原子结构92130学习.pptx

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1、玻尔理论：氢原子或类氢原子核外电子的能量：single-electron system1ev=1.610-19J单电子体系，核外子体系，核外电子的能量由子的能量由 n 决定。决定。第1页/共36页薛定谔方程量子力学中描述核外电子在空间运动的数学函数式，波函数，即原子轨道 E E轨道能量（动能与势能总和）mm微粒质量h h普朗克常数V V 势能x,y,zx,y,z 为微粒的空间坐标第2页/共36页波函数、原子波函数、原子轨道，描述道，描述电子在子在该原子原子轨道上的运道上的运动状状态，本身无明确的物理意，本身无明确的物理意义。表示空表示空间某某处单位体位体积内内电子子现现的几率，的几率，即即电子

2、在核外空子在核外空间出出现的几率密度的几率密度电子云：子云：是是 的的图象，象，电子云可以表示子云可以表示电子在空子在空间的几率密度。的几率密度。第3页/共36页电子云图1s2 p第4页/共36页波函数波函数波函数波函数(原子原子原子原子轨轨道道道道)角度分布角度分布角度分布角度分布图图ys szxpyx+pxxzzx+pzZ第5页/共36页+yxdxy+zxdxz+zydyz+dx2y2yx+dz2zx第6页/共36页电子云角度分布子云角度分布图 dxzdyz第7页/共36页径向分布径向分布图几率峰的数目几率峰的数目几率峰的数目几率峰的数目 =n=n l l节节面的数目面的数目面的数目面的数

3、目 =n=n l l 1 1原子轨道形状分布由角度部分决定第8页/共36页钻穿效应3d 与与 4s轨道的径向分布道的径向分布图 Cu E 4 s E 3 d ，形成 Cu+时，先失去 4s 电子；K E 4 s E 3 d ，先填充 4s。如何解释这种现象？第9页/共36页1.主量子数主量子数(n)main quantum number(principle)n=1,2,3,4,n 正整数2.角量子数角量子数(l)subshell quantum number l=0,1,2,3,(n-1)3.磁量子数磁量子数(m)orbital quantum number(magnetic)m=0,1,2,

4、3,.,l4.自旋量子数自旋量子数(ms)spin quantum number ms=1/2n,l,m表征原子轨道；n,l,m,m,s表征电子的一种运动状态。第10页/共36页 第能级组 1s 第能级组 2s 2p 第能级组 3s 3p 第能级组 4s 3d 4p 第能级组 5s 4d 5p 第能级组 6s 4f 5d 6p 第能级组 7s 5f 6d 7pPauling 能级图第11页/共36页屏蔽效应多多电子原子体系中一个子原子体系中一个电子的能量：子的能量：计算原子轨道的能量计算电离能第12页/共36页核外核外核外核外电电子排布子排布子排布子排布1.原子实，原子实后面是价层电子。2.电

5、子排布式:1)1)填充时按照填充时按照PaulingPauling能级图进行填充，并接能级图进行填充，并接合三原则合三原则2)2)书写排布结果时：按主量子数从小到大排列书写排布结果时：按主量子数从小到大排列。即：即：虽先排 4s 后排 3d，但要先写3d，后后写写 4s。3.有些元素原子的核外电子排布比较特殊，不能根据三原则写，要根据实验测定结果（见表3-4）。第13页/共36页原子半径的周期性原子半径的周期性原子半径的周期性原子半径的周期性MgNaAlSiPSClAr r/pm 154 136 118 117 110 104 99 154相相邻元素之元素之间，平均减少幅度，平均减少幅度 10

6、 pm。Short period 短周期短周期ScTiVCrMnFeCoNiCuZn平均减少幅度平均减少幅度 4 pm。r/pm 144 132 122 118 117 117 116 115 117 125 Long period 长周期周期ns,np上，每增加一个电子，n-1层对本层屏蔽为，而有效电荷 增加，半径变化幅度大，减少快。nd上每增加一个电子，n-1层对本层屏蔽为1，因此有效电荷增加的少，所以半径减少的幅度小第14页/共36页镧系收缩镧系收缩LaCePrNdPmSmEuGdr/pm 169 165 164 164 163 162 185 162 TbDyHoErTmYbLur/p

