《大學(xué)化學(xué)教學(xué)》10原子結(jié)構(gòu)與元素周期律

1、整理課件1整理課件2 原子是由原子核和核外電子組成?；瘜W(xué)反應(yīng)原子是由原子核和核外電子組成?；瘜W(xué)反應(yīng)中，原子核不發(fā)生變化，只涉及核外電子的運中，原子核不發(fā)生變化，只涉及核外電子的運動狀態(tài)的改變，本章重點研究動狀態(tài)的改變，本章重點研究: :整理課件3整理課件4整理課件5整理課件6棗糕模型棗糕模型整理課件7整理課件8舊量子論舊量子論N. Bohr （18851962，丹麥），丹麥） E .Rutherford 的學(xué)生的學(xué)生氫原子的光譜實驗氫原子的光譜實驗愛因斯坦的光子學(xué)說愛因斯坦的光子學(xué)說普朗克的量子化學(xué)說普朗克的量子化學(xué)說 盧瑟福的有核模型盧瑟福的有核模型1913年年， Bohr在在的基礎(chǔ)上，建立

2、了的基礎(chǔ)上，建立了原子原子結(jié)構(gòu)的初步量子理論結(jié)構(gòu)的初步量子理論。即即 Bohr理論。理論。整理課件918sm10998. 2 cc光速H3 .65657. 4H1 .48607. 6H0 .43491. 6H2 .41031. 7 /nm1 /s)10 (14特征特征: 不連續(xù)的、線狀的不連續(xù)的、線狀的; 是很有規(guī)律的。是很有規(guī)律的。整理課件10整理課件11 （1 1）核外電子只能在有確定半徑和能量的）核外電子只能在有確定半徑和能量的軌道上運動。電子在這些軌道上運動時不輻射軌道上運動。電子在這些軌道上運動時不輻射能量也不吸收能量。電子處于一種能量也不吸收能量。電子處于一種“定態(tài)定態(tài)” 。整理課

3、件12 （2 2）在一定的軌道上運動的電）在一定的軌道上運動的電子具有一定的能量（子具有一定的能量（E E），），E E 只能只能取某些由量子化條件決定的數(shù)值，取某些由量子化條件決定的數(shù)值，而不能處于兩個相鄰軌道之間。而不能處于兩個相鄰軌道之間。氫氫原子核外電子的能量公式為：原子核外電子的能量公式為：JnZE18221018. 2（n = 1，2，3，4）整理課件13 Bohr Bohr理論的理論的缺陷缺陷： 未能沖破經(jīng)典物理學(xué)的束縛，用適合于宏觀世界的未能沖破經(jīng)典物理學(xué)的束縛，用適合于宏觀世界的牛頓力學(xué)解釋微觀世界運動規(guī)律。不能解釋多電子原子牛頓力學(xué)解釋微觀世界運動規(guī)律。不能解釋多電子原子光

4、譜光譜, ,甚至不能說明氫原子光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)。屬于舊量甚至不能說明氫原子光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)。屬于舊量子論。子論。整理課件14整理課件15光的干涉、衍射等現(xiàn)象說明光具有波動性；光的干涉、衍射等現(xiàn)象說明光具有波動性；而光電效應(yīng)、原子光譜又說明光具有粒子性。而光電效應(yīng)、原子光譜又說明光具有粒子性。因此，光具有波動和粒子兩重性質(zhì)，稱為光的波粒二象性。因此，光具有波動和粒子兩重性質(zhì)，稱為光的波粒二象性。mvhph整理課件16 微觀粒子具有物質(zhì)波，宏觀物體也有物質(zhì)波，但極微微觀粒子具有物質(zhì)波，宏觀物體也有物質(zhì)波，但極微弱，可以認(rèn)為不表現(xiàn)出波動性。請看下表弱，可以認(rèn)為不表現(xiàn)出波動性。請看下表物質(zhì)物質(zhì)質(zhì)量質(zhì)量/g

