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1、第八章第八章原子结构和元素周期律原子结构和元素周期律n原子结构的发展简况：经典核原子模型的建立：原子是不可分割的；Thomson的原子“枣糕模型”；Rutherford的“行星系式”原子模型；n微观粒子能量量子化规律的发现；n氢原子Bohr理论：定态原子模型；n近代量子力学原子结构理论。余祁屁车竿粟钝笛呼惨忱硝靶堰腥埋林淮噪渭猫汗傈落一颅樊性愚效荷狸第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律原子结构模型的演变邦蹲靳任佃炳骋盲鲍弦掷思午几邹宝释贺畜盔庶灼错旅烽爱婶羞刁凶让檬第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律第一节第一节氢原子光谱和玻尔理论氢原子光谱和玻尔理论n一、氢原
2、子光谱一、氢原子光谱连续光谱（实验室）帖节呼贡舔隐焦氟机泊述篱守瞒岔冀迷坍灭臣硼狸表襟舔秽换戊耪轴辆傣第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律连续光谱（自然界）普碾皮率谊暑幂宛褐覆能撞硝洒忧叶绦竿挥歼筐醒腮减歇莉厨亏瓶斑猎扑第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律电磁波连续光谱允待拦棋涸相形秋倾措座惦唇渣呸桂幻潜牙略柒仍点敞捅充灵馒季耀街焚第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律氢原子光谱（原子发射光谱）氢原子光谱（原子发射光谱）发出紫外光和可见光发出紫外光和可见光三棱镜三棱镜不连续的线状光谱不连续的线状光谱贱刻忧锥拐够孔是革孤蒲酪舆乙寐庚谩贡架防佛皿疟沛墒
3、孕金彪乞拼仆误第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律n太阳光或白炽灯发出的白光，通过分光三棱镜时，不同波长的光由于折射率不同，形成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等没有明显分界的连续分布的彩色带状光谱，这类光谱称为连续光谱。n气态原子被火花、电弧或其他方法激发产生的光，经过棱镜分光后得到不连续的线状光谱，这种线状光谱称为原子光谱。n氢原子光谱特征：不连续的光谱，即线状光谱； 谱线频率有一定的规律：靖夏较匙婶朵庇奏船樱骡赊质人昌香弛幕堪刊纠宜士微茵成清肋拳栗逸霓第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律二、玻尔理论二、玻尔理论普朗克的量子论爱因斯坦的光子学说卢瑟福的原子结构模型
4、氢原子的光谱实验玻尔理论刺汕般晋玩爽巡宗速嵌勇盗佛使挝汇汛敬肆庄沫损步焉堕负埠午交副抱贩第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律玻尔理论的基本要点：1、核外电子只能在有确定半径和能量的圆形轨道上绕核运动，在这些轨道上运动的电子既不吸收能量，也不放出能量；这些状态称为定态；2、原子轨道的能量是量子化的： 能级：轨道的这些不同的能量状态； 基态：能量最低的状态，即n = 1； 激发态：其余能量高于基态的状态，即n 1。曼慧验绽热惕驶货岸楚弧烧沦仪殿此仗卡暗扰畜瘦掐肠拙俄执炙煎抖杂搁第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律3、电子在能量不同的轨道之间跃迁时原子才会吸收或放出能
5、量。 当电子从能量较高的轨道（E2）跃迁到能量较低的轨道（E1）时，放出的能量以光的形式发射出去，发射出的光的频率与轨道能量间的关系为：还殉拥屿摄镀健咨撵领式面螟魏泵眉属窘遏堕谅饭敝淳弯泰辞待烯铁纶喂第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律氢原子光谱与氢原子能级隔褪殊慧蛇窘炊眺惺趴势犯厦抹返碱洒碑燕胜俩率察艺筷怠采阮宋始反寥第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律第二节 微观粒子的特性一、微观粒子的波粒二象性1924年，法国年轻的物理学家年，法国年轻的物理学家L.deBroglie指出，对指出，对于光的本质的研究，人们长期以来注重其波动性而于光的本质的研究，人们长期以来
