1、2022-7-52022-7-51 13-1 3-1 核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)3-2 3-2 核外電子的排布和元素周期系核外電子的排布和元素周期系3-3 3-3 元素基本元素基本性質(zhì)的周期性性質(zhì)的周期性第三章第三章 原子結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)2022-7-52022-7-52 23-1 3-1 核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一、氫原子光譜和玻爾理論一、氫原子光譜和玻爾理論二、微觀粒子的波粒二象性二、微觀粒子的波粒二象性三、波函數(shù)和原子軌道三、波函數(shù)和原子軌道四、幾率密度和電子云四、幾率密度和電子云五、波函數(shù)與電子云的分布圖五、波函數(shù)與電子云的分布圖2022-7-52022-7-53 3

2、一、氫原子光譜和玻爾理論一、氫原子光譜和玻爾理論2022-7-52022-7-54 4原子原子原子核（正電）原子核（正電）核外電子（負(fù)電）核外電子（負(fù)電）核反應(yīng)中發(fā)生變化核反應(yīng)中發(fā)生變化化學(xué)反應(yīng)中發(fā)生變化化學(xué)反應(yīng)中發(fā)生變化1.1.連續(xù)光譜與不連續(xù)光譜連續(xù)光譜與不連續(xù)光譜連續(xù)連續(xù): :某些物理量的變化沒(méi)有最小單位某些物理量的變化沒(méi)有最小單位. .t,l,v,st,l,v,s不連續(xù)不連續(xù): :某些物理量的變化有最小單位某些物理量的變化有最小單位. .電量電量q q不連續(xù)是微觀世界的重要特征，是量子化條件。不連續(xù)是微觀世界的重要特征，是量子化條件。2022-7-52022-7-55 5白光做光源白光

3、做光源連續(xù)光譜：包含所有不同波長(zhǎng)的光譜連續(xù)光譜：包含所有不同波長(zhǎng)的光譜2022-7-52022-7-56 6不連續(xù)光譜（原子光譜或線狀光譜）不連續(xù)光譜（原子光譜或線狀光譜） 每種元素的原子都有自己的特征光譜，不每種元素的原子都有自己的特征光譜，不同元素的原子光譜各不相同同元素的原子光譜各不相同-光譜分析。光譜分析。單原子（離子）氣體做光源單原子（離子）氣體做光源2022-7-52022-7-57 72.2.氫原子光譜氫原子光譜)6 ,5 ,4 ,3n()n121(R22 巴爾麥公式巴爾麥公式700 600 500 400 700 600 500 400 /nm/nmH H H H H HH H

4、4 4條譜線頻率分別為：條譜線頻率分別為：656.5656.5nm,486.1nm,434.0nm,410.2nmnm,486.1nm,434.0nm,410.2nm2022-7-52022-7-58 8所有區(qū)域（紅外、紫外、可見(jiàn)）所有區(qū)域（紅外、紫外、可見(jiàn)） 思考題思考題 ：由公式能看出譜線頻率有何特征？：由公式能看出譜線頻率有何特征？ 氫原子光譜的譜線頻率不是任意變化的，氫原子光譜的譜線頻率不是任意變化的，而是隨著兩個(gè)正整數(shù)的改變而做跳躍式的變化，而是隨著兩個(gè)正整數(shù)的改變而做跳躍式的變化，即氫原子光譜為不連續(xù)光譜。即氫原子光譜為不連續(xù)光譜。為為里里得得堡堡常常數(shù)數(shù)均均為為正正整整數(shù)數(shù)、R,

5、nn,nn)nn(.)nn(R211222211522211110289311 實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)結(jié)結(jié)論論2022-7-52022-7-59 9理論要點(diǎn)理論要點(diǎn)3.3.玻爾理論玻爾理論2022-7-52022-7-51010穩(wěn)定軌道：穩(wěn)定軌道：核外電子是在一些符合一定條件核外電子是在一些符合一定條件的軌道上運(yùn)動(dòng)。這些軌道具有固定的能量的軌道上運(yùn)動(dòng)。這些軌道具有固定的能量P=mr= nh/2P=mr= nh/2，稱(chēng)穩(wěn)定軌道。在此軌道上運(yùn)稱(chēng)穩(wěn)定軌道。在此軌道上運(yùn)動(dòng)的電子不放出能量，也不吸收能量。動(dòng)的電子不放出能量，也不吸收能量。軌道能級(jí)：軌道能級(jí)：不同的穩(wěn)定軌道能量不同，電子不同的穩(wěn)定軌道能量不同，電子離核

6、越遠(yuǎn)，能量越高。離核最近的軌道能量最離核越遠(yuǎn)，能量越高。離核最近的軌道能量最低，稱(chēng)低，稱(chēng)基態(tài)；基態(tài)；電子獲得能量躍遷到離核較遠(yuǎn)、電子獲得能量躍遷到離核較遠(yuǎn)、能量較高的狀態(tài)為能量較高的狀態(tài)為激發(fā)態(tài)。激發(fā)態(tài)。 氫：氫：E=-13.6/nE=-13.6/n2 2(ev)(ev)（n n為正整數(shù)）為正整數(shù)）2022-7-52022-7-51111n=1,En=1,E1 1=-13.6ev,r=-13.6ev,r1 1=1=12 252.952.9pm(pm(玻爾半徑）玻爾半徑）n=2,En=2,E2 2=-13.6/4=-13.6/4（evev）,r,r2 2=2=22 252.952.9pmpmn=

