大學(xué)化學(xué)-原子結(jié)構(gòu)

大學(xué)化學(xué)-原子結(jié)構(gòu)第一頁(yè)，共90頁(yè)。大學(xué)化學(xué)——原子結(jié)構(gòu)

大學(xué)化學(xué)—原子結(jié)構(gòu)第二頁(yè)，共90頁(yè)。核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述經(jīng)典波（如水波）：可用波動(dòng)方程來(lái)準(zhǔn)確描述其運(yùn)動(dòng)軌跡。

具有波粒二象性的電子是否也有相應(yīng)的波動(dòng)方程呢?第三頁(yè)，共90頁(yè)。1926年，奧地利物理學(xué)家薛定諤，提出了著名的薛定諤方程

描述微觀粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的方程式（二階偏微分方程）

勢(shì)能，表示原子核對(duì)電子的吸引總能量普郎克常數(shù)電子質(zhì)量波函數(shù)第四頁(yè)，共90頁(yè)。

原則上講，只要找出體系勢(shì)能（V）的表達(dá)式，帶入薛定諤方程，便可得到波函數(shù)（），即求出電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

但是，解薛定諤方程并非易事，至今只能求解單電子體系（H,He+,Li2+）的薛定諤方程。在此，我們只用其結(jié)論。第五頁(yè)，共90頁(yè)。波函數(shù)、原子軌道－就是薛定諤方程的解。可見(jiàn)，波函數(shù)就是描述核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的數(shù)學(xué)函數(shù)式。(x,y,z)

量子力學(xué)中，要使所得的解有特定物理意義，中的n,l,m三個(gè)量子數(shù)必須符合一定條件

n,l,m（x,y,z）1、波函數(shù)（）第六頁(yè)，共90頁(yè)。原子軌道

量子力學(xué)中，把原子體系的每一個(gè)波函數(shù)稱(chēng)為一條原子軌道。如n=2，l=0，m=0，波函數(shù)

2,0,0就稱(chēng)為2s原子軌道因而，波函數(shù)與原子軌道同義，?；煊?。or：原子軌道是由三個(gè)量子數(shù)（n，l，m）所確定的一個(gè)波函數(shù)

n,l,m（x,y,z）。第七頁(yè)，共90頁(yè)。

解薛定諤方程可得到一個(gè)波函數(shù)，也就得到一條原子軌道。四個(gè)量子數(shù)

【即】三個(gè)量子數(shù)(n,l,m)一定時(shí)

就確定了一個(gè)波函數(shù)或一條原子軌道也就確定了核外電子的一種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。(1,0,0);(2,0,0);【但是】要使其合理，需要指定三個(gè)量子數(shù)n，l，m；第八頁(yè)，共90頁(yè)。

【后來(lái)】原子光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)表明核外電子除空間運(yùn)動(dòng)外，還有一種“自旋運(yùn)動(dòng)”，用自旋量子數(shù)ms表示。n，l

，m，mS稱(chēng)為四個(gè)量子數(shù)。第九頁(yè)，共90頁(yè)。1、主量子數(shù)n

【意義】描述電子出現(xiàn)概率最大的區(qū)域離核的距離，是決定電子能量高低的主要因素（但不是唯一因素）。

n越小，電子離核越近，能量越低。n越大，電子離核越遠(yuǎn)，能量越高。第十頁(yè)，共90頁(yè)?！緉的取值及符號(hào)】1，2，3，4……n正整數(shù)光譜學(xué)上用

K，L，M，N……表示分別稱(chēng)為第一、第二、第三…….第n電子層第十一頁(yè)，共90頁(yè)。2、角量子數(shù)l研究發(fā)現(xiàn)，n＝1，只有1種原子軌道n＝2，有2種原子軌道；n＝3，有3種原子軌道為了表示此現(xiàn)象，引入角量子數(shù)（l）第十二頁(yè)，共90頁(yè)。【l的取值及符號(hào)】受主量子數(shù)n的限制；