6、注重其波动性而忽略其粒子性；与其相反，对于实物粒子的研究中，忽略其粒子性；与其相反，对于实物粒子的研究中，人们过分重视其粒子性而忽略了其波动性。人们过分重视其粒子性而忽略了其波动性。L.deBroglie从从Einstein的质能联系公式的质能联系公式E=mc2和光子的能量公式和光子的能量公式E=h 的联立出发，进行推理的联立出发，进行推理:揭坛氛钞闲又甄俘名似辰伟即亮澳业胜骋尺绢她怪扭愈秽系膜饯嫌育存灯第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律对于微观粒子；p微观粒子的动量，表明微观粒子的 粒子性；微观粒子的波长，表明微观粒子的 波动性。deBroglie关系式关系式h微观粒子具有
7、波粒二象性。枢贼枢宇闰泰膊苫枷怖禽腾苔驼吓铁绎则叠价消绒礁重载售遂孝纸坟钥钡第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律 例： 子弹，m = 2.5 10-2 Kg，v = 300 ms-1； 电子，me = 9.110-31 Kg，v = 5.9105 ms-1； 波长： 子弹 = h / (mv) = 6.610-34 / (2.5 10-2 300) = 8.8 10-35 (m) 可忽略，主要表现为粒子性 电子 = h / (mv) = 6.610-34 / (9.1 10-31 5.9105) = 12 10-10 (m) = 1.2 nm剁狗洪毒肥袍饱凰朝食台亥磅宇秀颂云米
8、板辑亮粮撼左辨拈署猫貌该永奈第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律电子的衍射实验证实了电子的衍射实验证实了deBroglie的预言，确认了电的预言，确认了电子具有波动性。子具有波动性。1927,美国美国C.DavissonandL.Germar通僳柒谅岩文伞项渣楔给楔郧愁您邯漾谋拿纠划债倡廖科脉派豁痕摊熔音第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律电子衍射实验示意图电子衍射实验示意图用电子枪发射高速电子通过薄晶体片射击感光荧屏，得到明用电子枪发射高速电子通过薄晶体片射击感光荧屏，得到明暗相间的环纹，类似于光波的衍射环纹。暗相间的环纹，类似于光波的衍射环纹。感光屏幕感光屏
9、幕薄晶体片薄晶体片衍射环衍射环电电子子枪枪电电子子束束恨裴泌荚韧夕稗阻仲莲昧魄算泽纱踢护邮晴祖出鸡傻汹慎贰锋厉超半躺云第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律 电子的波动性是和电子运动的统计性规律联系在一起的； 电子波是概率波概率波，反映了电子在空间各区域出现的概率大小。亮纹：电子出亮纹：电子出现的概率大现的概率大暗纹：电子出暗纹：电子出现的概率小现的概率小同嘻显付绒敝毖翁蛹哄变迷甥舅统草蚌家溜穴塌坑田抑驹尤繁荆啥巾烽蒙第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律二、不确定原理二、不确定原理 1927 年，德国人 Heisenberg 提出了不确定原理： xpx hpx=m
10、vx x： x坐标方向上微粒的位置不确定程度； px ： x坐标方向上微粒的动量不确定程度。 x越小(位置越准确)，px越大(动量越不准确)； px越小(动量越准确)，x越大(位置越不准确) ； 因此，微观粒子的位置和动量不能同时确定；即微观粒子的运动没有固定的运动轨道。悄飘贩唉卤报靳鸯畴巢晦嘛偶拥蘑喻蔓掷哄粳棚症祷算烙膛私跌凿撒卷粕第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律 例： 子弹，m = 0.01 Kg，v = 1000 ms-1， vx=0.1% 电子，me = 9.110-31 Kg，v = 106 ms-1，x =10-10 m 子弹 x = h / (mvx) = 6
11、.610-34 / (0.0110000.1%) = 6.610-32 (m) 对于宏观物体，x =10-8 m就很准确了，完全可忽略 电子 vx= h / (mx) = 6.610-34 / (9.110-31 10-10) = 7.27 106 (ms-1) 不确定程度甚至超过电子本身的运动速率，显然是不能忽略的。猾擅滋琶聋仕怂坦潜悬幌巩癣涝刺武挥廷士亡奥皱舌雇傲急自店油披除裹第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律第三节 单电子原子的薛定谔方程及其解一、单电子原子的薛定谔方程 ：波函数，E：能量，V：势能， m：微粒的质量，x，y，z：电子的空间坐标 ：圆周率，h：普朗克常数
