七章節(jié)物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)

七章節(jié)物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)七章節(jié)物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)一、氫原子光譜

1、實驗一只裝有氫氣的放電管，通過高壓電流，則氫原子中的1個電子被激發(fā)到高能態(tài)后，回到低能態(tài)時，發(fā)出的光經(jīng)過三棱鏡分光后，得到如下圖所示的原子光譜。4/1/20242長江大學(xué)化工學(xué)院一、氫原子光譜

1、實驗3/31/20242長江大學(xué)化工學(xué)院一、氫原子光譜4/1/20243長江大學(xué)化工學(xué)院一、氫原子光譜3/31/20243長江大學(xué)化工學(xué)院一、氫原子光譜2、結(jié)論：氫原子光譜是不連續(xù)的線狀光譜，具有量子化的特征。3、特點：從長波到短波，譜線間的距離越來越小，且譜線具有確定的位置，具有明顯的規(guī)律性。

4/1/20244長江大學(xué)化工學(xué)院一、氫原子光譜2、結(jié)論：3/31/20244長江大學(xué)化工學(xué)院一、氫原子光譜

n為大于2的正整數(shù)=1.097×107m-1×3×108ms-1

=3.289×1015s-1R∞=1.097×107m-1C=3×108ms-1

當(dāng)n=3時，得到Hαn=4時，得到Hβ當(dāng)n=5時，得到Hγn=6時，得到Hδ

4/1/20245長江大學(xué)化工學(xué)院一、氫原子光譜二、玻爾理論

1、理論要點：①核外電子運動取一定的軌道，在此軌道上運動的電子既不吸收能量也不放出能量。

②在一定軌道上運動的電子具有一定的能量，其能量只能取某些由量子化條件決定的正整數(shù)值。4/1/20246長江大學(xué)化工學(xué)院二、玻爾理論

1、理論要點：3/31/20246長江大學(xué)化工對于氫原子n≥1的正整數(shù)

或n≥1的正整數(shù)2、波爾理論的應(yīng)用（對氫原子光譜的解釋）①氫原子在正常或穩(wěn)定狀態(tài)時，電子在n=1的軌道上運動，稱為基態(tài)E=13.6eV或2.179×10-18J,其半徑為52.9pm，稱為玻爾半徑。

二、玻爾理論

4/1/20247長江大學(xué)化工學(xué)院對于氫原子n≥二、玻爾理論②對于氫原子，當(dāng)激發(fā)到高能態(tài)E2的電子跳回到較低能態(tài)E1時所放出的能量以光的形式表現(xiàn)出來。E2－E1＝h

n2>n1且n1=2，n2=３，４，５，６4/1/20248長江大學(xué)化工學(xué)院二、玻爾理論②對于氫原子，當(dāng)激發(fā)到高能態(tài)E2的電子跳回到較低二、玻爾理論3、優(yōu)點

沖破了經(jīng)典物理中能量連續(xù)變化的束縛，用量子化解釋了經(jīng)典物理學(xué)無法解決的原子結(jié)構(gòu)和氫光譜的關(guān)系，指出原子結(jié)構(gòu)具有量子化的特性。4、缺陷由于沒有考慮電子運動的另一重要特性——波粒二象性，使電子在原子核外的運動采取了宏觀物體的固定軌道，致使玻爾理論在解釋多電子原子的光譜和光譜線在磁場中的分裂，譜線的強(qiáng)度等實驗結(jié)果時，遇到了難于解決的困難。4/1/20249長江大學(xué)化工學(xué)院二、玻爾理論3、優(yōu)點

沖破了經(jīng)典物理中能量連續(xù)變化的三、核外電子運動的波粒二象性

１、德布羅依假設(shè)具有質(zhì)量為m的微觀粒子，運動速度為v，其相應(yīng)的波長為。結(jié)論：普朗克常數(shù)h是聯(lián)系宏觀（p代表粒子性）和微觀（λ代表波動性）的橋梁。２、實驗結(jié)果（電子衍射圖）結(jié)論：電子具有波粒二象性。4/1/202410長江大學(xué)化工學(xué)院三、核外電子運動的波粒二象性

１、德布羅依假設(shè)結(jié)論：電子具3三、核外電子運動的波粒二象性３、測不準(zhǔn)原理△x·△p≈h（△x確定粒子位置的不準(zhǔn)量；△p確定粒子動量的不準(zhǔn)值）