5、速度速度/cms-1/m波動性波動性慢速電子慢速電子9.110-285.91071.210-9顯著顯著快速電子快速電子9.110-285.91091.210-11粒子粒子6.610-241.51091.010-151g小球小球1.01.06.610-29不明顯不明顯壘球壘球2.11023.0 1031.110-34地球地球6.010273.4 1043.310-61幾種物質(zhì)的德布羅依波長幾種物質(zhì)的德布羅依波長物質(zhì)波是一種怎樣的波呢？物質(zhì)波是一種怎樣的波呢？整理課件17 德布羅依的假設(shè)在德布羅依的假設(shè)在1927年為戴維遜（）和革麥（）的年為戴維遜（）和革麥（）的電子衍射實驗所證實。電子衍射實驗所

6、證實。電子源電子源鎳晶體（光柵）鎳晶體（光柵）照照相相底底版版電子衍射示意圖電子衍射示意圖 又根據(jù)衍射實驗得到的電子波的波長也與按德布羅又根據(jù)衍射實驗得到的電子波的波長也與按德布羅依公式計算出來的波長相符。依公式計算出來的波長相符。整理課件18電子源電子源晶體晶體（a）電子源電子源晶體晶體（b）（c）電子衍射原理示意圖電子衍射原理示意圖整理課件19對粒子位置的測定精確度越高（即對粒子位置的測定精確度越高（即x x 越?。?，其動越小），其動量測定的精確度就越差（量測定的精確度就越差（p px x越大），反之亦然。越大），反之亦然。不不可能同時測得電子的精確位置和精確動量可能同時測得電子的精確位置

7、和精確動量 ！玻爾的圓形軌道不存在玻爾的圓形軌道不存在；微觀世界運動有自己；微觀世界運動有自己的規(guī)律。榮獲的規(guī)律。榮獲19321932年諾貝爾物理學(xué)獎。年諾貝爾物理學(xué)獎。 整理課件20 方程式中的方程式中的 稱為波函數(shù)，是方程的解，是空間坐稱為波函數(shù)，是方程的解，是空間坐標(biāo)標(biāo) x，y，z 的函數(shù)。解薛定諤方程就是解出其中的波函的函數(shù)。解薛定諤方程就是解出其中的波函數(shù)數(shù)及其相應(yīng)的能量及其相應(yīng)的能量E。 為了描述具有波粒二象性的微觀粒子的運動狀態(tài)，為了描述具有波粒二象性的微觀粒子的運動狀態(tài)，Schrdinger E在在1926年提出了著名的薛定諤方程，其年提出了著名的薛定諤方程，其基本形式為：基本

8、形式為：0)(822222222VEhmzyxx，y，z為電子在空間的坐標(biāo)為電子在空間的坐標(biāo)電子的總能量電子的總能量電子的勢能電子的勢能整理課件21整理課件22整理課件23PP0zyxz = rcosy = rsinsinx = rsincosrx = rsincosy = rsinsinz = rcos222zyxr球坐標(biāo)與直角坐標(biāo)的關(guān)系球坐標(biāo)與直角坐標(biāo)的關(guān)系 解出的氫原子波函數(shù)解出的氫原子波函數(shù)n，l，m（r， ）及其）及其相應(yīng)的能量請看下表：相應(yīng)的能量請看下表：整理課件24軌軌道道n，l，m（r， ）Rn，l（ r） Yl，m（ ， ）能能 量量/10-18J1sA1e-Br-2.182

9、sA2re-Br/2-2.18/222PzA3re-Br/2-2.18/22 2PxA3re-Br/2 A3re-Br/2-2.18/22 2PyA3re-Br/2A3re-Br/2-2.18/22411BreA41412/2BrreA41cos432/3BrreAcos43cossin43cossin43sinsin43sinsin43整理課件25 為了方便起見，量子力學(xué)借用為了方便起見，量子力學(xué)借用BohrBohr理論中理論中“原子軌原子軌道道” 的概念，將波函數(shù)仍稱為原子軌道。但二者的的概念，將波函數(shù)仍稱為原子軌道。但二者的涵義截然不同。涵義截然不同。411BreA 氫原子核外電子的運動