用

s，p，d，f，g……表示

。l:0，1，2，3，4……(n-1)，共n個(gè)取值。第十三頁(yè)，共90頁(yè)。l=0：s軌道，形狀為球形，即3s軌道；zxsl=1：p軌道，形狀為啞鈴形，3p軌道;l=2：d軌道，形狀為花瓣形，3d軌道;因此，在第三層上，有3種不同形狀的軌道（亞層）當(dāng)n=3時(shí)l可取0，1，2第十四頁(yè)，共90頁(yè)。【l的意義】

（1）決定原子軌道（或電子云）的形狀，即表示亞層（2）決定電子空間運(yùn)動(dòng)的角動(dòng)量（3）在多電子原子中與n共同決定電子能量的高低【亞層】同一層中(n相同)不同形狀的軌道第十五頁(yè)，共90頁(yè)。第n層有多少個(gè)亞層？有n個(gè)電子亞層

如n=4，l

可取0，1，2，3，分別表示4s、4p、4d，4f亞層；【因此】l標(biāo)志電子亞層第十六頁(yè)，共90頁(yè)。3、磁量子數(shù)mn=2,l=1（2p亞層）,發(fā)現(xiàn)在空間有3種不同的取向n=3,l=2（3d亞層）,發(fā)現(xiàn)在空間有5種不同的取向?yàn)榱吮硎敬朔N現(xiàn)象，引入磁量子數(shù)（m）第十七頁(yè)，共90頁(yè)。【m的取值及符號(hào)】受角量子數(shù)l

的限制

對(duì)于給定的l

，m可取0，1，2，3，…l，共（2l+1）個(gè)值。

這些取值意味著？

在角量子數(shù)為l的亞層有（2l+1）個(gè)取向，即有（2l+1）條取向不同的原子軌道。第十八頁(yè)，共90頁(yè)。s軌道：l=0,m=0,只有一種空間取向，所以s軌道為球形。zxs第十九頁(yè)，共90頁(yè)。p軌道：l=1,m=0,+1,-1,在空間有三種取向。第二十頁(yè)，共90頁(yè)。d軌道：l=2,m=0,+1,-1,+2,-2,在空間有五種取向；第二十一頁(yè)，共90頁(yè)。f軌道：l=3,m=0,+1,-1,+2,-2,+3,-3，七個(gè)值在空間有七種取向；f軌道為花瓣形。第二十二頁(yè)，共90頁(yè)?！緈的物理意義】

描述原子軌道或電子云在空間的伸展方向。每一個(gè)m的取值，對(duì)應(yīng)一種空間取向。第二十三頁(yè)，共90頁(yè)。

m的不同取值，意味著原子軌道的空間取向不同，但一般不影響能量?！竞?jiǎn)并】

把同一亞層（即l相同），伸展方向不同的原子軌道稱(chēng)為等價(jià)軌道或簡(jiǎn)并軌道。

l=1,m=0,+1,-1,有3種空間取向。Px，Py，Pz為3條簡(jiǎn)并軌道，或者說(shuō)p軌道是3重簡(jiǎn)并的。第二十四頁(yè)，共90頁(yè)。

d軌道有5種不同的空間取向，d軌道是5重簡(jiǎn)并的。f軌道有7種不同的空間取向，f軌道是7重簡(jiǎn)并的。第二十五頁(yè)，共90頁(yè)。【小結(jié)】量子數(shù)與電子云的關(guān)系

主量子數(shù)n：決定電子云的能量；

角量子數(shù)l：描述電子云的形狀；

磁量子數(shù)m：描述電子云的空間取向；n,l,m

一定，原子軌道也就確定第二十六頁(yè)，共90頁(yè)。4、自旋量子數(shù)ms

用高分辨光譜儀研究原子光譜時(shí)發(fā)現(xiàn)：在無(wú)外磁場(chǎng)作用時(shí)，每條譜線由兩條十分接近的譜線組成。

為了解釋這種現(xiàn)象，認(rèn)為電子有自旋運(yùn)動(dòng)，并提出了自旋量子數(shù)，用ms表示。

因此，電子既圍繞原子核旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，也自身旋轉(zhuǎn)。第二十七頁(yè)，共90頁(yè)。ms的取值只有兩個(gè)：+1/2和-1/2；