7、3,En=3,E3 3=-13.6/9=-13.6/9（evev）,r,r3 3=3=32 252.952.9pmpm 隨著隨著n n的增加，電子離核越來(lái)越遠(yuǎn)，能量越的增加，電子離核越來(lái)越遠(yuǎn)，能量越來(lái)越高，來(lái)越高，n n為量子數(shù)，當(dāng)為量子數(shù)，當(dāng)nn，意味著電子完意味著電子完全脫離原子核的電場(chǎng)引力，全脫離原子核的電場(chǎng)引力，E=0E=0（最大）最大）n=1,n=1,電離能電離能=13.6=13.61.61.61010-22-226.026.0210102323 =1311.6 =1311.6kJmolkJmol-1-12022-7-52022-7-51212激發(fā)態(tài)原子發(fā)光的原因激發(fā)態(tài)原子發(fā)光的原因

8、 處于激發(fā)態(tài)的電子極不穩(wěn)定，它會(huì)迅速回處于激發(fā)態(tài)的電子極不穩(wěn)定，它會(huì)迅速回到能量較低的軌道，并以光子的形式釋放出能到能量較低的軌道，并以光子的形式釋放出能量。所以激發(fā)態(tài)原子能發(fā)光。量。所以激發(fā)態(tài)原子能發(fā)光。紫外紫外可見(jiàn)光可見(jiàn)光2022-7-52022-7-51313)n1n1(10289.3)n1n1(10626.6106.16.1310626.6106.1)n6.13n6.13(hEEE222115222134193419212212 氫氫原原子子 理論推導(dǎo)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全相同。即波爾理論能理論推導(dǎo)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全相同。即波爾理論能較好地解釋氫原子光譜產(chǎn)生的原因和規(guī)律性。較好地解釋氫原子光譜產(chǎn)生

9、的原因和規(guī)律性。電子運(yùn)動(dòng)頻率的理論推導(dǎo)電子運(yùn)動(dòng)頻率的理論推導(dǎo)2022-7-52022-7-51414nm5.656)cm(10565.61057.4103c)s(1057.4)3121(10289.37148114221523 由于由于n n只能取正整數(shù)，所以波長(zhǎng)是不連續(xù)只能取正整數(shù)，所以波長(zhǎng)是不連續(xù)的，即為不連續(xù)光譜。的，即為不連續(xù)光譜。H H：=656.5nm=656.5nm2022-7-52022-7-51515 波爾理論的缺陷：只能解釋單電子原子或波爾理論的缺陷：只能解釋單電子原子或離子光譜的一般現(xiàn)象，不能解釋譜線的分裂和離子光譜的一般現(xiàn)象，不能解釋譜線的分裂和多電子原子光譜，更不能用

10、它進(jìn)一步研究化學(xué)多電子原子光譜，更不能用它進(jìn)一步研究化學(xué)鍵的形成等鍵的形成等。2022-7-52022-7-51616二、微觀粒子的波粒二象性二、微觀粒子的波粒二象性1.1.光的波粒二象性光的波粒二象性2.2.電子的波粒二象性電子的波粒二象性 1924 1924年德布羅意預(yù)言：一些實(shí)物粒子年德布羅意預(yù)言：一些實(shí)物粒子 ( (如電子、中子、質(zhì)子等如電子、中子、質(zhì)子等) )也具有波粒二象性，也具有波粒二象性，其波長(zhǎng)為其波長(zhǎng)為 = = h/mh/m hmcpmcchmchE22衍射和干涉衍射和干涉- -波動(dòng)性波動(dòng)性光電效應(yīng)光電效應(yīng)- -粒子性粒子性2022-7-52022-7-51717 電子衍射實(shí)

11、驗(yàn)證明了電子具有粒子性和波動(dòng)電子衍射實(shí)驗(yàn)證明了電子具有粒子性和波動(dòng)性。波粒二象性是微觀粒子的基本屬性之一。性。波粒二象性是微觀粒子的基本屬性之一。電子衍射電子衍射2022-7-52022-7-518183. 3. 測(cè)不準(zhǔn)原理測(cè)不準(zhǔn)原理 德國(guó)物理學(xué)家海森保提出微德國(guó)物理學(xué)家海森保提出微觀粒子的位置與動(dòng)量之間存在著測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系，觀粒子的位置與動(dòng)量之間存在著測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系，即即 xx p p h/2 h/2 ， xx h/2m h/2m (h (h為普朗克常數(shù)：為普朗克常數(shù)：6.626 6.626 10 10 -34 -34 ， x x和和 p p 分分別為位置和動(dòng)量不確定量別為位置和動(dòng)量不確定量) )。