10、狀態(tài)還有許多激發(fā)態(tài)，氫原子核外電子的運動狀態(tài)還有許多激發(fā)態(tài)， 如：如：2s2s（r r， ）、）、 3s3s（r r， ）等，）等，相應(yīng)的能量是相應(yīng)的能量是-5.45-5.451010-19-19J J。整理課件26 四個量子數(shù)的取值限制和它們的物理意義如下：四個量子數(shù)的取值限制和它們的物理意義如下： 不同的不同的n 值，對應(yīng)于不同的電子殼層值，對應(yīng)于不同的電子殼層 . K L M N O.決定電子在核外空間出現(xiàn)概率最大的區(qū)域離決定電子在核外空間出現(xiàn)概率最大的區(qū)域離核的核的遠(yuǎn)近遠(yuǎn)近，并且是決定電子，并且是決定電子能量高低能量高低的主要因素。的主要因素。整理課件27整理課件28l = 0l =

11、1整理課件29取值：取值：m m = 0 = 0，1 1，2 2，.l 等整數(shù)。等整數(shù)。 磁量子數(shù)決定磁量子數(shù)決定原子軌道在空間的伸展原子軌道在空間的伸展方向方向，。整理課件30s1s2zp2xp2yp2s3zp3xp3yp323zdzxd3yzd3yxd3223yxd整理課件31 研究氫原子光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，每條研究氫原子光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，每條譜線都由兩條距離很近的譜線組成，譜線都由兩條距離很近的譜線組成，是電子本身具有自旋運動造成。是電子本身具有自旋運動造成。整理課件32解：解：n n = 3 = 3、l l = 0= 0、m m = 0 = 0， 它的運動狀態(tài)可表示為：它的運動狀態(tài)可

12、表示為：3 3，0 0，0,+1/20,+1/2（或（或-1/2-1/2）一個原子的軌道需要一個原子的軌道需要 n, l, m三個量子數(shù)決定。但三個量子數(shù)決定。但原子中每個電子的運動狀態(tài)必須用原子中每個電子的運動狀態(tài)必須用n, l, m, ms 四個四個量子數(shù)來描述。量子數(shù)來描述。整理課件33n n 能量能量 距離距離l l 能量能量 形狀形狀m 取向取向s 自旋自旋 方向方向決定電子能量決定電子能量決定原子軌道決定原子軌道決定一個電子的決定一個電子的運動狀態(tài)運動狀態(tài)整理課件34整理課件35原子軌道原子軌道角度分布圖角度分布圖 Y l,m（ ,）電子云電子云角度分布圖角度分布圖 Y 2 l,m

13、(,)電子云的電子云的徑向分布圖徑向分布圖 （徑向分布函數(shù)圖）（徑向分布函數(shù)圖） D D（r r）概率密度和電子云概率密度和電子云 n，l，m（r，）= Rn，l（r）Yl，m（ ，）原子軌道原子軌道徑向分布圖徑向分布圖 （徑向波函數(shù)）（徑向波函數(shù)） R R n n，l l（r r）整理課件36 為了形象地表示基態(tài)氫原子核外空間各處電為了形象地表示基態(tài)氫原子核外空間各處電子出現(xiàn)的概率密度大小的分布情況，子出現(xiàn)的概率密度大小的分布情況，。這種。這種電子在空間出現(xiàn)的機會稱概率。電子在空間出現(xiàn)的機會稱概率。 電子在核外某處電子在核外某處單位單位體積中出現(xiàn)的概體積中出現(xiàn)的概率稱為該處的率稱為該處的概率

14、密度。概率密度。整理課件37從圖上可以看出：從圖上可以看出： 離核越近，電子出現(xiàn)的概離核越近，電子出現(xiàn)的概率密度越大，電子云密集；率密度越大，電子云密集； 離核越遠(yuǎn)，電子出現(xiàn)的概離核越遠(yuǎn)，電子出現(xiàn)的概率密度越小，電子云稀疏。率密度越小，電子云稀疏。注意兩點：注意兩點： 1. 1.電子云中的一個個電子云中的一個個小黑點小黑點不要看成一個個的電子不要看成一個個的電子，因為，因為，氫原子核外只有一個電子。氫原子核外只有一個電子。 2. 2.這里講的是這里講的是概率密度概率密度，而不是概率。以后我們往，而不是概率。以后我們往往用電子云來做概率密度的同義詞。往用電子云來做概率密度的同義詞。| 1s |2