結(jié)論：a、粒子位置的測定準(zhǔn)確度越大，則相應(yīng)的動量的測定正確度越小，反之亦然。b、微觀粒子運動與宏觀物體的運動不同，沒有確定的一成不變的固定軌道，軌道一詞在微觀世界中根本就不存在。4/1/202411長江大學(xué)化工學(xué)院三、核外電子運動的波粒二象性３、測不準(zhǔn)原理3/31/2024四、核外電子運動狀態(tài)的描述

１、波函數(shù)(ψ)波函數(shù)是描述核外電子在空間運動狀態(tài)的數(shù)學(xué)表達(dá)式（x，y，z）２、四個量子數(shù)三維空間內(nèi)的薛定諤方程4/1/202412長江大學(xué)化工學(xué)院四、核外電子運動狀態(tài)的描述１、波函數(shù)(ψ)3/31/202四、核外電子運動狀態(tài)的描述

E：總能量＝勢能＋動能V：勢能m：電子的質(zhì)量ψ：波函數(shù)h：普朗克常數(shù)x，y，z：空間坐標(biāo)解上述方程可以得到ψ和E合理的解必須滿足的條件：a、主量子數(shù)n＝1，2，3，4，5…b、角量子數(shù)l＝0，1，2，3，4…（n-l）c、磁量子數(shù)d、自旋量子數(shù)4/1/202413長江大學(xué)化工學(xué)院四、核外電子運動狀態(tài)的描述E：總能量＝勢能＋動能四、核外電子運動狀態(tài)的描述３、四個量子數(shù)的物理意義（１）主量子數(shù)n決定了電子運動的能量，n值越大，能量越高。主量子數(shù)n相同的電子稱為一個電子層，它們具有大致相同的空間運動范圍：n=1，2，3，4，5，6，7電子層符號：K，L，M，N，O，P，Q（２）角量子數(shù)l確定了原子軌道（波函數(shù)）的形狀，并在多電子原子中和主量子數(shù)一起決定電子的能級。l＝0，1，2，3，4，…（n-l）能級符號：s，p，d，f，g，…4/1/202414長江大學(xué)化工學(xué)院四、核外電子運動狀態(tài)的描述３、四個量子數(shù)的物理意義3/31/四、核外電子運動狀態(tài)的描述（３）磁量子數(shù)決定原子軌道（波函數(shù)）在空間的取向。

4/1/202415長江大學(xué)化工學(xué)院四、核外電子運動狀態(tài)的描述3/31/202415長江大學(xué)化工四、核外電子運動狀態(tài)的描述例如：角量子數(shù)l=1的p軌道為啞鈴形，在空間有三種取向m=-1，0，1而角量子數(shù)l=2的d軌道為花瓣形,在空間有三種取向m=-2，-1，0，+1，+2又角量子數(shù)l=0的s軌道，其磁量子數(shù)m只能為0，因而在空間只有一種取向。4/1/202416長江大學(xué)化工學(xué)院四、核外電子運動狀態(tài)的描述例如：3/31/202416長江四、核外電子運動狀態(tài)的描述結(jié)論：a、軌道名稱運動狀態(tài)簡并度s1非簡并p3三重簡并d5五重簡并f7七重簡并b、l相同而m不同的軌道稱為簡并軌道，簡并軌道是具有相同的能量，但在磁場中,它們的能量卻會顯出微小的差別。c、ψ(n,l,m)

4/1/202417長江大學(xué)化工學(xué)院四、核外電子運動狀態(tài)的描述結(jié)論：3/31/202417長江四、核外電子運動狀態(tài)的描述（４）自旋量子數(shù)ms決定了電子在原子軌道中的取向a、一個原子軌道中最多只能容納２個電子，且自旋方向相反；b、順時針↑和逆時針↓，分別為和（５）各電子層最多可容納的電子數(shù)K層n=1，l=0，m=01個1s軌道，2個電子L層n=2，l=0，m=01個2s軌道l=1，m=-1，0，+13個2p軌道共4個軌道，8個電子4/1/202418長江大學(xué)化工學(xué)院四、核外電子運動狀態(tài)的描述（４）自旋量子數(shù)ms決定了電子在原四、核外電子運動狀態(tài)的描述M層n=3，l=0，m=01個3s軌道l=1，m=-1，0，+13個3p軌道l=2，m=-2，-1，0，+1，+25個3d軌道結(jié)論：電子數(shù)＝2n2五、波函數(shù)的角度部分和徑向部分