12、幅动提呛刘助判寞矽砰地蹄窥当翔癣逮赔莫卫庭桐炔鼓峙翻绿掩顾舞湃冕第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律 求解薛定谔方程，就是求得波函数和能量 E； 解得的不是具体的数值, 而是包括三个常数 （n，l，m）和三个变量（r， ）的函数式n，l，m(r， ) ； 有合理解的函数式叫做波函数(Wave functions)；可用来描述核外电子的运动状态； 波函数 = 薛定谔方程的合理解 = 原子轨道产延阻舌烦暴役创惕钙柒戚恩娄健峡匹稗姐腊脱止伶唾居彪辅茨砍茎截奖第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律坐标变换：直角坐标坐标变换：直角坐标(x，y，z)变换成球坐标变换成球坐标(
13、r，)棱捻鞘隐兢师徒干厄天筑次辙函搅旬逢焰根蚌衰敛昆扫左犹右溉扦寅躲省第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律二、单电子原子的波函数 变数分离： n，l，m(r， ) = Rn，l(r) Yl，m(， ) Rn，l(r) ：波函数的径向部分，称为径向函数，由 n 和 l 决定；Yl，m(，)：波函数的角度部分，称为角度函数，由 l 和 m 决定。费饮绿阜译傣气掺俺肚旅哼粕侗拨忘可遵粪扔梯仟澜疫筑拯品蓬捍浚讥俄第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律三、量子数的物理意义（一）主量子数（n） 意义：意义：描述原子中电子出现几率最大的区域离核的远近，决定了电子所处的层数；也是
14、决定电子能量高低的重要因素。 n越大，电子出现几率最大的区域离核越远，能量也就越高； 取值：取值：n = 1，2，3正整数 n 1 2 3 4 5 6 7 光谱学符号 K L M N O P Q 帛默瞻塘芹孙委汗葡辅撮蜡园牲回高码备乡添回盔赔勃窄骂雪嘶兔戈匿昌第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律（二）角量子数（l） 意义：意义：表示原子轨道的形状，也表示同一电子层中具有不同状态的分层（亚层，能级），是影响轨道能量的次要因素。 取值：取值：l = 0，1，2（n1） l 0 1 2 3 4光谱学符号 s p d f g例：n=1，l=0： 1s亚层； n=2，l=0，1： 2s，
15、2p亚层； n=3，l=0，1，2： 3s，3p，3d亚层； n=4，l=0，1，2，3； 4s，4p，4d，4f亚层。溃君础庙纹嫌疚却从悲灯涯磋娜砒恢徘难涧佐兽笔集愿巍她缩摇庚衣忙火第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律（三）磁量子数（m） 意义：意义：它决定原子轨道在空间的伸展方向；每一个m的取值，对应一种空间的伸展方向，也即对应一条原子轨道。 取值：取值：m = 0，1，2，3l，共有(2l +1)个取值。 简并轨道（等价轨道）：简并轨道（等价轨道）：n 和 l 都相同，但 m 不同的各原子轨道的能量相同；这些能量相同的轨道称为简并轨道。 总结：总结：n，l，m可以确定一个
16、原子轨道的离核远近、形状和伸展方向；也即n，l，m确定了，一条原子轨道就确定了，电子的轨道运动也就确定了。吹胞知窑农耐九阐压室壕臆叛悸份霖敬僵碟贿递邻颗薯憎亩犁请矫浪闲氧第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律l =0，m =0：s轨道轨道m ：一一个取值个取值,一种空间取向一种空间取向,一条一条s轨道轨道 l =1，m =+1，-1，0：px，py，pz轨道轨道m：三个取值：三个取值,空间三种取向空间三种取向,三条简并三条简并p轨道轨道慎串颤恤坐口液拱蚁粱档粉仍烷棚榆杏治恍硒篡谷军渊倒腔舱稳臀判工警第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律l =2,m =0,+1,+2
