無(wú)機(jī)化學(xué)原子結(jié)構(gòu)

無(wú)機(jī)化學(xué)原子結(jié)構(gòu)第一頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日濃縮了全世界1/3智慧的照片1936化學(xué)與兒子1914物理1921物理，在上海收到1933物理1927物理1945物理1932物理1954物理1922物理1921物理1903物理1911化學(xué)與塞曼1902物理1927年索爾維會(huì)議哥本哈根學(xué)派明星主持人德布羅意1929物理第二頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日湯姆森盧瑟福普朗克玻爾德布羅意海森堡薛定諤小愛第三頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日第一節(jié)玻爾(Bohr)的氫原子模型原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)史道爾頓－－湯姆遜－－盧瑟福－→玻爾理論－→薛定諤第四頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日原子線狀光譜

太陽(yáng)光或白熾燈，發(fā)出混合光，經(jīng)三棱鏡折射，分成紅、橙、黃、綠、藍(lán)、紫等不同波長(zhǎng)的光，得到的光譜是連續(xù)光譜。第五頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日例第六頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日近代原子結(jié)構(gòu)理論：氫原子光譜

1913年，玻爾，NeilsBohr，丹麥

1922年,諾貝爾獎(jiǎng)

與愛因斯坦比肩的偉大科學(xué)家

在普朗克（Planck）的量子論，愛因斯坦光子學(xué)說和盧瑟福有核原子模型基礎(chǔ)上，提出了玻爾定態(tài)原子結(jié)構(gòu)理論，初步解釋了氫原子線狀光譜產(chǎn)生的原因和光譜的規(guī)律性，建立了關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的初步量子理論（舊量子論）。第七頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日Bohr的原子結(jié)構(gòu)理論：核外電子只能在有確定半徑和能量的軌道上運(yùn)動(dòng)，且不輻射能量。通常，電子處在離核最近的軌道上，能量最低—基態(tài)；原子得能量后，電子被激發(fā)到高能軌道上，原子處于激發(fā)態(tài)。從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)釋放光能，光的頻率取決于軌道間的能量差。第八頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日1.波粒二象性wave-particleduality2.不確定原理，測(cè)不準(zhǔn)原理uncertaintyprinciple3.波函數(shù)wavefunctions

第二節(jié)氫原子的量子力學(xué)模型第九頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日一、微觀粒子的波粒二象性(一)光的波粒二象性光的波動(dòng)性λ（波長(zhǎng)）和光的微粒性p（動(dòng)量）之間有如下關(guān)系式：m——光子的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量c——光速粒子性波動(dòng)性第十頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日(二)物質(zhì)波假設(shè)法國(guó)年輕的物理學(xué)家LouisdeBroglie(1892—1987)，因發(fā)現(xiàn)電子的波動(dòng)性，獲得1929年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。出生于法國(guó)迪耶普城一個(gè)古老而顯赫的貴族世家，有親王頭銜。

1924年，觀點(diǎn)：所有運(yùn)動(dòng)著的物體（包括所有的微觀粒子）都具有波動(dòng)的性質(zhì)（地球也會(huì)波動(dòng)?。?927年此理論被證實(shí)是正確的。從而他于1929年獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。第十一頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日實(shí)驗(yàn)：電子束通過鎳箔時(shí)，可得到衍射圖。DeBroglie(1924)認(rèn)為電子具有波的性質(zhì):

物質(zhì)波公式，deBroglie關(guān)系式代表波動(dòng)性，稱為物質(zhì)波或德布羅意波p代表物質(zhì)的粒子性1927年，美國(guó)物理學(xué)家戴維森（C·J·Davisson）和革默（L·S·Germer），電子衍射實(shí)驗(yàn):第十二頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日波粒二象性是微觀粒子的基本屬性。物質(zhì)波是大量粒子在統(tǒng)計(jì)行為下的幾率波。第十三頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日(三)測(cè)不準(zhǔn)原理，不確定原理