ψ＝R·YR=f（r），Y=f（θ）１、角度部分（又稱為原子軌道的角度分布圖或波函數(shù)的角度分布圖）共9個18個電子軌道，4/1/202419長江大學(xué)化工學(xué)院四、核外電子運動狀態(tài)的描述M層n=3，l=0，m=0五、波函數(shù)的角度部分和徑向部分

a、“＋”表示波函數(shù)的正值部分，“－”表示波函數(shù)的負(fù)值部分，它既不代表正電荷，也不代表負(fù)電荷；b、角度分布圖與角量子數(shù)有關(guān)，其取向與磁量子數(shù)有關(guān)，但與主量子數(shù)無關(guān)。例如：3d,4d,5d,6d具有相同的角度分布圖。

特點：4/1/202420長江大學(xué)化工學(xué)院五、波函數(shù)的角度部分和徑向部分特點：3/31/2五、波函數(shù)的角度部分和徑向部分２、徑向部分（又稱原子軌道的徑向分布圖或波函數(shù)的徑向分布圖）特點：反映了在任意角度θ，波函數(shù)隨r的變化情況。4/1/202421長江大學(xué)化工學(xué)院五、波函數(shù)的角度部分和徑向部分２、徑向部分（又稱原子軌道的徑六、幾率和幾率密度

１、幾率p：可能性的大小，例如：打靶、投擲幣；

２、幾率密度D：單位體積中出現(xiàn)的幾率，，例如：打靶。

4/1/202422長江大學(xué)化工學(xué)院六、幾率和幾率密度3/31/202422長江大學(xué)化工七、電子云電子云是電子在核外空間出現(xiàn)的幾率密度分布的形象化描述。例如：基態(tài)氫原子電子云4/1/202423長江大學(xué)化工學(xué)院七、電子云電子云是電子在核外空間出現(xiàn)的幾率密度八、電子云的角度分布和徑向分布１、電子云的角度分布Y2特點：a、無“＋”、“－”之分，因為幾率密度無正負(fù)；b、與原子軌道的角度分布圖相比要“瘦”一些。4/1/202424長江大學(xué)化工學(xué)院八、電子云的角度分布和徑向分布１、電子云的角度分布Y23/3八、電子云的角度分布和徑向分布２、電子云的徑向分布Dr電子在原子核外距離為r處的一薄層球殼中出現(xiàn)的幾率密度分子：隨r的增大而增大分母：隨r的增大而增大出現(xiàn)極值點4/1/202425長江大學(xué)化工學(xué)院八、電子云的角度分布和徑向分布２、電子云的徑向分布Dr出八、電子云的角度分布和徑向分布4/1/202426長江大學(xué)化工學(xué)院八、電子云的角度分布和徑向分布3/31/202426長江大學(xué)八、電子云的角度分布和徑向分布結(jié)論：a、n相同，l不同的幾率徑向分布曲線出現(xiàn)峰的個數(shù)為（n-l）；

b、反映了核外電子幾率分布的層次性和穿透性。4/1/202427長江大學(xué)化工學(xué)院八、電子云的角度分布和徑向分布3/31/202427長江大學(xué)九、多電子原子的能級１、氫原子的能級特點：a、核電荷Z＝１，原子核外只有一個電子b、電子只受到原子核的作用4/1/202428長江大學(xué)化工學(xué)院九、多電子原子的能級１、氫原子的能級3/31/202428長九、多電子原子的能級２、多電子原子的能級在多電子原子中，電子不僅受原子核的吸引，而且它們彼此之間也存在著相互排斥作用。（１）屏蔽效應(yīng)其它電子對某一選定電子的排斥作用實際上就是削弱了原子核對該電子的吸引作用，因此原子核作用于該電子的正電荷降低了，不再是Z，而是變成了比Z小Z*的，其中Z*=Z－σ，我們把Z*稱之為有效核電荷，σ叫做屏蔽常數(shù)，上述作用稱之為屏蔽效應(yīng)。

4/1/202429長江大學(xué)化工學(xué)院九、多電子原子的能級２、多電子原子的能級3/31/2024

a、將原子中的電子按內(nèi)外次序分組:(1s)；(2p)；(3s3p)；(3d)；(4s4p)；(4d)；(4f)；(5s5p)；(5d)；(5f)；（6s，6p）等；b、外層電子對內(nèi)層電子沒有屏蔽作用，σ=0；c、同一組，σ=0.35(但1s,σ=0.30)；d、（n-1）組對（ns，np）的=0.85，對nd或nf的