12、根據(jù)測(cè)不準(zhǔn)原理，。根據(jù)測(cè)不準(zhǔn)原理，粒子位置的測(cè)量準(zhǔn)確度越大（粒子位置的測(cè)量準(zhǔn)確度越大（ x x越小）越小） ，其，其動(dòng)量的準(zhǔn)確度就會(huì)愈小（動(dòng)量的準(zhǔn)確度就會(huì)愈小（ p p越大）越大） ，反之亦，反之亦然。然。問(wèn)題：為什么宏觀物體不具有波粒二象性？問(wèn)題：為什么宏觀物體不具有波粒二象性？ 如：如：1 1克運(yùn)動(dòng)速度為克運(yùn)動(dòng)速度為300300米米/ /秒的子彈秒的子彈 表現(xiàn)波動(dòng)性時(shí)波長(zhǎng)約為表現(xiàn)波動(dòng)性時(shí)波長(zhǎng)約為 10 10-26-26 nmnm。2022-7-52022-7-51919 對(duì)于宏觀物體對(duì)于宏觀物體m=10m=10克的物體，克的物體， x = 0.1mmx = 0.1mm（已已相當(dāng)準(zhǔn)確），相當(dāng)

13、準(zhǔn)確）， 10 10-28-28 m.sm.s-1-1，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于可測(cè)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于可測(cè)量的限度范圍，的限度范圍，表明測(cè)不準(zhǔn)原理對(duì)于宏觀物體實(shí)際表明測(cè)不準(zhǔn)原理對(duì)于宏觀物體實(shí)際上不起作用。上不起作用。 對(duì)于電子對(duì)于電子, ,m=9.11m=9.111010-31-31Kg,Kg,其大小數(shù)量級(jí)為其大小數(shù)量級(jí)為1010-10-10 m m，則其位置的合理準(zhǔn)確度至少要達(dá)到則其位置的合理準(zhǔn)確度至少要達(dá)到 x10 x10-11-11 m m，根據(jù)測(cè)不準(zhǔn)原理，電子速度的不準(zhǔn)根據(jù)測(cè)不準(zhǔn)原理，電子速度的不準(zhǔn)確度為確度為 6 6 10 106 6 m.sm.s-1-1，這已與電子的本身速這已與電子的本身速度相當(dāng)。度相當(dāng)

14、。2022-7-52022-7-52020 確定電子位置的同時(shí)，其速度就測(cè)不確定電子位置的同時(shí)，其速度就測(cè)不準(zhǔn)，準(zhǔn)，要同時(shí)測(cè)準(zhǔn)其位置和速度是不可能的要同時(shí)測(cè)準(zhǔn)其位置和速度是不可能的表明電子運(yùn)動(dòng)的固定軌道已不復(fù)存在。表明電子運(yùn)動(dòng)的固定軌道已不復(fù)存在。 否定了玻爾理論中核外電子運(yùn)動(dòng)有固否定了玻爾理論中核外電子運(yùn)動(dòng)有固定軌道的觀點(diǎn)。定軌道的觀點(diǎn)。2022-7-52022-7-52121三、波函數(shù)和原子軌道三、波函數(shù)和原子軌道1.1.薛定諤方程薛定諤方程- -微觀粒子運(yùn)動(dòng)所遵循的基本方程微觀粒子運(yùn)動(dòng)所遵循的基本方程 （波塞）波塞）- -波函數(shù)：不是具體的數(shù)，而是波函數(shù)：不是具體的數(shù)，而是描述微觀粒子運(yùn)

15、動(dòng)狀態(tài)的數(shù)學(xué)表達(dá)式描述微觀粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的數(shù)學(xué)表達(dá)式。是空間。是空間坐標(biāo)坐標(biāo)x x、y y、z z的函數(shù)。的函數(shù)。（x x、y y、z)z)。m m：粒子的質(zhì)量粒子的質(zhì)量; ;E E：體系的總能量；體系的總能量；V V：勢(shì)能勢(shì)能m m、E E、V-V-體現(xiàn)微粒性；體現(xiàn)微粒性；-體現(xiàn)波動(dòng)性體現(xiàn)波動(dòng)性0V)(Ehm8zyx222222222022-7-52022-7-52222 解方程就是要解出微觀粒子（如電子）每解方程就是要解出微觀粒子（如電子）每一種可能的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的波函數(shù)一種可能的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的波函數(shù)和能量和能量E E，方程的每一個(gè)合理的解方程的每一個(gè)合理的解就代表體系中電就代表體系中電

16、子的一種可能的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。子的一種可能的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 為解方程，將直角坐標(biāo)為解方程，將直角坐標(biāo)（x x、y y、z)z)轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化為球坐標(biāo)為球坐標(biāo)（r r、)2022-7-52022-7-52323222zyxrcosrzsinsinrycossinrx (x(x、y y、z)z)（r r、） =R =R（r) Yr) Y（ 、)波函數(shù)徑波函數(shù)徑向部分向部分波函數(shù)角波函數(shù)角度部分度部分2022-7-52022-7-524242.2.波函數(shù)和原子軌道波函數(shù)和原子軌道 波函數(shù)波函數(shù)的空間圖象為原子軌道的空間圖象為原子軌道，它指的是，它指的是電子在原子核外運(yùn)動(dòng)的某個(gè)空間范圍。或者說(shuō)電子在原子核外運(yùn)動(dòng)的某個(gè)