海森堡，WernerHeisenberg,德國(guó)，1927

海森堡（1901年－1976年），德國(guó)著名物理學(xué)家，量子力學(xué)的創(chuàng)立人。他于20世紀(jì)20年代創(chuàng)立的量子力學(xué)，可用于研究電子、質(zhì)子、中子以及原子和分子內(nèi)部的其它粒子的運(yùn)動(dòng)，從而引發(fā)了物理界的巨大變化，開辟了20世紀(jì)物理時(shí)代的新紀(jì)元。為此，1932年，他獲得諾貝爾物理獎(jiǎng)，成為繼愛因斯坦和波爾之后的世界級(jí)的偉大科學(xué)家?！笆澜缰辉趦杉虑樯线€會(huì)想到我：一是我于1941年到哥本哈根拜訪過尼爾斯·玻爾，二是我的測(cè)不準(zhǔn)原理”。這是海森堡經(jīng)常掛在嘴邊的話。第十四頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日微觀粒子，不能同時(shí)準(zhǔn)確測(cè)量其位置和動(dòng)量。具有波動(dòng)性的粒子沒有確定的運(yùn)動(dòng)軌道或軌跡。微觀粒子不同于宏觀物體,它們的運(yùn)動(dòng)是無(wú)軌跡的，即在一確定的時(shí)間沒有一確定的位置。

x·px≥h/4π或x≥h/4πm

p——粒子動(dòng)量的不準(zhǔn)確量x——粒子的位置不準(zhǔn)確量——粒子的運(yùn)動(dòng)速度不準(zhǔn)確量W.Heisenberg1901-1976第十五頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日

粒子位置測(cè)定得越準(zhǔn)確（

x越小），它的動(dòng)量的不準(zhǔn)確度就越大（越大），反之亦然。宏觀物體之所以有確定的運(yùn)動(dòng)軌道，是由于h的值很小，m的值很大，由不確定關(guān)系式所確定的

x或很小的緣故。第十六頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日1.

對(duì)于m=10克的子彈，它的位置可精確到x＝0.01cm,其速度測(cè)不準(zhǔn)情況為：∴對(duì)宏觀物體可同時(shí)測(cè)定位置與速度在測(cè)量誤差范圍內(nèi)。第十七頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日速度不準(zhǔn)確程度過大2.對(duì)于微觀粒子如電子,m=9.1110-31Kg,半徑

r=10-10m，則x至少要達(dá)到10-11m才相對(duì)準(zhǔn)確，則其速度的測(cè)不準(zhǔn)情況為：∴若m非常小，其位置與速度是不能同時(shí)準(zhǔn)確測(cè)定的第十八頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日海森堡之墓志銘“Heliessomewherehere"第十九頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日

在德布羅意物質(zhì)波基礎(chǔ)上，1926年薛定諤提出用波動(dòng)方程描述微觀粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的理論，后稱薛定諤方程，奠定了波動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)，因而與P.A.M.狄拉克共獲1933年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)

。

1944年

，薛定諤著《生命是什么》一書，試圖用熱力學(xué)、量子力學(xué)和化學(xué)理論來(lái)解釋生命的本性，使薛定諤成為蓬勃發(fā)展的分子生物學(xué)的先驅(qū)。

二、氫原子的量子力學(xué)模型第二十頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日Thehistoryofformalismofquantummechanics第二十一頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日Schr?dinger’sequation（Psi）－波函數(shù)，是空間坐標(biāo)（x，y，z）的函數(shù)。量子力學(xué)中描述核外電子在空間運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)函數(shù)式，即原子軌道，atomicorbital。

E－體系中電子的總能量V——體系電子的總勢(shì)能m—電子質(zhì)量h—普朗克常數(shù)x,y,z

為微粒的空間坐標(biāo)第二十二頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日由薛定諤方程推出的結(jié)論：是薛定諤方程的解薛定諤方程的解為系列解；為了得到核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的合理解，必須引進(jìn)只能取整數(shù)值的三個(gè)參數(shù)n，l，m，它們稱為量子數(shù)。每個(gè)解都要受到n，l，m的規(guī)定，因此，一個(gè)波函數(shù)可以簡(jiǎn)化用一組量子數(shù)（n，m，l）來(lái)表示。每個(gè)解（r，θ，φ）可表示成兩個(gè)函數(shù)R（r）和Y（θ，φ）的乘積（r，θ，φ）＝Rn,l（r）·Yl,m（θ，φ）徑向波函數(shù)角度波函數(shù)第二十三頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日