σ=1.00；e、更內(nèi)層的各組=1.00。（n-2,n-3,n-4…;對n組）（2）屏蔽常數(shù)的計算方法（Slater規(guī)則）九、多電子原子的能級4/1/202430長江大學(xué)化工學(xué)院a、將原子中的電子按內(nèi)外次序分組:(1s)；(2p)；九、多電子原子的能級（3）多電子原子的能級

4/1/202431長江大學(xué)化工學(xué)院九、多電子原子的能級3/31/202431長江大學(xué)化工學(xué)院十、能級順序圖1、能級順序的理論推導(dǎo)（1）角量子數(shù)相同，主量子數(shù)不同時的能級順序①l=0時，即1s、2s、3s、4s、5s、6s……之間的能級順序當(dāng)n越大時，電子離核的平均距離越遠(yuǎn)，所以原子中其它電子對它的屏蔽作用則越大，即值越大，根據(jù)多電子原子的能級計算公式知能級就越高。4/1/202432長江大學(xué)化工學(xué)院十、能級順序圖1、能級順序的理論推導(dǎo)3/31/202432長十、能級順序圖

結(jié)論：E(1s)＜E(2s)＜E(3s)＜E(4s)＜E(5s)＜E(6s)

②l=1、2、3時，同理可得E(2p)＜E(3p)＜E(4p)＜E(5p)＜E(6p)……E(3d)＜E(4d)＜E(5d)＜E(6d)……E(4f)＜E(5f)＜E(6f)……4/1/202433長江大學(xué)化工學(xué)院十、能級順序圖3/31/202433長江大學(xué)化十、能級順序圖（2）主量子數(shù)相同，角量子數(shù)不同時的能級順序①n=2時，即2s、2p之間的能級順序從2s和2p電子云的徑向分布圖可知，盡管2s和2p電子具有相同的主量子數(shù)，且電子離核的平均距離相同，但由于2s電子離核最近處有一個小峰，而2p電子離核最近處沒有小峰，離核最近處有一個小峰的2s電子，則說明它鉆到核附近的機(jī)會比較多，可以更好地接受原子核對它的吸引，因此其它電子對它的屏蔽作用就越小，即σ值就越小。根據(jù)多電子原子的能級計算公式知其能量就越低。4/1/202434長江大學(xué)化工學(xué)院十、能級順序圖（2）主量子數(shù)相同，角量子數(shù)不同時的能級順序3十、能級順序圖結(jié)論：E(2s)＜E(2p)②n=3、4時，同理可得E(3s)＜E(3p)＜E(3d)E(4s)＜E(4p)＜E(4d)＜E(4f)

4/1/202435長江大學(xué)化工學(xué)院十、能級順序圖3/31/202435長江大學(xué)化工學(xué)院十、能級順序圖（3）鉆穿效應(yīng)由于電子的角量子數(shù)不同，軌道電子云的徑向分布不同，電子鉆到核附近的幾率不同，因而能量不同的現(xiàn)象，稱為電子云的鉆穿效應(yīng)。鉆穿效應(yīng)反映了選定電子回避其它電子對其屏蔽的能力。（4）主量子數(shù)n和角量子數(shù)l都不相同時的能級順序由前述知：E(1s)＜E(2s)＜E(3s)……E(2s)＜E(2p)但我們無法知道E(3s)和E(2p)之間的關(guān)系。

4/1/202436長江大學(xué)化工學(xué)院十、能級順序圖（3）鉆穿效應(yīng)3/31/202436長江大學(xué)十、能級順序圖例如：

對于5號元素硼(B)其電子進(jìn)入原子軌道的順序是1s22s22p1還是1s22s23s1呢？根據(jù)斯萊特（Slater,J.C.1900～S）規(guī)則知

σ2p=2×0.85＋2×0.35=2.40；

σ3s=2×1.00＋2×0.85=3.70；根據(jù)多電子原子的能級計算公式知E(2p)=-13.6×(5-2.40)2/22=-22.98evE(3s)=-13.6×(5-3.70)2/32=-2.55ev4/1/202437長江大學(xué)化工學(xué)院十、能級順序圖例如：3/31/202437長江大學(xué)化工學(xué)院十、能級順序圖結(jié)論Ⅰ：E(2p)＜E(3s)結(jié)論Ⅱ：E(1s)＜E(2s)＜E(2p)＜E(3s)由前述知：E(3s)＜E(4s)；E(3s)＜E(3p)；但我們無法知道E(4s)和E(3p)之間的關(guān)系。②E(4s)和E(3p)之間的能級順序例如：對于13號元素鋁(Al)其電子進(jìn)入原子軌道的順序是1s22s22p63s23p1還是1s22s22p63s24s1呢？根據(jù)斯萊特（Slater,J.C.1900～S）規(guī)則知