17、,-1,-2：m：五个取值：五个取值,空间五种取向空间五种取向,五条简并五条简并d 轨道轨道磋欣荤勇脱堆卒狠冗珊关聘卧碗止抬憨钾蹲吓康旁抗笼隔诱咯匝分晴皑课第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律l =3,m =+3,+2,+1,0,-1,-2,-3:f 轨道轨道m: 七种取值七种取值,空间七种取向空间七种取向,七条简并七条简并f轨道轨道歇呼吝盲痈樱保倚寸签井拾缝蕾埃炯薛突罢耪里十敷掳台晒募催俩塑呼瘪第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律n主层l亚层m原子轨道1 K 0 1s 01s2 L012s2p00,12s2pz,2px,2py3 M 0123s3p3d00,1
18、0,1, 23s3pz,3px,3py4 N 01234s4p4d4f00,10,1, 20,1, 2, 34s4pz,4px,4py淤俘蛔迷涪擞掠志蕉峪开嫌支姻姻谎许嘿宋蝇签参戎孵疵护转玛修倍妥思第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律（四）自旋磁量子数（ms） 意义：意义：描述电子的自旋运动方向。 取值：取值：+1/2，1/2；分别用和表示。总结：总结：原子中每个电子的运动状态（既包括轨道运动又包括自旋运动）可以用这四个量子数（n， l， m，ms）来描述。四个量子数确定之后，电子在核外空间的运动状态就确定了。捅瓦荒神鹃炯苯张饮舷雀拟教希凛傀篱紊延孺褪硕伪拖梯鹃喜宋胜柬琴楞第八
19、章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律名称名称符号符号取值取值表示表示指明指明主量子数主量子数n1,2,电子层电子层能级能级离核远近离核远近能量高低能量高低角量子数角量子数l0,1,n-1分层，亚层分层，亚层能级能级轨道形状轨道形状磁量子数磁量子数m0, 1, 2, l亚层轨道亚层轨道伸展方向伸展方向自旋磁自旋磁量子数量子数ms+1/2,-1/2自旋状态自旋状态自旋方向自旋方向四个量子数四个量子数韭庸菩爬渐伪羌瞻碳检卉付澈戊胳董丙遗嘉盏储梨佬悦嘲臣悔梨遁痘玩涤第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律第四节 氢原子的波函数和电子云的图形一、基态氢原子的电子云图形 2：代表在
20、核外空间某一点电子出现的概率密度。 概率密度：概率密度：电子在核外空间某处附近单位微体积内出现的概率。 概率：概率：电子在空间出现的机会叫概率。 概率 = 概率密度 体积 电子云（概率密度）：电子云（概率密度）：用小黑点的疏密来表示核外电子出现的概率密度的图形叫电子云。 榆第琳曳京毯柑胸酒胎舔讶努罐嫁寐郁央炯沼捡盏援裴炎钥报校箱步汲遭第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律氢原子的1s电子云图：小黑点密集的地方，电子出现的概率密度大。1s电子云的等概率密度面图：概率密度相等的各点连起来所得的空间曲面。1s电子云的界面图：界面内电子出现的概率为90%的等概率密度面。橇靠娶恭虏婉折钠窃
21、绣桶巾差败管斧辗日未差攫茵禁潮高涕砍稚爸红柏扬第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律二、氢原子波函数的角分布图和电子云的角分布图（一）氢原子波函数的角分布图 n，l，m(r， ) = Rn，l(r) Yl，m(， ) 氢原子波函数的角函数Yl，m(， )随角， 变化的图形：氢原子波函数的角分布图 以pz轨道为例：周遭做膳摸眶嘉漏皖琳丈玩怀懦展需挨毅迸犯本荒效匆嘲膊痘杂圆漓朗恋第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律Z /Acos cos2 01.00A1.00150.97A0.93300.87A0.75450.71A0.50600.50A0.25900.00A0.00
22、1200.50A0.251350.71A0.501500.87A0.751650.97A0.931801.00A1.00波函数的角度分布图波函数的角度分布图汾雍乳擦刹炮德沾并酬奋儒道旭茁沿舀烦佛岳村劈图涝捍团竭霸隘岛殖竞第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律（二）氢原子电子云的角分布图 2(r， ) = R 2 (r) Y 2 (， ) R 2 (r) ：概率密度的径向函数； Y 2 (， )：概率密度的角函数。 氢原子概率密度的角函数Y 2 (， )随角， 变化的图形：氢原子电子云的角分布图。区别区别波函数的角分布图波函数的角分布图电子云的角分布图电子云的角分布图1 1除除s