15、r氫原子氫原子1s電子云示意圖電子云示意圖整理課件381s2s整理課件39 將電子云所表示的概率密度將電子云所表示的概率密度相同的各點連成曲面，稱為相同的各點連成曲面，稱為等等密度面。密度面。 界面以內(nèi)電子出現(xiàn)概界面以內(nèi)電子出現(xiàn)概率為率為90%的等密度面圖的等密度面圖形，稱為形，稱為電子云的界面電子云的界面圖圖 。整理課件40 原子軌道角度分布圖是它們的角度波函數(shù)原子軌道角度分布圖是它們的角度波函數(shù)的，的， 又如：又如：p pz z軌道的軌道的Y Ypzpz函數(shù)等于函數(shù)等于 將各種不同的將各種不同的角代入函數(shù)，可的如下結(jié)果：角代入函數(shù)，可的如下結(jié)果：cos4/3 例如：例如：s s 軌道的軌道

16、的Y Ys s函數(shù)等于函數(shù)等于 ，說，說明在任何方位角其值均為相同的常數(shù)，所以明在任何方位角其值均為相同的常數(shù)，所以 。282. 04/1syn，l，m（r，）= Rn，l（r）Yl，m（ ，）整理課件410306090120150180cos 10.8660.50-0.5-0.866-1Ypz0.4890.4320.2440-0.244 -0.432 -0.489 從原點出發(fā)，引出不同從原點出發(fā)，引出不同值值時的射線，時的射線，在射線截取長度為對應(yīng)的在射線截取長度為對應(yīng)的Y Ypzpz值值的點，連接的點，連接這些射線上的點，并將所得的圖形繞這些射線上的點，并將所得的圖形繞旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)360360

17、，便得到，便得到。也就是。也就是的角度分布圖。的角度分布圖。整理課件42整理課件43x+-z+-x+-+xz+整理課件44-+-+-+-+-+-整理課件45 。它是表示在核外空間不同方位角電子出現(xiàn)的概率它是表示在核外空間不同方位角電子出現(xiàn)的概率密度的變化情況。此圖密度的變化情況。此圖角度分布圖相角度分布圖相似，但有似，但有：1. 1. 電子云的角度分布圖比原子軌道角度分布圖電子云的角度分布圖比原子軌道角度分布圖“瘦瘦”；2.2.原子軌道角度分布圖有原子軌道角度分布圖有正負(fù)之分正負(fù)之分，而電子云的角，而電子云的角度分布圖沒有。度分布圖沒有。整理課件46 電子云模型電子云模型S S軌道軌道整理課件

18、47 Px Pz Py整理課件48整理課件49 徑向分布函數(shù)用徑向分布函數(shù)用D（r）表示，）表示，D（r） = R2n，l（r） 4 r2表示電表示電子在以原子核為中心，半徑為子在以原子核為中心，半徑為 r r 的微單位厚度為的微單位厚度為 dr dr 的同心的同心圓薄球殼夾層內(nèi)出現(xiàn)的概率。圓薄球殼夾層內(nèi)出現(xiàn)的概率。rdr圖圖9-8 9-8 球形薄球殼夾球形薄球殼夾 層示意圖層示意圖 也就是說，也就是說，n，l，m（r，）= Rn，l（r）Yl，m（ ，）整理課件50這里講的是概率而不是概率密度。這里講的是概率而不是概率密度。薄球殼夾層的體積為薄球殼夾層的體積為dv = 4rdv = 4r2

19、2dr dr 概率概率=|=| |2 24r4r2 2dr = dr = R R2 2n n，l l（r r）4r4r2 2dr = dr = D D（r r）drdr概率：概率：電子在空間出現(xiàn)的機會稱概率。電子在空間出現(xiàn)的機會稱概率。 整理課件51圖圖9-9 氫原子各種狀態(tài)的徑向分布函數(shù)圖氫原子各種狀態(tài)的徑向分布函數(shù)圖整理課件52 核附近概率密度雖然很大，但在此處薄球殼夾核附近概率密度雖然很大，但在此處薄球殼夾層體積幾乎小得等于零，隨著層體積幾乎小得等于零，隨著r r的增大，薄球殼夾的增大，薄球殼夾層的體積越來越大，但概率密度卻越來越小，層的體積越來越大，但概率密度卻越來越小，整理課件53

