量子数。2角（副）量子数L—是确定原子轨道形状并在多电子原子中和主量子数一起决定电子能级能量大小的量子数

5、。四个量子数及意义3-43磁量子数m—即决定原子轨道空间取向的量子数。一个取值表示一个空间伸展方向。4自旋量子数ms—是表示电子自旋方向的量子数。有两个取值，+1/2~-1/2。学习四个量子数的目的学习四个量子数的目的：是为了根据原子轨道能量高低，按照核外电子排布原理，写出常见元素的电子构型，掌握各类元素电子构型的特征及与元素周期表的关系，进而掌握元素的性质变化规律。第三节原子核外电子排布和元素周期表3-1多电子原子的能级在多电子原子中，由于存在电子与核之间的静电引力，电子与电子之间的相互排斥力，因此电子的运动状态比较复杂，为了表示这种复杂性，人们建立了——

6、中心势场模型，用屏蔽效应和钻穿效应来解释。一中心势场模型——“即在讨论核电荷数Z>1的原子中某个电子的运动状态时，将其它电子对该电子的静电排斥作用设想为是由原子中心发出来的，而这种排斥作用相当于降低了原子核对该电子的吸引力，形成了一个中心势场。”这就是中心势场摸型。二屏蔽效应和钻穿效应1屏蔽效应——在中心势场模型的基础上，人们把多电子原子中其它电子降低核电荷对某电子的吸引力的作用称为屏蔽效应。有效核电荷——被屏蔽效应降低后所剩余的核电荷称为有效核电荷，用Z*表示。显然：屏蔽效应会减弱原子核对外层电子的吸引力，使其离核更远，所以外层电子的能量升高。实验证明：屏蔽

7、效应随n的增大而增大，n越大其能级E越高。2钻穿效应钻穿效应——简单的说，“即外层电子有钻到核附近的现象。”钻穿效应的结果，使核对电子的吸引力增大，电子的能量降低。综上所述：当n同而L不同，L越小钻穿效应越强，E越低。即Ens

8、变；而4s轨道上的e钻穿能力较强，能量