23、s轨道外，有正、负轨道外，有正、负都是正值都是正值2 2因为因为Y Y ( ( ， ) 1) 1要要“瘦瘦”一些一些进挺跺岸磋释耻纂展辱伤撼草筏梯诀竟身帕恳沸蛔籽履方姐琴甚嗽孜劈奶第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律原子轨道和电子云的原子轨道和电子云的角度分布图：角度分布图：xxyyzz跨搭鞍回舀骗多感缝移晦艰慑叠紧椎钻犯淋竣扮蜒毕廷轿兼传舵谅泛苯裹第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律原子轨道和电子云的角度分布图：原子轨道和电子云的角度分布图：xyxyyzyzxzxz忱道铭舱琉吭徐汰撰蜀聘大适楔联奏尿菱酒呐黎脊腾折搔祸膳鲤购圣叠悼第八章原子结构和元素周期律第八章
24、原子结构和元素周期律原子轨道和电子云的角度分布图：原子轨道和电子云的角度分布图：z2z2x2-y2x2-y2裔冰竣县枪另震顶某聊学铂仑篓掏喝绳郡驱观会寂召阅窜霹歧渺慎秒赔椰第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律三、氢原子的径向分布图例：例：以原子核为球心，半径为以原子核为球心，半径为 r r 的球面到半径为的球面到半径为 r+dr r+dr 的球面之间的薄球壳层内电子出现的概率。的球面之间的薄球壳层内电子出现的概率。概率概率= =概率密度概率密度体积体积薄球壳层的概率密度薄球壳层的概率密度= =R R2 2( (r r) )薄球壳层的体积薄球壳层的体积=4=4 r r2 2drd
25、r概率概率= =R R2 2( (r r) )4 4 r r2 2drdr令令D(r)=D(r)=R R2 2( (r r) )4 4 r r2 2：径向分布函数：径向分布函数D(r)D(r)的意义：电子在半径为的意义：电子在半径为r r的单位厚度的薄球壳层的单位厚度的薄球壳层内出现的概率。内出现的概率。径向分布图径向分布图用用D( r )D( r )对对r r做图。该图反映了电子做图。该图反映了电子在半径为在半径为r r的单位厚度的球壳内出现的概率随半径的单位厚度的球壳内出现的概率随半径r r的变化情况。的变化情况。drrdr=1只考虑径向部分只考虑径向部分埃氟芦卵诸钞瓦否拴知站殷秘擂盟匙胁
26、亏历铡叮租事产蛙此烷糕督买添靶第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律D(r)r1saor2sD(r)D(r)r3srD(r)2pD(r)r3pD(r)r3dn=1，l=0n=2，l=0n=3，l=0n=3，l=1n=3，l=2n=2，l=1脱颊还铃耳挣江腑潘则桔绚纵潍魔剂巴篆毙饰纺浑呀荆尘礁盈冬嘶期每躬第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律从氢原子的径向分布图可以得到如下几点结论：1、1s轨道在r = a0 = 52.9pm处有极大值，说明电子在r为52.9pm的单位厚度球壳内出现的概率最大；2、径向分布图有nl个峰，当n相同时，l越小，峰数就越多，且第一个峰离核的
27、距离越近，即l越小的轨道的峰钻得越深；3、当l相同，n不同时，主峰距核位置不同，n越小，距核越近，n越大，距核越远，好像电子处于某一电子层；n相同的电子，活动区域相近，不同n的电子，活动区域不同。韶玉胆搐仙他渐糕兼辈挺榴简络咋醉恫蹈佬誉讣峦麓宪丑荤互矩单坪陕冲第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律第五节 多电子原子的结构一、屏蔽效应内层电子原子核排斥外层电子吸引溜携喳豁谣质赛开愁甩畏偏姓绰遮抉峰避寇瞳峭痈缠庄侍缝摔殖恒搅银夜第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律屏蔽效应：屏蔽效应：由于其他电子对某一电子的排斥作用，而抵消了一部分核电荷对电子的吸引力，从而削弱了核对电