波函數(shù)是描述原子核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的數(shù)學(xué)函數(shù)，每一個(gè)波函數(shù)代表電子的一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。決定電子在核外空間的概率分布，相似于經(jīng)典力學(xué)中宏觀物體的運(yùn)動(dòng)軌道。因此，量子力學(xué)中通常把原子中電子的波函數(shù)稱之為原子軌道或原子軌函。嚴(yán)格地說原子軌道在空間是無(wú)限擴(kuò)展的，但一般把電子出現(xiàn)概率在99%的空間區(qū)域的界面作為原子軌道的大小。波函數(shù)=原子軌道(一)原子軌道與波函數(shù)第二十四頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日像這樣用小黑點(diǎn)的疏密形象地描述電子在原子核外空間的概率密度，分布圖象叫做電子云。第二十五頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日(二)四個(gè)量子數(shù)在求解ψ的過程中，必須引進(jìn)n，l，m三個(gè)量子數(shù)。若此三個(gè)值確定，則波函數(shù)就確定了。（1）主量子數(shù)n1.定義：描述原子中電子出現(xiàn)幾率最大區(qū)域離核的遠(yuǎn)近，或者說它是決定電子層數(shù)的。2.主量子數(shù)的n的取值為1，2，3…n等正整數(shù)。3.n愈大，電子離核的平均距離愈遠(yuǎn)，能量愈高。拉丁字母KLMNOPQ主量子數(shù)n12345674.n也稱為電子層數(shù)，位于元素周期表中最右邊一列。Na(+11)281主量子數(shù)n123第二十六頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日（2）角量子數(shù)(l)，影響電子能量的次要因素1.當(dāng)n給定時(shí)，l可取值為0，1，2，3…（n-1）。2.在每一個(gè)主量子數(shù)n中，有n個(gè)角量子數(shù)。l亞層符號(hào)0s1p2d3fNa(+11)281n123l00,10,1,2亞層1s2s,2p3s,3p,3d4.對(duì)于多電子原子l也是決定電子能量高低的因素。Ens<Enp<End<EnfE1s<E2s<E3s<E4s5.l表示原子軌道（或電子云）的形狀。3.第二十七頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日（3）磁量子數(shù)(m)1.m

＝0，±1，±2，±3，…±l，共有2l+1個(gè)取值。2.m決定原子軌道在空間的伸展方向(即2l+1個(gè))。Na(+11)281n123…nl00；10；1；20…n-1亞層1s2s；2p3s；3p；3dm00；0,±10；0,±1；0,±1,±20…±l軌道數(shù)11+31+3+5n23.但與電子的能量無(wú)關(guān)。當(dāng)l=1時(shí)，m可有-1，0，+1三個(gè)取值，說明p電子云在空間有三種取向，能量相同，稱簡(jiǎn)并軌道equivalentorbital

。第二十八頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日（4）自旋量子數(shù)(ms)

ms=1/2,表示同一軌道中電子的二種自旋狀態(tài)

1925年，烏倫貝克（G·E·Uhlenbeck）和哥施密特（S·Goudsmit）第二十九頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日1.原子中的電子除繞核作高速運(yùn)動(dòng)外，還繞自己的軸作自旋運(yùn)動(dòng)。2.自旋量子數(shù)

ms＝+1/2和-1/2。電子的自旋角動(dòng)量在磁場(chǎng)方向分量的取值。電子的自旋只有兩個(gè)方向，順時(shí)針和逆時(shí)針方向。通常用“↑”和“↓”表示。第三十頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日

p

軌道(l

=1,m=+1,0,-1)

m三種取值,三種取向,三條等價(jià)(簡(jiǎn)并)p

軌道.s

軌道(l=0,m=0):m一種取值,空間一種取向,一條s

軌道.第三十一頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日d軌道(l

=2,m=+2,+1,0,-1,-2):m五種取值,空間五種取向,五條等價(jià)(簡(jiǎn)并)d軌道.第三十二頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日