即電子的自旋方式只有兩種，通常用“”和“”表示。第二十八頁(yè)，共90頁(yè)?！咀⒁狻俊?】

指定三個(gè)量子數(shù)n，l，m，就解出一個(gè)波函數(shù)（），得到一條原子軌道，因此，可用三個(gè)量子數(shù)n，l

，m描述一條原子軌道；3,0,0,3s軌道；3,1,13p軌道中的一條【2】描述一個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，需要四個(gè)量子數(shù)，n，l

，m，mS。（3,1,0,+1/2）表示在3p軌道上“正旋”的一個(gè)電子。第二十九頁(yè)，共90頁(yè)?！舅膫€(gè)量子數(shù)總結(jié)】

解薛定諤方程可能得到多個(gè)解（），要使解有意義，還取決于n,l,m三個(gè)量子數(shù)。－n（主量子數(shù)）決定電子的能量和離核的遠(yuǎn)近；－l（角量子數(shù)）決定軌道的形狀；－m（磁量子數(shù)）決定軌道的空間伸展方向；因此，描述一個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)需要n，l，m，ms四個(gè)量子數(shù)為了描述電子的自旋，引入自旋量子數(shù)（ms

）第三十頁(yè)，共90頁(yè)?！?】

主量子數(shù)n

n=1,2,3,……;K,L,M,N,…【2】角量子數(shù)ll=0,1,2……n-1;s,p,d,f…共n個(gè)【3】磁量子數(shù)mm=+l,……0,……-l；共2l+1個(gè)【4】自旋量子數(shù)

ms第三十一頁(yè)，共90頁(yè)。概率密度、電子云

核外電子沒(méi)有固定的運(yùn)動(dòng)軌跡，只能用統(tǒng)計(jì)規(guī)律來(lái)描述其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

把電子在核外空間某一區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)機(jī)會(huì)的多少，稱(chēng)為概率。

電子在核外空間某處單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率叫概率密度。1、概率密度第三十二頁(yè)，共90頁(yè)。

量子力學(xué)中，用波函數(shù)絕對(duì)值的平方表示電子出現(xiàn)的概率密度。因此，空間某點(diǎn)(x,y,z)附近體積內(nèi)電子出現(xiàn)的概率＝概率密度×體積

第三十三頁(yè)，共90頁(yè)。2、電子云

化學(xué)上習(xí)慣用小黑點(diǎn)分布的疏密來(lái)表示電子出現(xiàn)幾率的大小。可表示電子出現(xiàn)的概率密度，但不直觀，較復(fù)雜。第三十四頁(yè)，共90頁(yè)。

這種形象化表示概率密度分布的圖形稱(chēng)為電子云，是電子行為具有統(tǒng)計(jì)性的一種形象化描述。

小黑點(diǎn)較密的地方，表示該點(diǎn)

較大，單位體積內(nèi)電子出現(xiàn)的機(jī)會(huì)多，概率密度大。第三十五頁(yè)，共90頁(yè)。

【需要注意的是】在研究原子中電子的運(yùn)動(dòng)時(shí)，無(wú)法說(shuō)明電子恰好在某一位置，只能指出電子在空間的幾率密度分布，即電子云分布。第三十六頁(yè)，共90頁(yè)。電子云的角度分布圖

電子云的角度分布圖既Y2(,)對(duì),作圖第三十七頁(yè)，共90頁(yè)。幾率密度和電子云第三十八頁(yè)，共90頁(yè)?！驹榆壍篮碗娮釉平嵌确植紙D的比較】

分布圖類(lèi)似，區(qū)別在于：

（1）電子云的角度分布圖要“瘦”些，∵Y(,)＜1，則Y2(,)更小。

（2）原子軌道的角度分布圖有正、負(fù)之分（不是指帶正電或帶負(fù)電），而電子云的角度分布圖全部為正，∵Y(,)平方后總為正值。第三十九頁(yè)，共90頁(yè)。核外電子排布和元素周期律電子在原子核外如何排列？有無(wú)規(guī)律可言？