17、空間范圍。或者說(shuō)原子軌道的數(shù)學(xué)表達(dá)式是波函數(shù)。原子軌道的數(shù)學(xué)表達(dá)式是波函數(shù)。2022-7-52022-7-52525 為了得到電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的合理解，必需引為了得到電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的合理解，必需引進(jìn)幾個(gè)參數(shù)進(jìn)幾個(gè)參數(shù)n n、l l、m,m,稱(chēng)它們?yōu)榱孔訑?shù)稱(chēng)它們?yōu)榱孔訑?shù)（表征微（表征微觀粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的一些特定的數(shù)字）觀粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的一些特定的數(shù)字），每個(gè)量，每個(gè)量子數(shù)都有其確定的取值范圍。子數(shù)都有其確定的取值范圍。 對(duì)應(yīng)于一組合理的對(duì)應(yīng)于一組合理的n n、l l、m m取值，必有一個(gè)取值，必有一個(gè)確定的波函數(shù)確定的波函數(shù)(r(r、)n n、l l、m m對(duì)應(yīng)，也就是對(duì)應(yīng)，也就是有一個(gè)確定的原子軌道。有

18、一個(gè)確定的原子軌道。1 1、0 0、0 0 代表代表1 1s s原子軌道原子軌道, ,2 2、1 1、0 0 代表代表2 2p pz z原子軌道原子軌道確定一個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)還需加一個(gè)確定一個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)還需加一個(gè)m mS S量子數(shù)。量子數(shù)。2022-7-52022-7-526262022-7-52022-7-52727* *3.3.四個(gè)量子數(shù)四個(gè)量子數(shù) 電子在核外的運(yùn)動(dòng)不是任意的，而只能取一定的電子在核外的運(yùn)動(dòng)不是任意的，而只能取一定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，一般需要四個(gè)量子數(shù)才能確定一個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，一般需要四個(gè)量子數(shù)才能確定一個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。（1 1）主量子數(shù)）主量子數(shù)n n 意義：描

19、述電子層能量的高低次序和離核的遠(yuǎn)近。意義：描述電子層能量的高低次序和離核的遠(yuǎn)近。 取值：取值： 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6正整數(shù)正整數(shù) 符號(hào)：符號(hào)： K L M N O P K L M N O P n=1 n=1表示能量最低、離核最近的第一電子層。表示能量最低、離核最近的第一電子層。n n越越大，該電子層離核平均距離越遠(yuǎn)，能級(jí)越高。大，該電子層離核平均距離越遠(yuǎn)，能級(jí)越高。2022-7-52022-7-52828（2 2）角量子數(shù)）角量子數(shù)l l 意義：表示同一電子層中有不同的分層（亞層）；意義：表示同一電子層中有不同的分層（亞層）；確定原子軌道的形狀并在多電子原子中和主量子

20、數(shù)一確定原子軌道的形狀并在多電子原子中和主量子數(shù)一起決定電子的能量。起決定電子的能量。取值：取值：0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 （n n1 1）正整數(shù)正整數(shù) 符號(hào)：符號(hào)：s p d f g s p d f g n n取值取值: 1 : 1 2 2 3 3 4 4l l取值取值: 0 : 0 0 10 1 0 1 2 0 1 2 0 1 2 30 1 2 3軌軌 道道: 1: 1s s 2s 2p2s 2p 3s 3p 3d 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f4s 4p 4d 4f2022-7-52022-7-52929 每個(gè)每個(gè)n n值最多對(duì)應(yīng)值最多對(duì)應(yīng)n n個(gè)不相同的角量子數(shù)

21、個(gè)不相同的角量子數(shù)l l，即每即每個(gè)電子層最多有個(gè)電子層最多有n n個(gè)亞層。個(gè)亞層。 l l的每個(gè)值還可表示一種形狀的原子軌道的每個(gè)值還可表示一種形狀的原子軌道 l=0 l=0，s s軌道，球形；軌道，球形；l=1l=1，p p軌道，亞鈴形；軌道，亞鈴形； l=2 l=2，d d軌道，花瓣形軌道，花瓣形 單電子體系（氫原子或類(lèi)氫離子），各種狀態(tài)的單電子體系（氫原子或類(lèi)氫離子），各種狀態(tài)的電子能量只與電子能量只與n n有關(guān)有關(guān). . n n不同，不同，l l相同相同 E E1s1sE E2s2sE E3s3sE E4s4s n n相同，相同，l l不同不同 E E4S4S=E=E4p4p=E=E

22、4d4d=E=E4f4f2022-7-52022-7-530302022-7-52022-7-53131磁量子數(shù)磁量子數(shù)m m ( (同一亞層中往往還包含著若干空間伸展方同一亞層中往往還包含著若干空間伸展方向不同的原子軌道。向不同的原子軌道。) )意義意義: :決定原子軌道或電子云在空間的伸展方向決定原子軌道或電子云在空間的伸展方向取值：與取值：與l l有關(guān)，給定有關(guān)，給定l l，m m有有2 2l+1l+1個(gè)值個(gè)值 - -l 0 +ll 0 +l2022-7-52022-7-53232l m l m 軌道符號(hào)軌道符號(hào) 軌道數(shù)量軌道數(shù)量0 0 0 0 s 1s 11 -1,0,+1 1 -1,