綜上所述，原子中每個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可以用n，l，m，ms四個(gè)量子數(shù)來(lái)描述。1.主量子數(shù)n決定電子出現(xiàn)幾率最大的區(qū)域離核的遠(yuǎn)近（或電子層），并且是決定電子能量的主要因素；2.角量子數(shù)l決定原子軌道（或電子云）的形狀，同時(shí)也影響電子的能量；3.磁量子數(shù)m決定原子軌道（或電子云）在空間的伸展方向；4.自旋量子數(shù)ms決定電子自旋的方向。

因此，四個(gè)量子數(shù)確定之后，電子在核外空間的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也就確定了。第三十三頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日n123…nl00,10,1,20…n-1符號(hào)1s2s,2p3s,3p,3dns,np..m00;0,±10;0,±1;0,±1,±20…±l軌道數(shù)149n2符號(hào)1s2s;2px,2py,2pz3s;3px,3py,3pz;3dxy,3dxz,3dyz,3dx2-y2,3dz2ms±1/2±1/2;±1/2±1/2;±1/2;±1/2±1/2電子數(shù)28182n2符號(hào)1s22s2,2p63s2,3p6,3d10第三十四頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日電子云圖電子在空間出現(xiàn)的概率密度

Ψ2第三十五頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日量子力學(xué)理論中電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的特性：1.電子的波動(dòng)性可看成是電子的粒子性的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，即電子波是概率波。2.電子的運(yùn)動(dòng)符合測(cè)不準(zhǔn)原理，沒有確定的運(yùn)動(dòng)軌道。3.ψ是描述原子核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的數(shù)學(xué)函數(shù)，每一個(gè)ψ代表電子的一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。表示概率密度，其空間圖象就是電子云的空間分布圖象。Ψ24.每一ψ對(duì)應(yīng)一確定的能量值，稱為“定態(tài)”，電子的能量具有量子化的特征，是不連續(xù)的。5.在求解ψ的過程中，需引進(jìn)n，l和m三個(gè)量子數(shù)。第三十六頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日

四個(gè)量子數(shù)n，l，m，ms取值及所表示的含義例：某元素原子的核外電子排布為4s1,用四個(gè)量子數(shù)表示電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。B例：軌道運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為2pz，可用來(lái)描述的量子數(shù)為A.n=1,l=0,m=0;B.n=2,l=1,m=0C.n=2,l=2,m=0;D.n=1,l=2,m=1n=4,l=0,m=0;

ms

=1/2第三十七頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日例：下列各組量子數(shù)哪些不合理？1.n=2,l=1,m=02.n=2,l=0,m=-13.n=2,l=2,m=-14.n=2,l=3,m=25.n=3,l=1,m=16.n=3,l=0,m=-1

2346第三十八頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日第三節(jié)多電子原子的結(jié)構(gòu)

討論多電子原子的能級(jí)和核外電子的排布規(guī)律。第三十九頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日一、屏蔽效應(yīng)與鉆穿效應(yīng)1、屏蔽效應(yīng)多電子原子中，某電子i

受到其余電子的排斥作用而使其有效核電荷降低的現(xiàn)象，稱為其余電子對(duì)該電子i的屏蔽作用。多電子原子中電子i的能量公式：

(Z–σ)=Z′E：能量σ：屏蔽常數(shù)screeningconstant

Z：核電荷數(shù)Z′：有效核電荷數(shù)effectivenuclearcharge

第四十頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日

以Li原子為例說明這個(gè)問題：

研究外層的一個(gè)電子。

它受到核的的引力，同時(shí)又受到內(nèi)層電子的－2的斥力。實(shí)際上受到的引力已經(jīng)不會(huì)恰好是+3，受到的斥力也不會(huì)恰好是－2，很復(fù)雜。

我們把看成是一個(gè)整體，即被中和掉部分正電的的原子核。

于是外層的一個(gè)電子就相當(dāng)于處在單電子體系中。中和后的核電荷Z變成了有效核電荷Z’

。

屏蔽效應(yīng)的結(jié)果使電子能量升高。第四十一頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日

外層電子可以鉆入內(nèi)電子殼層而更靠近原子核。鉆穿結(jié)果降低了其它電子對(duì)它的屏蔽作用，起到了增加有效核電荷，降低軌道能量的作用。電子鉆穿得愈靠近核，電子的能量越低。