7、m 161 160 158 158 158 170 158 15 种元素，种元素，r 共减小共减小 11 pm。电子填到子填到内内层 (n2)f 轨道，屏蔽系数更大，道，屏蔽系数更大，Z*增增加的幅度更小。所以加的幅度更小。所以 r 减小的幅度很小。减小的幅度很小。“镧系收系收缩”第15页/共36页 K Ca Sc Ti V Crr/pm 203 174 144 132 122 118 Rb Sr Y Zr Nb Mor/pm 216 191 162 145 134 130 Cs Ba LaLa Hf Ta Wr/pm 235 198 169 144 134 130第16页/共36页电离能（电

8、离能（I I）电电离能越小离能越小离能越小离能越小，说明原子明原子在气在气在气在气态时态时越易失去越易失去电子，子，金属性越金属性越金属性越金属性越强强(气气气气态态条件条件条件条件)。电离能与原子核外离能与原子核外电子排布有关子排布有关I1/kJmol1 Li Be B C N O F Ne 520 900 801 1086 1402 1314 1681 2081 第17页/共36页电子子亲合能（合能（E）electron affinity energy电子亲合能数值越大，该电子亲合能数值越大，该气态气态原子生成原子生成气态气态负离子的倾向性越大。负离子的倾向性越大。B C N O FE1/

9、kJmol 1 23 122 (58)141 322与原子半径有关E1(F)E1(F)E1(Cl)E1(Cl)、E1(O)E1(O)E1(S)E1(S)。与原子核外电子排布有关第18页/共36页电负性表示一个元素的原子在分子中吸引性表示一个元素的原子在分子中吸引电子的能力。子的能力。可用来直接比可用来直接比较原子得失原子得失电子的能力子的能力电负性性 Li Be B C N O X 0.98 1.57 2.04 2.15 3.04 3.44F3.98Cl 3.16 Br 2.96 I 2.66 金金属属性性增增强电电负负性性性性减减减减小小小小Cs第19页/共36页中科05BACK第20页/共

10、36页2.铁原子原子(Z=26)在基在基态下的下的单电子数是（）子数是（）(A)0 (B)2 (C)3 (D)4第21页/共36页在多电子原子中，具有下列各量子数的电子，能量最高的是（A）A 3，2，+1，+1/2；B 2，1，+1，-1/2；C 3，1，0，-1/2；D 3，1，-1，+1/2第22页/共36页氢原子核外原子轨道的个数是（D）A 1个；B 2个；C 3个；D 无穷多个第23页/共36页量子力学所描述的原子轨道是指（C）A n,l,m,ms；B电子云；Cn,l,m,；D几率密度第24页/共36页3,2,1表示简并轨道中的一个轨道是（B）A 2p；B 3d；C 3p；D 4f第2

11、5页/共36页钠原子1s电子的能量与氢原子1s电子的能量相比较，两者的关系是（C）A 前者高；B 相等；C 前者低；D 数值相等符号相反第26页/共36页计算Li的第三电离能？第27页/共36页Li2+的1s电子与H的1s电子的能量之比为（C）A 3：1；B 6：1；C 9：1；D 1：3第28页/共36页电子云是（B）A 波函数在空间分布的图形；B 波函数2在空间的分布图形C 波函数径向部分Rn,l(r)的图形；D Y2l,m(,)的图形第29页/共36页在各种不同的原子中,4s和3d电子的能量相比（D）A 3d一定大于4s；B 4s一定大于3d；C 3d与4s几乎相等；D 不同原子中情况可能不第30页/共36页电负性最大的元素？F电负性最小的元素？Cs电离能最大的元素？He电离能最小的元素？Cs第31页/共36页第32页/共36页第33页/共36页第34页/共36页第35页/共36页感谢您的观看！第36页/共36页