光譜實(shí)驗(yàn)表明：基態(tài)原子核外電子的排布有嚴(yán)格規(guī)律，首先必須遵循能量最低原理。

為此，必須先知道各原子軌道的能級(jí)順序，再討論電子排布！第四十頁(yè)，共90頁(yè)。單電子體系：n相同的軌道，能量相同：E4s=E4p=E4d=E4fn越大能量越高：E1s<E2s<E3s<E4s電子只受原子核的作用，能量關(guān)系簡(jiǎn)單。

只由主量子數(shù)n決定第四十一頁(yè)，共90頁(yè)。多電子體系：

電子不僅受原子核的作用，而且還受其余電子的作用，能量關(guān)系復(fù)雜。多電子體系中，n和l共同決定能量。第四十二頁(yè)，共90頁(yè)。屏蔽效應(yīng)研究最外層的一個(gè)電子受到核的的引力；同時(shí)受到內(nèi)層兩個(gè)電子的（-2）的排斥。實(shí)際上受到的引力不是+3，受到的斥力也不是-2，很復(fù)雜。

由于電子間相互排斥，使指定電子受到的核電荷減少的作用稱(chēng)為屏蔽效應(yīng)。第四十三頁(yè)，共90頁(yè)?？闯梢粋€(gè)整體，即被中和掉部分正電荷的原子核

因而可認(rèn)為最外層的一個(gè)電子處在單電子體系中，將問(wèn)題簡(jiǎn)化。

此時(shí)的核電荷不是Z，而變成了Z*（有效核電荷）研究最外層的一個(gè)電子。為屏蔽常數(shù)第四十四頁(yè)，共90頁(yè)。

原子軌道能級(jí)中常出現(xiàn)能級(jí)交錯(cuò)，如3d不排在第三能級(jí)，而排在第四能級(jí)，E4s<E3d，為什么？鉆穿效應(yīng)4s的第一小峰鉆到比3d離核更近處，能量降低許多。故E4s<E3d

，出現(xiàn)能級(jí)交錯(cuò)。3d與

4s軌道的徑向分布圖第四十五頁(yè)，共90頁(yè)。核外電子排布的規(guī)則1、Pauli(保利)不相容原理

同一原子中沒(méi)有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完沒(méi)有四個(gè)量子數(shù)完全相同全相同的電子。即同一原子中的兩個(gè)電子。

因此，n電子層可容納的電子數(shù)為2n2。

于是每個(gè)原子軌道只能容納兩個(gè)自旋方向相反的電子。第四十六頁(yè)，共90頁(yè)。2、能量最低原理

在不違背保利不相容原理的條件下，電子的排布總是優(yōu)先占據(jù)能量最低的軌道，盡可能使體系的能量最低。第四十七頁(yè)，共90頁(yè)。電子填入軌道次序：近似能級(jí)組：(1s)(2s,2p)(3s,3p)(4s,3d,4p)(5s,4d,5p)(6s,4f,5d,6p)

能量最低原理第四十八頁(yè)，共90頁(yè)。3、Hunt(洪特)規(guī)則

（1）能量相同的軌道上（等價(jià)軌道，n、l相同，m不同）排布的電子盡可能自旋平行、分占m不同的軌道。Z=7,N：1s22s22p3如p軌道上的3個(gè)電子，分占px，py和pz軌道，且自旋平行。第四十九頁(yè)，共90頁(yè)。

軌道全空半充滿全充滿

因?yàn)椋簩?duì)稱(chēng)性高，體系穩(wěn)定。對(duì)簡(jiǎn)并度高的d、f軌道尤其明顯。(2)等價(jià)軌道全充滿、半充滿或全空時(shí)，最穩(wěn)定。