由于電子鉆穿而引起能量發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為鉆穿效應(yīng)（drillthrougheffect）或穿透效應(yīng)（penetrationeffect）。原子軌道的徑向分布圖：2.鉆穿效應(yīng)第四十二頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日當(dāng)n相同時(shí),電子鉆穿到核附近的能力為:ns>np>nd>nf能量規(guī)律:Ens<Enp<End<Enf第四十三頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日鉆穿不僅引起軌道能級(jí)的分裂，還導(dǎo)致能級(jí)的交錯(cuò)。能級(jí)交錯(cuò)：鉆穿越深的電子對(duì)其它電子的屏蔽越大，使不同軌道上的電子能級(jí)發(fā)生變化，從而引起能級(jí)上的交錯(cuò)。第四十四頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日3.多電子原子軌道能級(jí)當(dāng)l相同時(shí)，n越大，軌道的能級(jí)越高

E1<E2<E3<E4當(dāng)n相同時(shí)，l越大，軌道的能級(jí)越高鉆穿效應(yīng)：ns＞np＞nd

＞nf

能級(jí)：E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)當(dāng)n和l都不同時(shí)，可能發(fā)生n較大的某些軌道的能量反而比n小的某些軌道能量低的現(xiàn)象。

E(4s)<E(3d)E6s<E4f<E5d

能級(jí)交錯(cuò)energyleveloverlap第四十五頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日4.能級(jí)組和原子軌道近似能級(jí)圖（1）鮑林L.Pauling原子軌道近似能級(jí)圖（牢記）量子化學(xué)家，1954年化學(xué)獎(jiǎng)，1962年和平獎(jiǎng)光譜數(shù)據(jù)得到：原子軌道，共分成七個(gè)能級(jí)組：

1s;2s2p;3s3p;4s3d4p;5s4d5p;

6s4f5d6p;7s5f6d

能級(jí)圖是按能量高低順序，不是按原子軌道距核遠(yuǎn)近排列。能量相近的軌道為一組，稱為能級(jí)組，要與主量子數(shù)區(qū)別開來(lái).例如：第四組4s,3d,4p第五組5s,4d,5p第四十六頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日組內(nèi)能級(jí)間能量差小能級(jí)組間能量差大E1s

＜E2s

＜E2p＜E3s＜E3p＜E4s＜E3d＜E4p＜…

第四十七頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日徐光憲公式

n+0.7l值愈大，基態(tài)多電子原子軌道的能級(jí)越高。把

n+0.7l值的第一位數(shù)字相同的各能級(jí)組合為一組，稱為某能級(jí)組。能級(jí)1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6pn+0.7l1.02.02.73.03.74.04.44.75.05.45.76.06.16.46.7能級(jí)組123456根據(jù)徐光憲公式計(jì)算可以明確原子能級(jí)由低到高依次為：

1s，(2s，2p)，(3s，3p)，(4s，3d，4p)，(5s，4d，5p)，(6s，4f，5d，6p)…

第四十八頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日二、多電子原子的核外電子排布

1.能量最低原理

原則：原子核外的電子，總是盡先占有能量最低的原子軌道，只有當(dāng)能量較低的原子軌道被占滿后，電子才依次進(jìn)入能量較高的軌道，以使原子處于能量最低的穩(wěn)定狀態(tài)。

按鮑林近似能級(jí)順序填充第四十九頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日2.泡利（Pauli）不相容原理，1945Nobel