20、從量子力學(xué)的觀點來理解，玻爾半徑就是電子從量子力學(xué)的觀點來理解，玻爾半徑就是電子出現(xiàn)出現(xiàn)概率最大的球殼離核的距離。概率最大的球殼離核的距離。 2.2.在基態(tài)氫原子中，電子出現(xiàn)在基態(tài)氫原子中，電子出現(xiàn)概率的極大值概率的極大值在在r r = = a a0 0（玻爾半徑，（玻爾半徑， a a0 0）的球面上。）的球面上。整理課件54例如：例如：1s1s有有1 1個峰；個峰；4s4s有有4 4個峰；個峰； 2p2p有有1 1個峰；個峰；3p3p有有2 2個峰；等等。個峰；等等。 n n 越小，主峰離核越近；越小，主峰離核越近； n n 越大，主峰離核越遠(yuǎn)；越大，主峰離核越遠(yuǎn)； 好象電子處于某一電子層中

21、。好象電子處于某一電子層中。整理課件55例如：例如：4s4s的第一個峰竟鉆穿到的第一個峰竟鉆穿到3d3d的主峰內(nèi)去了。的主峰內(nèi)去了。 這說明玻爾理論中假設(shè)的固定軌道是不存在這說明玻爾理論中假設(shè)的固定軌道是不存在的，外層電子也可以在內(nèi)層出現(xiàn)，這正是反映了的，外層電子也可以在內(nèi)層出現(xiàn)，這正是反映了電子的電子的。整理課件562 2、在經(jīng)典力學(xué)中，質(zhì)點的運動可以同時有確定的、在經(jīng)典力學(xué)中，質(zhì)點的運動可以同時有確定的坐標(biāo)和動量，而微觀粒子具有波粒二象性，不能同坐標(biāo)和動量，而微觀粒子具有波粒二象性，不能同時有確定坐標(biāo)和動量，電子在空間的運動狀態(tài)需要時有確定坐標(biāo)和動量，電子在空間的運動狀態(tài)需要用波函數(shù)來描述

22、。用波函數(shù)來描述。整理課件57 處理多電子原子時，認(rèn)為其它電子處理多電子原子時，認(rèn)為其它電子對某個電子對某個電子 i 的排斥，相當(dāng)于其它電的排斥，相當(dāng)于其它電子屏蔽住原子核，抵消了一部分核電子屏蔽住原子核，抵消了一部分核電荷對電子荷對電子 i 的吸引力，這種現(xiàn)象稱的吸引力，這種現(xiàn)象稱為其他電子對電子為其他電子對電子 i 的的屏蔽作用屏蔽作用（screening effect）。 原子核原子核電子電子i整理課件58這樣多電子原子中電子這樣多電子原子中電子 i i 的能量公式可表示為：的能量公式可表示為：JnZEi18221018. 2)(Z* 如：基態(tài)氟原子的如：基態(tài)氟原子的1s1s電子的能量比

23、基態(tài)氫原電子的能量比基態(tài)氫原子子1s1s電子的能量低；電子的能量低；整理課件591.1.外層電子外層電子對內(nèi)層電子的屏蔽作用，可以忽略不計；對內(nèi)層電子的屏蔽作用，可以忽略不計；2. 2. 內(nèi)（內(nèi)（n n-1-1）層電子對外（層電子對外（n n）層電子的屏蔽作）層電子的屏蔽作用，用，離核更近的內(nèi)層離核更近的內(nèi)層（n n-2-2以內(nèi)）的電子對以內(nèi)）的電子對外層電子的屏蔽作用更強，外層電子的屏蔽作用更強，；如（如（2s2p2s2p）對（）對（1s1s）的）的 = 0 = 0。整理課件603. 3. 同層電子同層電子之間電子的屏蔽作用較弱，（之間電子的屏蔽作用較弱，（nsns和和npnp間）間），（，

24、（1s1s之間）之間） ；整理課件614.4.l l相同，相同，n n不同時不同時，n n值越大的電子受到的屏蔽作值越大的電子受到的屏蔽作用越強，能量越高：用越強，能量越高：5. 5. n n、l l都不同時都不同時，情況較復(fù)雜。會出現(xiàn)，情況較復(fù)雜。會出現(xiàn)n n小的反而小的反而能量高的現(xiàn)象，稱為能量高的現(xiàn)象，稱為能級交錯能級交錯。如：。如：E E4s4sE E3d3d。 美國科學(xué)家鮑林（美國科學(xué)家鮑林（PaulingPauling）根據(jù)大量的光譜數(shù)）根據(jù)大量的光譜數(shù)據(jù)計算出多電子原子的原子軌道的近似能級順序。據(jù)計算出多電子原子的原子軌道的近似能級順序。（請看圖（請看圖9-109-10）E En