23、0,+1 p 3p 32 -2,-1,0,+1,+2 2 -2,-1,0,+1,+2 d 5d 53 -3,-2,-1,0,+1,+2,+3 3 -3,-2,-1,0,+1,+2,+3 f 7f 7 沒(méi)有外加磁場(chǎng)時(shí)，同一亞層中的原子軌道能量相沒(méi)有外加磁場(chǎng)時(shí)，同一亞層中的原子軌道能量相等（等（3 3個(gè)個(gè)p p軌道，軌道，5 5個(gè)個(gè)d d軌道，軌道，7 7個(gè)個(gè)f f軌道軌道），稱(chēng)），稱(chēng)簡(jiǎn)并軌道簡(jiǎn)并軌道或等價(jià)軌道。或等價(jià)軌道。 在外界強(qiáng)磁場(chǎng)的作用下，因軌道的空間伸展方向在外界強(qiáng)磁場(chǎng)的作用下，因軌道的空間伸展方向不同，能量上會(huì)顯示出微小的差別，這是線狀光譜在不同，能量上會(huì)顯示出微小的差別，這是線狀光譜

24、在磁場(chǎng)中發(fā)生分裂的根本原因。磁場(chǎng)中發(fā)生分裂的根本原因。2022-7-52022-7-53333綜上所述：綜上所述： 一組合理的一組合理的n n、l l、m,m,可確定一個(gè)原子軌道可確定一個(gè)原子軌道離核的遠(yuǎn)近、形狀和伸展方向。離核的遠(yuǎn)近、形狀和伸展方向。n=3,l=1,m=0 n=3,l=1,m=0 3,1,0 3,1,0 對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)3 3p pz z軌道。軌道。思考：思考：n=4,l=0,m=o n=4,l=0,m=o 代表什么軌道？代表什么軌道？4 4s s軌道，軌道，4,0,04,0,02022-7-52022-7-53434自旋量子數(shù)自旋量子數(shù)電子除繞核運(yùn)動(dòng)外電子除繞核運(yùn)動(dòng)外,還繞著自身的

25、軸作自旋運(yùn)動(dòng)還繞著自身的軸作自旋運(yùn)動(dòng)意義：描述核外電子的自旋狀態(tài)意義：描述核外電子的自旋狀態(tài)取值：取值：+1/2+1/2，-1/2 -1/2 ；， 四個(gè)量子數(shù)四個(gè)量子數(shù) n,l,m,mn,l,m,ms s可確定一個(gè)電子在原可確定一個(gè)電子在原子核外的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)子核外的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 練習(xí)：用合理的量子數(shù)表示練習(xí)：用合理的量子數(shù)表示3 3d d能級(jí)；能級(jí)；2 2p pZ Z軌道；軌道；4 4s s1 1電子電子2022-7-52022-7-535353d3d能級(jí)能級(jí) n=3,l=2; n=3,l=2; 2p2pZ Z軌道軌道 n=2,l=1,m=0n=2,l=1,m=04 4s s1 1電子電子 n=4,

26、l=1,m=0,mn=4,l=1,m=0,ms s=+1/2=+1/2或或-1/2-1/2 結(jié)論：同一原子中，不可能有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完結(jié)論：同一原子中，不可能有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同的電子存在，即同一原子中各個(gè)電子的全相同的電子存在，即同一原子中各個(gè)電子的四個(gè)量子數(shù)不可能完全相同。四個(gè)量子數(shù)不可能完全相同。 一個(gè)軌道中只能容納一個(gè)軌道中只能容納2 2個(gè)自旋相反的電子；個(gè)自旋相反的電子； 各電子層的軌道數(shù)各電子層的軌道數(shù)= =n n2 2 各電子層電子的最大容量各電子層電子的最大容量=2=2n n2 22022-7-52022-7-53636四、幾率密度和電子云四、幾率密度和電子云1.1.幾率密度幾率密度幾

27、率：電子在核外空間出現(xiàn)機(jī)會(huì)的多少幾率：電子在核外空間出現(xiàn)機(jī)會(huì)的多少 射擊射擊10001000次次中十環(huán)中十環(huán)500500次次幾率幾率50%50%或或0.50.5中九環(huán)中九環(huán)250250次次幾率幾率25%25%或或0.250.25脫靶脫靶1 1次次幾率幾率0.1%0.1%或或0.0010.001幾率密度：是指空間某處單位體積幾率密度：是指空間某處單位體積中出現(xiàn)的幾率。用中出現(xiàn)的幾率。用2表示，表示， 2V=幾率幾率2022-7-52022-7-537372.2.電子云：電子云： 用小黑點(diǎn)的疏密來(lái)描述電子在核外空間各處用小黑點(diǎn)的疏密來(lái)描述電子在核外空間各處的幾率密度分布所得到的空間圖象稱(chēng)為電子云。