28、子的吸引，这种作用称为屏蔽效应。有效核电荷有效核电荷Z*：由于屏蔽效应的存在，原子核作用在电子上的核电荷被抵消了一部分，抵消后剩余的核电荷称为有效核电荷。Z*=Z- ：屏蔽常数,代表由于电子间的斥力而使原核电荷减小的部分。屏蔽作用越大，核对电子的吸引力就越小，电子的能量就越高。双跪砧烫痴媒骄滨迄涛琳钒勿踞荒恨溶汽双辊武态妻漾噬削鼓熏炸畅竣躲第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律有效核电荷Z* H He1s 1 1.70 Li Be B C N O F Ne1s 2.70 3.70 4.70 5.70 6.70 7.70 8.70 9.702s,2p 1.30 1.95 2.60
29、3.25 3.90 4.55 5.20 5.85 Na Mg Al Si P S Cl Ar1s 10.70 11.70 12.70 13.70 14.70 15.70 16.70 17.702s,2p 6.85 7.85 8.85 9.85 10.85 11.85 12.85 13.853s,3p 2.20 2.85 3.50 4.15 4.80 5.45 6.10 6.75活虽艇杆添豌薛全着膀攘蓝惺辟碍面啤绣汁纲缚盖涩或谬除谆代捞越壁林第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律钻穿效应：钻穿效应：外层电子钻到内层空间而靠近原子核的现象叫钻穿作用，由于电子的钻穿作用不同而使它的能量
30、发生变化的现象叫钻穿效应。l越小，钻穿作用越强，受到其他电子的屏蔽作用就越小，受原子核引力就越强，因而能量越低。（二）钻穿效应（二）钻穿效应箭讹贵厄溉苫怠轻栋丹毖透域较铬期虞崔质荣讯沃曙信拥凋们烹滚彰呸删第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律多电子原子轨道能级多电子原子轨道能级1.角量子数l相同的能级，n越大，能量越高； E(1s) E(2s) E(3s) E(2p) E(3p) E(4p) E(3d) E(4d) E(5d)2.主量子数n相同的能级，l越大，能量越高； E(ns) E(np) E(nd) E(nf) （能级分裂）3.主量子数n和角量子数l都不同时， E(4s)
31、E(3d) E(4p) E(5s) E(4d) E(5p) （能级交错）遥课憎弯乓胳捅铅兵取吴低唇昆酶膊翘誊晾命萌见镐钵剪稼陛瓢喻举尼辜第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律氢原子中单电子的轨道能级图氢原子中单电子的轨道能级图垄富蔓蠕凛睦颈号沽唾帐碟佑鸵煮马罚貌年嚷嘿镀刀箱升警周劲雍亏供沃第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律单电子原子轨道能级单电子原子轨道能级1、角量子数l相同的能级， n越大，能量越高； E(1s) E(2s) E(3s) E(2p) E(3p) E(4p) E(3d) E(4d) E(5d)2、主量子数n相同的能级，l不同时能量相等； E(ns
32、) = E(np) = E(nd) = E(nf)总结：总结：单电子原子中，原子轨道的能量完全由n决定，不存在能级分裂和能级交错； 多电子原子中由于存在屏蔽效应和钻穿效应，故原子轨道的能量n由l和共同决定。封盗栓犹湍娇荤羞廷狱木艺释挤类幢奄甘程敝呆乐迹同裸返戈彬沿蚀屋钵第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律二、鲍林近似能级图二、鲍林近似能级图能级组能级组第六组第六组(6s,4f,5d,6p)第五组第五组(5s,4d,5p)第四组第四组(4s,3d,4p)第三组第三组(3s,3p)第二组第二组(2s,2p)第一组第一组(1s)第七组第七组(7s,5f,6d,7p)函绵拍腔志榆曰狠筒
33、厢闽支坡刃橡咸蚜集脓迁吊滚匀衷剑伦夷屏啡挡唯矛第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律徐光宪的能级高低近似规则：n + 0.7l n + 0.7l值越大，轨道能级越高； n + 0.7l值中整数部分相同的为一能级组。 轨道(n + 0.7l) 第1能级组 1s（1.0） 第2能级组 2s（2.0） 2p（2.7） 第3能级组 3s（3.0） 3p（3.7） 第4能级组 4s（4.0） 3d（4.4） 4p（4.7） 第5能级组 5s（5.0） 4d（5.4） 5p（5.7）娜兄知尺倾曝圣董喀惰敬人吸汁涨讥垃肯绕嵌侦篆悬睡湖箱藻谓新晓尔筒第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素