σ3p=2×1.00＋8×0.85＋2×0.35=9.50

σ4s=10×1.00＋2×0.85=11.70

4/1/202438長江大學(xué)化工學(xué)院十、能級順序圖結(jié)論Ⅰ：E(2p)＜E(3s)十、能級順序圖根據(jù)多電子原子的能級計算公式知E(3p)=-13.6×(13-9.50)2/32=-18.51evE(4s)=-13.6×(13-11.70)2/42=-1.44ev結(jié)論：E(3p)＜E(4s)由前述知：E(3p)＜E(3d)；但我們無法知道E(3d)和E(4s)之間的關(guān)系。

③E(3d)和E(45)之間的能級順序例如：對于19號元素鉀(K)其電子進(jìn)入原子軌道的順序是1s22s22p63s23p63d1還是1s22s22p63s23p64s1呢？4/1/202439長江大學(xué)化工學(xué)院十、能級順序圖根據(jù)多電子原子的能級計算公式知3/31/十、能級順序圖根據(jù)斯萊特（Slater,J.C.1900～S）規(guī)則知

σ3d=18×1.00=18.00；

σ4s=10×1.00＋8×0.85=16.80；根據(jù)多電子原子的能級計算公式知E(3d)=-13.6×(19-18.00)2/32=-1.51evE(4s)=-13.6×(19-16.80)2/42=-4.11ev結(jié)論Ⅰ：E(4s)＜E(3d)結(jié)論Ⅱ：E(1s)＜E(2s)＜E(2p)＜E(3s)＜E(3p)＜E(4s)＜E(3d)4/1/202440長江大學(xué)化工學(xué)院十、能級順序圖根據(jù)斯萊特（Slater,J.C.1900十、能級順序圖依次類推有：E(1s)＜E(2s)＜E(2p)＜E(3s)＜E(3p)＜E(4s)＜E(3d)＜E(4p)＜E(5s)＜E(4d)＜E(5p)＜E(6s)＜E(4f)＜E(5d)＜E(6p)＜E(7s)＜E(5f)＜E(5d)＜E(6p)4/1/202441長江大學(xué)化工學(xué)院十、能級順序圖依次類推有：3/31/202441長江2、近似能級圖

十、能級順序圖4/1/202442長江大學(xué)化工學(xué)院2、近似能級圖十、能級順序圖3/31/202442長江大學(xué)十、能級順序圖

特點：a、相鄰兩個能級組之間的能量相差較大；b、組內(nèi)能級之間的能量相差較小。4/1/202443長江大學(xué)化工學(xué)院十、能級順序圖3/31/202443長江大學(xué)化工學(xué)院十一、核外電子排布的規(guī)律1、能量最低原理電子在原子軌道上的分布，要盡可能地使電子的能量最低。即按能量由低到高的順序排列，亦即按近似能級圖的順序依次填充電子，這就是能量最低原理。2、保里不相容原理一個原子軌道最多只能容納兩個電子，而且這兩個電子的自旋方向必須相反。4/1/202444長江大學(xué)化工學(xué)院十一、核外電子排布的規(guī)律1、能量最低原理3/31/20十一、核外電子排布的規(guī)律3、洪特規(guī)則在主量子數(shù)n和角量子數(shù)l相同的簡并軌道上分布的電子，將盡可能分占磁量子數(shù)不同的軌道，且自旋方向平行，在簡并軌道上分布的電子以半充滿，全充滿和全空狀態(tài)最為穩(wěn)定。4/1/202445長江大學(xué)化工學(xué)院十一、核外電子排布的規(guī)律3/31/202445長江大學(xué)化工學(xué)十二、元素周期表中原子結(jié)構(gòu)規(guī)

律及特例分析1、第四周期K(19)，Ca(20)，Cr(24)，Cu(29)2、第五周期Rb(37),Sr(38),Mo(42),Ag(47)3、第六周期Cs(55),Ba(56),La(57),Gd(64),Lu(71)4/1/202446長江大學(xué)化工學(xué)院十二、元素周期表中原子結(jié)構(gòu)規(guī)