28、的幾率密度分布所得到的空間圖象稱(chēng)為電子云。-幾率密度幾率密度2 2的空間圖象是電子云的空間圖象是電子云電子云等密度面圖電子云等密度面圖 包含電子出現(xiàn)幾包含電子出現(xiàn)幾率的率的90%90%或或95%95%哪個(gè)電哪個(gè)電子云等密度面來(lái)表示子云等密度面來(lái)表示電子云的形狀叫電子電子云的形狀叫電子云的界面圖。云的界面圖。電子云界面圖電子云界面圖2022-7-52022-7-53838 處于不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子，波函數(shù)處于不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子，波函數(shù)各不各不相同，所以相同，所以2 2也不相同，其對(duì)應(yīng)的空間圖也不相同，其對(duì)應(yīng)的空間圖象象- -原子軌道和電子云也不相同。原子軌道和電子云也不相同。s,ps,p原子軌道示

29、意圖原子軌道示意圖s,ps,p電子云輪廓圖電子云輪廓圖2022-7-52022-7-53939五、波函數(shù)與電子云的分布圖五、波函數(shù)與電子云的分布圖 1.1.波函數(shù)的徑向分布與角度分布波函數(shù)的徑向分布與角度分布 波函數(shù)波函數(shù)( x( x、y y、z)z)表示電子在核外空間表示電子在核外空間的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，其空間圖象是原子軌道。的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，其空間圖象是原子軌道。 (x (x、y y、z)= z)= （r r、) = R = R（r r） Y Y（、） 徑向部分徑向部分 角度部分角度部分2022-7-52022-7-54040氫原子基態(tài)氫原子基態(tài)(1S)1S)： 00ar30ar30ea412,r 41

30、,Yea12rR:,YrR,r角角度度部部分分徑徑向向部部分分: 2022-7-52022-7-54141 玻玻爾爾半半徑徑）pm(9.52a ea12rR0ar-300 氫原子波函數(shù)的徑向分布圖（氫原子波函數(shù)的徑向分布圖（1 1s)s)徑向波函數(shù)圖徑向波函數(shù)圖 R(r)-rR(r)-r 0120030 R,raR,r2022-7-52022-7-54242同理同理2 2s sr rR(r(r)2022-7-52022-7-54343* 波函數(shù)或原子軌道的角度分布圖波函數(shù)或原子軌道的角度分布圖2022-7-52022-7-544442.2.電子云的徑向與角度分布圖電子云的徑向與角度分布圖 幾率

31、密度幾率密度2 2的空間圖象是電子云的空間圖象是電子云 * * 徑向分布圖徑向分布圖D D（r)-rr)-r 幾率幾率=2 2V=V=2 24r4r2 2dr=Ddr=D（r)drr)dr D D（r)drr)dr代表在半徑為代表在半徑為r r，厚度為厚度為drdr的球殼內(nèi)的球殼內(nèi)找到電子的幾率。找到電子的幾率。球殼薄層球殼薄層drdr2022-7-52022-7-54545幾率幾率=2 2dV=dV=2 24r4r2 2dr =Ddr =D（r)drr)dr2022-7-52022-7-54646D(r)D(r)D(r)D(r)D(r)D(r)D(r)D(r)D(r)D(r)曲線的峰數(shù)曲線的

32、峰數(shù)= = n-n-個(gè)個(gè)2022-7-52022-7-54747徑向徑向密度圖密度圖R R2 2(r) (r) r r 2 2=R=R2 2（r r）YY2 2( (、)2022-7-52022-7-54848* * 電子云角度分布圖電子云角度分布圖Y Y2 2（,）- ,- , Y Y（,）與主量子數(shù)無(wú)關(guān)，所以只要與主量子數(shù)無(wú)關(guān)，所以只要l l和和m m相同，電子云角度分布圖就相同。相同，電子云角度分布圖就相同。2022-7-52022-7-549493.3.電子云的總體空間分布圖象電子云的總體空間分布圖象 將將2 2的徑向部分的徑向部分R R2 2與角度部分與角度部分Y Y2 2結(jié)合起來(lái)，

33、結(jié)合起來(lái)，就可得到完整的電子云就可得到完整的電子云2 2的空間分布圖。的空間分布圖。2022-7-52022-7-550504 1)-2(8102/-0302sareara2022-7-52022-7-55151 2 2p p態(tài)態(tài): :n n =2 , =2 , l l =1 , =1 , m m = +1,0,-1= +1,0,-1cos43e)ar(a2410za2/r030p2 -0.5A-0A5.0A877.0AY5.005.0866.01cos1209060300cosAcos43),(YZ2P 2022-7-52022-7-55252XYXY平面上的電子云密度為平面上的電子云密度為