第五十頁(yè)，共90頁(yè)。Z=7,N：1s22s22p3第五十一頁(yè)，共90頁(yè)。1、鮑林近似能級(jí)圖

Pauling，美國(guó)著名的結(jié)構(gòu)化學(xué)家，根據(jù)大量光譜實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論計(jì)算，提出了多電子原子的原子軌道近似能級(jí)圖。

多電子原子的能級(jí)第五十二頁(yè)，共90頁(yè)。鮑林將所有的原子軌道，分成七個(gè)能級(jí)組第一組1s第二組2s2p第三組3s3p第四組4s3d4p第五組5s4d5p第六組6s4f

5d6p第七組

7s5f6d7p

(1)第一能級(jí)組只有1s，其余各能級(jí)組均以ns開(kāi)始，np結(jié)束。(2)能級(jí)交錯(cuò)，并非按層排列。

(3)鮑林近似能級(jí)圖反映了多電子原子的原子軌道能量高低，不適合單電子體系（如H）。

(4)按此能級(jí)圖填充電子與光譜實(shí)驗(yàn)一致，

7個(gè)能級(jí)組對(duì)應(yīng)元素周期表的7個(gè)周期。第五十三頁(yè)，共90頁(yè)。(1)l相同，n越大，能級(jí)越高，如E1s<E2s<E3s，E2p<E3p<E4p(2)n相同，l越大，能級(jí)越高，如Ens<Enp<End<Enf…

(3)

n和l均不同，可能出現(xiàn)能級(jí)交錯(cuò)。如E4s<E3d，

E5s<E4d，E6s<E4f<E5d

第五十四頁(yè)，共90頁(yè)。原子的電子排布式（電子結(jié)構(gòu)）【基態(tài)原子】

原子中的電子按上述三原則并根據(jù)鮑林能級(jí)圖排布時(shí)，原子處于最低能量狀態(tài)，稱(chēng)為基態(tài)原子?！炯ぐl(fā)態(tài)原子】

比基態(tài)能量高的狀態(tài)，稱(chēng)為激發(fā)態(tài)，具有激發(fā)態(tài)結(jié)構(gòu)的原子，稱(chēng)為激發(fā)態(tài)原子。顯然，原子的基態(tài)結(jié)構(gòu)只有一種，而激發(fā)態(tài)結(jié)構(gòu)可有多種。H：基態(tài)：1s1；激發(fā)態(tài)：2s1、2p1、3s1……第五十五頁(yè)，共90頁(yè)?！驹拥碾娮咏Y(jié)構(gòu)表示方法】

全排法：寫(xiě)出所有能級(jí)，體現(xiàn)排布全貌；簡(jiǎn)排法：“原子實(shí)”用稀有氣體代替，只寫(xiě)出價(jià)電子構(gòu)型。25Mn1s22s22p63s23p6

3d54s2[Ar]3d54s2原子實(shí)18價(jià)電子[Ar]____________3d54s2(1)電子排布式法

(全排法、簡(jiǎn)排法）(2)原子軌道圖示法

第五十六頁(yè)，共90頁(yè)。29Cu1s22s22p63s23p6

3d94s21s22s22p63s23p6

3d104s1[Ar]3d104s1原子實(shí)18價(jià)電子47Ag1s22s22p63s23p63d104s24p64d95s21s22s22p63s23p63d104s24p64d105s1[Kr]4d105s12[He]10[Ne]

18

[Ar]36[Kr]

54[Xe]86[Rn]第五十七頁(yè)，共90頁(yè)。29Cu[Ar]3d104s1

（2）原子參加化學(xué)反應(yīng)時(shí)，通常只是價(jià)層電子發(fā)生變化，故不必寫(xiě)出完整的電子排布式，一般只寫(xiě)出價(jià)層電子排布即可。（3）原子失電子順序：np,ns,(n-1)d,(n-2)f，按層失去26Fe[Ar]3d64s2，F(xiàn)e2+，F(xiàn)e3+?