律及特例分析1、第四周十二、元素周期表中原子結(jié)構(gòu)規(guī)律及特例分析4、第五周期例外的元素Nb(41),Ru(44),Rh(45),Pd(46)5、第六周期例外的元素Ce(58),W(74),Pt(78)原因：5s和4d之間的能級差較小，存在電子間的相互激發(fā)較多。結(jié)論：不能拿客觀事實去適應(yīng)原理，它只能說明我們的原理還不夠完善，有待改進(jìn)。

4/1/202447長江大學(xué)化工學(xué)院十二、元素周期表中原子結(jié)構(gòu)規(guī)律及特例分析4、第五周期例外十三、原子結(jié)構(gòu)與元素周期律

1、周期=最外層的主量子數(shù)2、能級組與各周期所含元素的個數(shù)能級組n+0.7l周期數(shù)所含元素個數(shù)1s1.××122s2p2.××283s3p3.××384s3d4p4.××4185s4d5p5.××5186s4f5d6p6.××6327s5f6d7p7.××7未滿4/1/202448長江大學(xué)化工學(xué)院十三、原子結(jié)構(gòu)與元素周期律1、周期=最外層的主量子十三、原子結(jié)構(gòu)與元素周期律3、能級交錯與各層所能容納最多電子數(shù)a、四個量子數(shù)的要求2n2b、能級交錯的要求最外層不超過8個電子；次外層不超過18個電子；倒數(shù)第三層不超過32個電子。4、主族與副族a、主族元素的族數(shù)=原子最外層的電子數(shù)特點：次外層的電子數(shù)為8或184/1/202449長江大學(xué)化工學(xué)院十三、原子結(jié)構(gòu)與元素周期律3、能級交錯與各層所能容納最多電十三、原子結(jié)構(gòu)與元素周期律b、副族元素：主族元素以外的其它元素特點：8<次外層的電子數(shù)<18族數(shù)=(n-1)d+ns的電子數(shù)（第Ⅷ族外）c、ⅠB、ⅡB副族元素的特點族數(shù)=最外層的電子數(shù)d、第Ⅷ族的特點4/1/202450長江大學(xué)化工學(xué)院十三、原子結(jié)構(gòu)與元素周期律b、副族元素：主族元素以外的其它元十三、原子結(jié)構(gòu)與元素周期律

5、元素的分區(qū)s區(qū)ns1-2p區(qū)ns2np1-6過渡元素d區(qū)（n-1)d1-9ns1-2ds區(qū)(n-1)d10ns1-2

f區(qū)(n-2)f1-14(n-1)d0-1ns2：內(nèi)過渡元素過渡元素

4/1/202451長江大學(xué)化工學(xué)院十三、原子結(jié)構(gòu)與元素周期律5、元素的分區(qū)過渡元素3/31十四、原子半徑變化的周期性1、同一主族從上到下，原子半徑逐漸增大原因：隨著電子層數(shù)的增多，原子核對核外電子的吸引逐漸減小。

2、在短周期中從左到右原子半徑逐漸減小原因：隨著核電荷數(shù)的增多，原子核對核外電子的吸引能力逐漸增強(qiáng)。4/1/202452長江大學(xué)化工學(xué)院十四、原子半徑變化的周期性1、同一主族從上到下，原子半徑逐十四、原子半徑變化的周期性3、鑭系收縮鑭系元素的原子半徑和離子半徑隨著原子序數(shù)的增加而逐漸減小的現(xiàn)象稱為鑭系收縮。

4、鑭系收縮的結(jié)果

ⅣBZr和HfⅤBNb和TaⅥBMo和W每對原子的原子半徑和離子半徑較接近，化學(xué)性質(zhì)也十分相似，造成這三對元素在分離上十分困難。4/1/202453長江大學(xué)化工學(xué)院十四、原子半徑變化的周期性3、鑭系收縮每對原子的原子十五、電離能I（又稱電離勢）1、第一電離能I1氣態(tài)原子失去一個電子，生成十l價的氣態(tài)陽離子所需要的能量。2、第二電離能I2從十1價的氣態(tài)陽離子再失去一個電子，生成十2價的氣態(tài)陽離子時，所需要的能量。例如：Na(g)→Na++e△H=I1>0Mg+(g)→Mg2+(g)+e△H=I2>0Na(s)→Na+(g)+2e△H=△H升華+I1Mg(s)→Mg2+(g)+2e△H=△H升華+I1+I2

4/1/202454長江大學(xué)化工學(xué)院十五、電離能I（又稱電離勢）1、第一電離能I13/