25、sns E E（n+1n+1）s s E E（n+2n+2）s s . E Enpnp E E（n+1n+1）p p E E（n+2n+2）p p .整理課件62 我國著名化學(xué)家北京大學(xué)我國著名化學(xué)家北京大學(xué)徐光憲徐光憲教授，根據(jù)光譜實驗數(shù)據(jù)，對教授，根據(jù)光譜實驗數(shù)據(jù)，對基態(tài)多電子原子軌道的能級高低提出了一種基態(tài)多電子原子軌道的能級高低提出了一種，即，即 （見下表）。（見下表）。表表9-3 多電子原子能級組多電子原子能級組能能 級級1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6pn + 0.7l1.02.02.73.03.74.04.44.75.05.45.76.06.16.46.

26、7能級組能級組組內(nèi)電組內(nèi)電子數(shù)子數(shù)288181832根據(jù)徐光憲公式計算可以明確原子能級由低到高依次為：根據(jù)徐光憲公式計算可以明確原子能級由低到高依次為：1s（2s2p）（）（3s3p）（）（4s3d4p）（）（5s4d5p）（）（6s4f5d6p）整理課件63 在同一個原子中，不可能有四個量子數(shù)完全相同的在同一個原子中，不可能有四個量子數(shù)完全相同的2 2個個電子同時存在。電子同時存在。 電子在簡并軌道上排布時，總是盡可能的以自旋電子在簡并軌道上排布時，總是盡可能的以自旋相同相同的的方向，分占方向，分占不同不同的軌道。的軌道。整理課件646 6C C1s1s 2p2p6 6C C 6 6C C

27、或或整理課件651s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 64s4s2 23d3d2 21s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 63d3d2 24s4s2 21s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 63d3d6 64s4s2 2ArAr 3d3d6 6解：解：1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 63d3d10104s4s2 24p4p6 64d4d10105s5s1 1整理課件66如：鐵原子的價層電子如：鐵原子的價層電子3d3d6 64s4s2 2； 銀原子的價層電子銀原子的價層電

28、子4d4d10105s5s1 1。整理課件67 FeFe2+2+：Ar3dAr3d6 64s4s0 0（失去（失去4s4s上的上的2 2個電子）。個電子）。 FeFe3+3+： Ar3dAr3d5 54s4s0 0（失去（失去4s4s上的上的2 2個電子，再失去個電子，再失去3d3d上上1 1個電子）。個電子）。整理課件68 。從。從各元素原子的電子層結(jié)構(gòu)可以看出：當(dāng)主量子數(shù)各元素原子的電子層結(jié)構(gòu)可以看出：當(dāng)主量子數(shù) n n 依次增加時，依次增加時， 。而。而。整理課件69表表9-4 能級組與周期的關(guān)系能級組與周期的關(guān)系周期數(shù)和周期數(shù)和周期名稱周期名稱能級組能級組起止元素起止元素元素元素個數(shù)個

29、數(shù)能級組內(nèi)各亞層電子填充次序能級組內(nèi)各亞層電子填充次序（反映核外電子構(gòu)型的變化）（反映核外電子構(gòu)型的變化）1.特短周期特短周期 1H2He21s1-22.短周期短周期3Li 10Ne82s1-2 2p1-63.短周期短周期 11Na 18Ar83s1-2 3p1-64.長周期長周期19K 36Kr184s1-2 3d1-10 4p1-65.長周期長周期37Rb 54Xe185s1-2 4d1-10 5p1-66.特長周期特長周期 55Cs 86Rn326s1-2 4f1-14 5d1-10 6p1-67.未完周期未完周期 87Fr 未完未完327s1-2 5f1-14 6d1-7整理課件70