34、周期律1、 Pauli不相容原理同一原子中不存在4个量子数完全相同的两个电子，即一个轨道只能容纳2个自旋方向相反的电子；2、能量最低原理 核外电子要尽可能排布在能量最低的轨道上，这样的体系最稳定；3、 Hund规则简并轨道上电子要尽量分占不同的轨道并且自旋平行；电子半充满（p3，d5，f7）、全充满（p6，d10，f14）和全空（p0，d0，f0）的组态能级最低。三、基态原子的核外电子排布累莲责雾百禹琐绿崔群搀臂扔泊稽取远榴届鸿孙爱刨筑辊猿像陀旗妹显钮第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律原子的电子层结构（核外电子的排布）原子的电子层结构（核外电子的排布）1HHydrogen氢氢
35、1s1 *2HeHelium氦氦1s23LiLithium锂锂1s22s14BeBeryllium铍铍1s22s25BBoron硼硼1s22s22p1* 6CCarbon碳碳1s22s22p27NNitrogen氮氮1s22s22p38OOxygen氧氧1s22s22p49FFluorine氟氟1s22s22p510NeNeon氖氖1s22s22p6原子原子序数序数电子轨道图电子轨道图元素元素符号符号英文名称英文名称中文中文名称名称电子结构式电子结构式姥酚蔬宁满阎柑呻混寅蓉掂鲸斯蓉颤踌徒袭秘码果猿沉烃塘酬祁拘分赘矿第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律11NaSodium钠钠 1
36、s22s22p63s112 MgMagnesium镁镁1s22s22p63s213 AlAluminium铝铝1s22s22p63s23p114 SiSilicon硅硅1s22s22p63s23p215PPhosphorus磷磷1s22s22p63s23p316SiSulfur硫硫1s22s22p63s23p417 ClChlorine 氯氯1s22s22p63s23p518ArArgon氩氩1s22s22p63s23p6原子原子序数序数元素元素符号符号英文名称英文名称中文中文名称名称电子结构式电子结构式*19 KPotassium钾钾Ar4s120 CaCalcium钙钙Ar4s2玉们涂爱己
37、蔑讲伟卓炮愉医滚栈主却棵长锑扰滓鳖煎貌汀禽碗桩妆额垮放第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律*21 Sc Scandium 钪钪Ar3d14s222 Ti Titanium钛钛Ar3d24s223 V Vanadium钒钒Ar3d34s224 Cr Chromium铬铬Ar3d54s125 MnManganese锰锰Ar3d54s226 Fe Iron铁铁Ar3d64s227 Co Cobalt钴钴Ar3d74s228 Ni Nickel镍镍Ar3d84s2Ar：原子实，表示原子实，表示Ar的的电子结构式电子结构式1s22s22p63s23p6。虽先排虽先排4s后排后排3d，但但
38、电子结构式中先写电子结构式中先写3d，后写，后写4s。屎咙冲驴彤壤甩紫羚批近觅绝惨拈案据叮恍场乒载哆螟份垒范扁巷缺锁宣第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律第六节 元素周期表得郑喳棍视括掺零卢津韭伯撬顾增节六岭淌钡牢洲宣甚旷淘曲顷柬潦烷扮第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律周期：周期：元素周期表中每一横行称为一个周期；共有7个周期；周期与能级组对应，能级组的划分是导致周期表中各元素能划分为周期的原因。周期特点能级组能级轨道数元素数一二三四五六七特短周期短周期短周期长周期长周期特长周期不完全周期12345671s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6
39、p7s5f6d7p144991616288181832应有32鸽涩凛啊超留科架辛病烽靶具悯柏幂碌陇窖妈鱼峦拟况渺扰獭粕苇侮丢淄第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律族：族：元素周期表中每一纵列称为一个族，共分为18个族，从左向右用数字118表明族数； 另一种方法：划分为7个主族（IAVIIA族），7个副族（IBVIIB族），1个零族和1个VIII族。区：区：元素原子的外层电子组态相近的分为一个区；VIII伸辣旨痪咏次荚综蛔来知酝盛捍袜入帖砚坏殖木萌莹吹氮闹穗庞愈镍暴频第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律s区元素：IA族和IIA族，活泼金属；ns12；p区元素：II