34、0 02022-7-52022-7-553532022-7-52022-7-554543 3d d態(tài)態(tài): :n n=3, =3, l l=2=20m2l3nd32z 2l3nd322yx 2022-7-52022-7-555552l3nd3xy 2l3nd3xz 2022-7-52022-7-556562l3nd3yz 2022-7-52022-7-55757* *3-2 3-2 核外電子的排布和元素周期系核外電子的排布和元素周期系一、多電子原子的能級(jí)一、多電子原子的能級(jí)二、核外電子排布的原則二、核外電子排布的原則三、原子的電子層結(jié)構(gòu)和元素周期系三、原子的電子層結(jié)構(gòu)和元素周期系2022-7-5

35、2022-7-55858一、多電子原子的能級(jí)一、多電子原子的能級(jí)1.1.鮑林的原子軌道近似能級(jí)圖鮑林的原子軌道近似能級(jí)圖A. A. 對(duì)于氫原子對(duì)于氫原子（單電子原子（單電子原子) ) 核外的一個(gè)電子只受核的吸引，核外的一個(gè)電子只受核的吸引，E E只與只與n n有關(guān)有關(guān))eV(13.613.6E222n1nZ電子E E1 1EE2 2EE3 3EE4 4 E En n E Ensns=E=Enpnp=E=Endnd=E=Enfnf2022-7-52022-7-55959B B、多電子原子多電子原子 核外電子不僅受到核的吸引，而且彼此間核外電子不僅受到核的吸引，而且彼此間也存在著相互排斥。也存在著

36、相互排斥。E E與與n,ln,l有關(guān)，其能級(jí)的高有關(guān)，其能級(jí)的高低次序由光譜實(shí)驗(yàn)確定。低次序由光譜實(shí)驗(yàn)確定。鮑鮑林林近近似似能能級(jí)級(jí)圖圖2022-7-52022-7-56060 說(shuō)明說(shuō)明1.1.能級(jí)組與周期對(duì)應(yīng)；能級(jí)組與周期對(duì)應(yīng)；2.2.此能級(jí)圖只反映了此能級(jí)圖只反映了同同一原子內(nèi)一原子內(nèi)各原子軌道的各原子軌道的能級(jí)高低順序。能級(jí)高低順序。鮑林近似能級(jí)圖鮑林近似能級(jí)圖2022-7-52022-7-56161特點(diǎn)：特點(diǎn)： 能級(jí)組間能量差大，能級(jí)組內(nèi)能量差小能級(jí)組間能量差大，能級(jí)組內(nèi)能量差小 簡(jiǎn)并軌道能量相同（簡(jiǎn)并軌道能量相同（3 3個(gè)個(gè)p p，5 5個(gè)個(gè)d d，7 7個(gè)個(gè)f f） l l相同，相

37、同，n n越大能量越高。例：越大能量越高。例：E E2P2PEE3P3PEE4P4P n n相同，相同，l l越大能量越高。例：越大能量越高。例：E E4s4sEE4p4pEE4d4dEE4f4f n n和和l l同時(shí)變動(dòng)時(shí)，發(fā)生能級(jí)交錯(cuò)同時(shí)變動(dòng)時(shí)，發(fā)生能級(jí)交錯(cuò) E EnsnsEE(n-2)f(n-2)fEE(n-1)d(n-1)dEEnpnp E E6s6sEE4f4fEE5d5dEEE4s4s 能級(jí)交錯(cuò)能級(jí)交錯(cuò)2022-7-52022-7-56969電子能級(jí)分組表電子能級(jí)分組表- -徐光憲的（徐光憲的（n+0.7l)n+0.7l)近似規(guī)律近似規(guī)律原子軌道原子軌道n+0.7ln+0.7l能級(jí)

38、組能級(jí)組組內(nèi)狀態(tài)數(shù)組內(nèi)狀態(tài)數(shù)1 1s s1.01.02 22 2s s2p2p2.02.02.72.78 83 3s s3p3p3.03.03.73.78 84 4s s3d3d4p4p4.04.04.44.44.74.718185 5s s4d4d5p5p5.05.05.45.45.75.718186 6s s4f4f5d5d6p6p6.06.06.16.16.46.46.76.732327 7s s5f5f6d6d7.07.07.17.17.47.4未完未完2022-7-52022-7-570704.4.科頓原子軌道能級(jí)圖科頓原子軌道能級(jí)圖52022-7-52022-7-57171 隨原子

39、序數(shù)的增加，核電荷對(duì)電子的引力隨原子序數(shù)的增加，核電荷對(duì)電子的引力增強(qiáng)，軌道能量降低。增強(qiáng)，軌道能量降低。15-2015-20號(hào)元素：號(hào)元素：E E4s4sEEE3d3d 一些元素的原子軌道能級(jí)排列順序與鮑一些元素的原子軌道能級(jí)排列順序與鮑林的近似能級(jí)圖不一致林的近似能級(jí)圖不一致. .2022-7-52022-7-57272二、核外電子排布三原則二、核外電子排布三原則1.1.能量最低原理：能量最低原理：電子在原子軌道上的分布，要盡可電子在原子軌道上的分布，要盡可能地使電子的能量為最低。能地使電子的能量為最低。2.2.保里不相容原理：保里不相容原理：每個(gè)原子軌道最多只能容納每個(gè)原子軌道最多只能容