Fe2+[Ar]3d6；Fe3+[Ar]3d5第五十八頁(yè)，共90頁(yè)。元素周期律一、元素周期表：

原子核外電子排布周期性規(guī)律的具體表現(xiàn)形式第五十九頁(yè)，共90頁(yè)。1、周期

周期的劃分與能級(jí)組的劃分一致，每個(gè)能級(jí)組對(duì)應(yīng)一個(gè)周期。7個(gè)能級(jí)組7個(gè)周期周期元素?cái)?shù)目相應(yīng)軌道容納電子總數(shù)121s2282s2p8383s3p84184s3d4p185185s4d5p186326s4f5d6p327未滿7s5f6d未滿第六十頁(yè)，共90頁(yè)。2、族18個(gè)縱行，7個(gè)主族，7個(gè)副族；0族（稀有氣體），VIII（三個(gè)縱行）主族：族數(shù)等于ns+np電子數(shù)，即價(jià)電子數(shù)。副族的族數(shù)分三種情況：IB、IIB：等于ns電子數(shù)。

IIIB~VIIB：等于(n-1)d+ns電子數(shù)（鑭系、錒系元素除外）。VIIIB：(n-1)d+ns電子數(shù)等于8、9、10。

第六十一頁(yè)，共90頁(yè)。3、區(qū)結(jié)構(gòu)分區(qū)：s區(qū)—ns1－2p區(qū)—ns2np1-6d區(qū)—(n-1)d1-10ns1-2(Pd無(wú)s電子)f區(qū)—(n-2)f1-14(n-1)d0-2ns2根據(jù)原子的價(jià)電子構(gòu)型把周期表分為5個(gè)區(qū)。s,p,d,ds,f區(qū)

ds區(qū)(n-1)d10ns1~2

第六十二頁(yè)，共90頁(yè)。二、元素性質(zhì)的周期性變化

主要討論

原子半徑、電離能、

電子親合能、電負(fù)性隨周期和族的變化。第六十三頁(yè)，共90頁(yè)。1、原子半徑的周期性

從量子力學(xué)考慮，核外電子沒(méi)有固定的運(yùn)動(dòng)軌道，電子云沒(méi)有明確的界限，實(shí)際上無(wú)法精確測(cè)量核到最外層電子的平均距離，給出一個(gè)準(zhǔn)確的原子半徑非常困難。

【原子半徑】假設(shè)原子為球形，根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)定和間接計(jì)算求得，具有相對(duì)的近似意義。

原子半徑常有三種：共價(jià)半徑、范德華半徑、金屬半徑，用于不同的情況下。第六十四頁(yè)，共90頁(yè)。(1)共價(jià)半徑

同種元素（非金屬元素）的兩個(gè)原子，以共價(jià)單鍵相連時(shí)，核間距的一半，稱(chēng)為共價(jià)半徑。d共價(jià)半徑r共＝d/2

例如Cl2分子中，Cl-Cl的核間距為198pm，氯原子的共價(jià)半徑為99pm。如果以共價(jià)雙鍵或三鍵結(jié)合，必須注明。第六十五頁(yè)，共90頁(yè)。(2)金屬半徑

金屬晶體由球狀的金屬原子堆積而成，金屬晶體中相鄰兩原子核間距的一半稱(chēng)為金屬半徑。對(duì)于金屬Na：r金

=

188pm

【因?yàn)椤拷饘倬w中金屬的電子云重疊較少，而共價(jià)鍵中電子云重疊較大。r共

=154pm，r金

>r共第六十六頁(yè)，共90頁(yè)。(3)范德華半徑

單原子分子(He，Ne等稀有氣體)，原子間靠范德華力結(jié)合，因此無(wú)法得到共價(jià)半徑。

低溫高壓下，稀有氣體能形成分子晶體，原子核間距的一半定義為范德華半徑。第六十七頁(yè)，共90頁(yè)。

鹵素在極低溫度下能形成雙原子的分子晶體，相鄰的不同分子中的兩個(gè)鹵素原子的核間距的一半，就是鹵素原子的范氏半徑。第六十八頁(yè)，共90頁(yè)。

范德華半徑（非鍵合）>金屬半徑（緊密堆積）>共價(jià)半徑（軌道重疊）討論原子半徑的變化規(guī)律時(shí)，常采用共價(jià)半徑。

由此可見(jiàn)：第六十九頁(yè)，共90頁(yè)。(4)原子半徑的周期性同周期中，有哪些因素影響原子半徑？(a)從左向右，核電荷數(shù)（Z）

，對(duì)電子吸引力，r(b)從左向右，核外電子數(shù)，電子之間排斥力，r這是一對(duì)矛盾，以哪方面為主？以(a)