移居美國(guó)的奧地利物理學(xué)家泡利在21歲（1921年）時(shí)就寫了一篇關(guān)于廣義相對(duì)論理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的總結(jié)性論文（共237頁(yè)）。當(dāng)時(shí)距愛因斯坦發(fā)表“廣義相對(duì)論”（1916年）才5年，人們認(rèn)為他這么年輕卻有如此獨(dú)到的見解，震驚了整個(gè)物理學(xué)界，從此一舉成名。四十年代以科學(xué)的預(yù)見預(yù)言了中微子的存在，預(yù)言后25年，被實(shí)驗(yàn)證實(shí)。第五十頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日1)定義：在同一原子中沒有四個(gè)量子數(shù)完全相同的電子，或者在同一原子中沒有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同的電子。例如，氦原子的1s軌道中有兩個(gè)電子，描述其中一個(gè)原子中沒有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的一組量子數(shù)（n，l，m，s）為1，0，0，+1/2，另一個(gè)電子的一組量子數(shù)必然是1，0，0，-1/2，即兩個(gè)電子的其他狀態(tài)相同但自旋方向相反。2)結(jié)論：在每一個(gè)原子軌道中，最多只能容納自旋方向相反的兩個(gè)電子。（比測(cè)不準(zhǔn)原理的提出還早）第五十一頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日n2…nl010…n-1亞層2s2pm0-10+10…±l軌道數(shù)1111n2s+1/2-1/2+1/2-1/2+1/2-1/2+1/2-1/2±1/2電子數(shù)↑↓↑↓↑↓↑↓2n23.可推算出各電子層最多容納的電子數(shù)為2n2個(gè)。第五十二頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日3.洪特規(guī)則Hund'srule

1)定義：在等價(jià)軌道中，電子盡可能分占不同的軌道，且自旋方向相同。2)洪特規(guī)則實(shí)際上是最低能量原理的補(bǔ)充。因?yàn)閮蓚€(gè)電子同占一個(gè)軌道時(shí)，電子間的排斥作用會(huì)使體系能量升高，只有分占等價(jià)軌道，才有利于降低體系的能量。3)作為洪特規(guī)則的特例，等價(jià)軌道全充滿，半充滿或全空的狀態(tài)是比較穩(wěn)定的。全充滿：p6，d10，f14半充滿：p3，d5，f7全空：p0，d0，f0第五十三頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日3LiLithium 鋰1s22s14 BeBerylium鈹1s22s25 B Boron硼1s22s22p16 C Carbon碳1s22s22p27 NNitrogen氮1s22s22p38O Oxygen 氧1s22s22p49 F Fluorin 氟1s22s22p510 NeNeon氖1s22s22p61 H Hydrogen氫1s12 He Helium 氦1s2

原子序數(shù)元素符號(hào)英文名稱中文名稱電子結(jié)構(gòu)式第五十四頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日PartialOrbitalDiagramsforPeriod3Elements第五十五頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日**21Sc Scandium 鈧[Ar]4s23d122 Ti Titanium鈦[Ar]4s23d223 V Vanadium釩[Ar]4s23d324

Cr Chromium鉻[Ar]4s13d525 MnManganese錳[Ar]4s23d526 Fe Iron鐵[Ar]

4s23d627 Co Cobalt 鈷[Ar]

4s23d728 Ni Nickel鎳[Ar]

4s23d8

29CuCopper，cuprum銅[Ar]

4s13d1030ZnZinc鋅[Ar]

4s23d10

*19 K Potassium鉀[Ar]4s120 Ca Calcium 鈣[Ar]4s2

原子序數(shù)元素符號(hào)英文名稱中文名稱電子結(jié)構(gòu)式第五十六頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日

電子排布式的書寫：

1、按電子層的順序，而不是按電子填充順序書寫。

2、內(nèi)層→原子芯[稀有氣體符號(hào)]

如：11Na1s22s22p63s1[Ne]3s1

26Fe1s22s22p63s23p63d64s2[Ar]3d64s2

注意：

A、電子填充順序

B、電子排布式的書寫順序

C、失電子順序第五十七頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日15P的價(jià)層電子型可表示為:指原子參加化學(xué)反應(yīng)時(shí)，能提供成鍵的電子,也指原子核外最高能級(jí)組的電子

元素 核外電子分布 最外層電子構(gòu)型 價(jià)電子構(gòu)型

Cr[Ar]3d54s14s13d54s1P[Ne]3s23p33s23p33s23p3

第五十八頁(yè)，共六十九頁(yè)，編輯于2023年，星期日從鈉開始填充3s，從鋁開始填充3p。鉀的第19個(gè)電子排在4s而不是3d上，因?yàn)镋3d＞E4s，鈧的第21個(gè)電子排在3d而不是4p上，因?yàn)镋4p＞E3d。Cr：4s13d5；Cu：4s13d104s

和3d

都有電子時(shí)，失去電子時(shí)，先失去4s電子。這是因?yàn)樘畛潆娮雍螅?s能