30、主族：主族：周期表中共有周期表中共有 7 7 個主族，個主族，A- AA- A，價層電子的價層電子的總數(shù)等于族數(shù)（用羅馬數(shù)字表示），也就是總數(shù)等于族數(shù)（用羅馬數(shù)字表示），也就是等于等于n ns s、n np p兩個亞層上電子數(shù)目的總和兩個亞層上電子數(shù)目的總和。，核外電子排布是，核外電子排布是1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p1 1電子最后填入電子最后填入3p3p亞層，價層電子構(gòu)型為亞層，價層電子構(gòu)型為3s3s2 23p3p1 1，價層價層電子數(shù)為電子數(shù)為3 3，所以，所以，AlAl為為AA族。族。整理課件71 副族元素副族元素：周期表中共有：周期表中共有BB-B

31、7B 7個副族。個副族。，也稱，也稱（transition elementtransition element），其中鑭系和錒系元素），其中鑭系和錒系元素稱為內(nèi)過渡元素稱為內(nèi)過渡元素. . ，由于其（，由于其（n n-1-1）d d亞層已經(jīng)填滿，亞層已經(jīng)填滿，所以，所以，。整理課件72的電子排布為：的電子排布為：1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 63d3d5 54s4s2 2，價電子構(gòu)型是價電子構(gòu)型是3d3d5 54s4s2 2，所以是，所以是B B 族元素。族元素。整理課件73ns或或npA Ans+np電子總數(shù)電子總數(shù)(n1)d或或(n2)fB B(n1)

32、dns或或ns電子總數(shù)電子總數(shù)1s2或或ns2np6（全滿）（全滿）(n1)d三個縱列三個縱列(n1)dns電子總數(shù)為電子總數(shù)為8、9、10整理課件74整理課件75整理課件76元素分區(qū)元素分區(qū)價電子構(gòu)型價電子構(gòu)型所含族所含族元素類型元素類型s區(qū)區(qū)ns1或或ns2A、A活潑金屬元素活潑金屬元素p區(qū)區(qū)ns2np16AA 0族族非金屬元素、非金屬元素、d區(qū)區(qū)(n1) d19ns 12B B 族族過渡元素過渡元素ds區(qū)區(qū) (n1)d10ns12B、B過渡元素過渡元素f區(qū)區(qū)(n2)f 014ns2,或或(n 2)f 014(n1)d 02ns2鑭系和錒系鑭系和錒系元素元素 整理課件77ns12ns2np

33、16(n -1)d110 ns02s區(qū)區(qū)p區(qū)區(qū)ds區(qū)區(qū)f區(qū)區(qū)過渡元素過渡元素內(nèi)過渡元素內(nèi)過渡元素（n-2）f0-14ns2或（或（n-2）f0-14（n-1）d0-2ns2整理課件78 解：該元素的原子應(yīng)有解：該元素的原子應(yīng)有2525個電子，它的電子個電子，它的電子排布式為：排布式為：1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 63d3d5 54s4s2 2或?qū)懗苫驅(qū)懗葾r 3dAr 3d5 54s4s2 2。 其最外層電子的主量子數(shù)其最外層電子的主量子數(shù) n n = 4 = 4，所以它屬于第，所以它屬于第四周四周期元素。期元素。最外層和次外層電子總數(shù)為最外層和次外層電

34、子總數(shù)為7 7，所以它位于，所以它位于 B B族。族。 3d3d電子未充滿，應(yīng)屬于電子未充滿，應(yīng)屬于d d區(qū)區(qū)元素。元素。整理課件79 在多電子原子中，最外層的電子由于受到內(nèi)在多電子原子中，最外層的電子由于受到內(nèi)層電子的屏蔽作用，它所受到的核電荷應(yīng)是層電子的屏蔽作用，它所受到的核電荷應(yīng)是有效有效核電荷核電荷Z Z- -。 例如：例如：LiLi（1s1s2 22s2s1 1），最外層的），最外層的1 1個電子所受個電子所受到的總屏蔽常數(shù)到的總屏蔽常數(shù)，因而它受到的有效核電荷，因而它受到的有效核電荷（ Z Z ）。）。 Z Z 。 實驗證明：實驗證明： Z Z 呈周期性變化，每個周期，呈周期性變化，每個周期，從左到右，從左到右， Z Z 由小到大由小到大，短周期增長明顯，長，短周期增長明顯，長周期增長緩慢，周期增長緩慢，f f 區(qū)幾乎不增長。區(qū)幾乎不增長。同族從上到下同族從上到下Z Z 逐漸增大逐漸增大。整