為主。即同周期中從左向右，原子半徑減小。第七十頁(yè)，共90頁(yè)。同族中，原子半徑如何變化？(a)從上到下，

Z

，對(duì)電子吸引力，r(b)從上到下，核外電子增多，增加一個(gè)電子層，r

這一對(duì)矛盾中，(b)起主導(dǎo)作用。同族中，從上到下，原子半徑一般逐漸增大。主族元素Li123pmNa154pmK203pmRb216pmCs235pm依次增大第七十一頁(yè)，共90頁(yè)。主族元素第七十二頁(yè)，共90頁(yè)?！靖弊逶睾椭髯逶氐那闆r有所差異】副族元素

TiVCrr/pm132122118

ZrNbMo

145134130

HfTaW144134130

對(duì)于第五、第六周期的副族元素，它們的原子半徑非常接近（鑭系收縮）第七十三頁(yè)，共90頁(yè)。2、電離能（I）的周期性

1mol基態(tài)氣態(tài)原子，失去最高能級(jí)的1mol電子，形成1mol氣態(tài)正離子

(M+)所吸收的能量，叫這種元素的第一電離能(用I1表示)

。M(g)——M+(g)+eH=I1第七十四頁(yè)，共90頁(yè)。1mol氣態(tài)M+繼續(xù)失去最高能級(jí)的1mol電子，形成1mol氣態(tài)M2+

所吸收的能量為第二電離能I2

M+(g)——M2+(g)+eH=I2用類(lèi)似的方法定義I3

，I4，……In。

【可見(jiàn)】電離能（I）表示原子失去電子的能力，I越大，越難失去電子；I越小，越易失去電子。第七十五頁(yè)，共90頁(yè)。

失去電子形成正離子后，半徑減小，核對(duì)電子的引力增加，再失去電子變得困難。對(duì)一種元素而言：I1<I2<I3<I4……電離能逐級(jí)加大I1、I2、I3

、I4之間的大小關(guān)系如何？第七十六頁(yè)，共90頁(yè)。(1)同周期中電離能的變化規(guī)律

同周期，從左向右，Z增大，r減小。核對(duì)電子的吸引增強(qiáng)，愈來(lái)愈不易失去電子，所以I1

逐漸增大。短周期主族元素I1/kJ?mol-1

LiBeBCNOFNe52090080110861402131416812081從左向右I1逐漸增大，但有兩處反常。第七十七頁(yè)，共90頁(yè)。B<Be？B：1s22s22p1，失去2p的一個(gè)電子，達(dá)到2s2

全滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。所以B容易失去最外層電子，I1

小于Be。O<N？

N：1s22s22p3，2p3為半充滿結(jié)構(gòu)，比較穩(wěn)定，不易失去電子。I1增大明顯。O：1s22s22p4

，失去2p4的一個(gè)電子，即達(dá)到2p3半充滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。所以I1有所降低。第七十八頁(yè)，共90頁(yè)。長(zhǎng)周期副族元素的I1/kJ?mol-1

？

ScTiVCrMnFeCoNiCuZn

631658650653717759758737746906

總體上看，長(zhǎng)周期副族元素的電離能隨Z的增加而增加，但增加的幅度比主族元素小。第七十九頁(yè)，共90頁(yè)。(2)同族中電離能的變化自上而下，Z

，核對(duì)電子吸引力，I增大。

自上而下電子層增加，r

，核對(duì)電子吸引力，I減小。所以，同族中自上而下，