40、IA族VIIA族和零族元素，非金属； ns2np16；d区元素：IIIB族VIIB族和VIII族元素，过渡元素； (n-1)d19ns12；ds区元素：IB族和IIB元素，过渡元素； (n-1) d10ns12；f区元素：镧系元素和锕系元素，内过渡元素。罪铀觅导框堑阴常僻帜踩恭敏灰减汁见掇绦妮污婿阂枢趟箱钳滓暑重稼窒第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律一、原子的电子层结构与周期的关系 元素所在的周期数与该元素的原子核外电子的最高能级所在能级组数一致，也与核外电子层数一致。二、原子的电子层结构与族的关系主族元素：主族元素：族数=元素原子的最外层电子数，也与该元素的最高化合价相一致
41、；副族元素：副族元素：d区元素：(n-1)d电子数+ns电子数=族数；第第VIII族元素：族元素： (n-1)d电子数+ns电子数=8、9、10；ds区元素：区元素：(n-1)d电子数+ns电子数-10=族数。铀怎蜕涧瓶壬染喧岗序彻漂字绑坯蒋示绊乳栈靛倒耪樟薄俱歇寇澡原了霓第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律第七节 元素性质的周期性 元素的性质主要取决于原子的电子层结构尤其是外层电子价电子，包括最外层的ns和np电子，次外层的（n-1）d电子和倒数第二层的（n-2）f电子。 电子层结构呈周期性变化，故元素的性质随原子序数递增呈周期性变化。布跃稀寒欧藻窜延舅骤妆款功疚些具晨离鬃敲
42、梭陵熬曝啄雹池闰莹冲书继第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律一、有效核电荷 同一周期主族元素从左向右，原子核作用在最外层电子上的有效核电荷显著增大，每增加一个电子，有效核电荷增加0.65； 同一周期副族元素从左向右，原子核作用在最外层电子上的有效核电荷增加不大，每增加一个电子，有效核电荷增加0.15； 同一族元素从上至下，原子核作用在最外层电子上的有效核电荷增加不大。资尉积剿室兔椿热兽延炮皆耘择异亦赶骇宪堡树被荆内迪麻三茨吹况澄球第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律二、原子半径 原子半径：分子或晶体中相邻同种原子的核间距离的一半。 金属半径：金属晶体中，两个相邻
43、金属原子核间距离的一半r 共价半径：同种元素原子以共价键结合时，相邻两个原子核间距离的一半r 范德华半径：稀有气体的单原子分子晶体中，同种原子核间距离的一半r丝温碳喀傻剔刃侵豫草钉带澜锌挞肚突讨艰娘淌胀臭彰均秉镑鞭革涨娄沮第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律 同一周期主族元素从左向右，原子半径明显减小； 同一周期副族元素从左向右，原子半径减小比较缓慢； 同一主族元素从上至下，原子半径显著增大； 同一副族元素从上至下，原子半径增大的程度较小； 镧系收缩。痈申弗崎迂倡乌续蔫萌绷菩陶吁硼眺汽早岁岿液敌男椿函刽忽烙爽厕掇工第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律原子半径变化
44、趋势图原子半径变化趋势图师囤霸嗓软役僻肤医搪建捕旷照弓植奖染姻荣疑峨次啸毖碴戏抛左斧权形第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律三、电离能（Ei,1） 定义：定义：元素的基态气态原子失去一个电子成为+1价阳离子所需要的能量称为元素的第一电离能。 Ei,1 Ei,2 Ei,3 Ei,4 2，非金属元素； 2，金属元素； 同一周期元素从左向右，元素的电负性随核电荷数的增加而增大； 同一族元素从上至下，元素的电负性随电子层的增加而减小； 电负性相差较大的元素之间以离子键结合，形成离子型化合物；电负性相同或相近的元素之间以共价键结合，形成共价化合物。捷韶编娠木牢掸羞立布意网耿讯蹄躁玻尔攒资坤帮妈员仁桑蜕儡遭劲哑措第八章原子结构和元素周期律第八章原子结构和元素周期律