40、納2 2個(gè)個(gè)自旋方向相反的電子。或者自旋方向相反的電子。或者, ,同一原子中同一原子中, ,不可能有不可能有兩個(gè)電子處于完全相同的狀態(tài)。兩個(gè)電子處于完全相同的狀態(tài)。3.3.洪特規(guī)則：洪特規(guī)則：在在n n和和l l相同的簡(jiǎn)并軌道上分布的電子，相同的簡(jiǎn)并軌道上分布的電子，將盡可能分占將盡可能分占m m不同的軌道。不同的軌道。 洪特規(guī)則特例：洪特規(guī)則特例：同一亞層，當(dāng)電子分布為全滿(mǎn)、半同一亞層，當(dāng)電子分布為全滿(mǎn)、半滿(mǎn)或全空時(shí)，原子最穩(wěn)定。滿(mǎn)或全空時(shí)，原子最穩(wěn)定。 全充滿(mǎn)全充滿(mǎn) p p6 6，d d1010，f f14 14 半充滿(mǎn)半充滿(mǎn) p p3 3， d d5 5， f f7 7 全全 空空 p

41、p0 0， d d0 0， f f0 02022-7-52022-7-57373思考思考: : 2424Cr 1sCr 1s2 2 2s2s2 2 2p 2p6 6 3s3s2 2 3p3p6 6 3d 3d4 4 4s 4s2 2 ？ 2929Cu 1sCu 1s2 2 2s2s2 2 2p 2p6 6 3s3s2 2 3p3p6 6 3d 3d9 9 4s 4s2 2 ？ 24 24Cr 1sCr 1s2 2 2s2s2 2 2p 2p6 6 3s3s2 2 3p3p6 6 3d 3d5 5 4s 4s1 1 2929Cu 1sCu 1s2 2 2s2s2 2 2p 2p6 6 3s3s2

42、 2 3p3p6 6 3d 3d1010 4s 4s1 17 7N:1sN:1s2 22s2s2 22p2p3 3 電子分布式電子分布式1 1s s 2 2s s 2 2p p 軌道表示式軌道表示式2022-7-52022-7-57474 為了方便和突出電子的排布特點(diǎn)，常將內(nèi)為了方便和突出電子的排布特點(diǎn)，常將內(nèi)層已達(dá)到稀有氣體電子結(jié)構(gòu)的部分寫(xiě)成層已達(dá)到稀有氣體電子結(jié)構(gòu)的部分寫(xiě)成“原子原子實(shí)實(shí)”，用稀有氣體元素符號(hào)加括號(hào)表示。如：，用稀有氣體元素符號(hào)加括號(hào)表示。如： 2626Fe Fe 1s1s2 2 2s2s2 2 2p 2p6 6 3s3s2 2 3p3p6 6 3d 3d6 6 4s 4s

43、2 2 Ar 3d Ar 3d6 6 4s 4s2 2 3d3d6 6 4s 4s2 2- -為價(jià)電子層構(gòu)型為價(jià)電子層構(gòu)型價(jià)電子層價(jià)電子層- -價(jià)電子價(jià)電子 ns+np,(n-1)d+nsns+np,(n-1)d+ns 所在亞層所在亞層4747Ag:Ag:4d4d10105s5s1 12022-7-52022-7-57575 電子分布式電子分布式 價(jià)電子層構(gòu)型價(jià)電子層構(gòu)型8282Pb:Xe4fPb:Xe4f14145d5d10106s6s2 26p6p2 2 6s6s2 26p6p2 23535Br:Ar3dBr:Ar3d10104s4s2 24p4p5 5 4s4s2 24p4p5 5注：價(jià)

44、電子層中的電子并非全是價(jià)電子注：價(jià)電子層中的電子并非全是價(jià)電子價(jià)電子的電離順序：價(jià)電子的電離順序：npns(n-1)d(n-2)fnpns(n-1)d(n-2)f價(jià)電子的填充順序：價(jià)電子的填充順序：ns(n-2)f(n-1)dnpns(n-2)f(n-1)dnp練習(xí)：練習(xí)：P P118118 13 132022-7-52022-7-57676三、原子的電子層結(jié)構(gòu)和元素周期系三、原子的電子層結(jié)構(gòu)和元素周期系周期周期能級(jí)組能級(jí)組能級(jí)組內(nèi)各原子軌道能級(jí)組內(nèi)各原子軌道元素?cái)?shù)目元素?cái)?shù)目1 11 1s s2 22 22 2s,2ps,2p8 83 33 3s,3ps,3p8 84 44 4s,3d,4ps

45、,3d,4p18185 55 5s,4d,5ps,4d,5p18186 66 6s,4f,5d,6ps,4f,5d,6p32327 77 7s,5f,6d,7ps,5f,6d,7p未完未完2022-7-52022-7-57777周期數(shù)周期數(shù)= =最外電子層的主量子數(shù)最外電子層的主量子數(shù)= =最高能級(jí)組最高能級(jí)組所在的組數(shù)。所在的組數(shù)。2626Fe: Ar 3dFe: Ar 3d6 6 4s 4s2 2 各周期元素的數(shù)目各周期元素的數(shù)目= =相應(yīng)能級(jí)組中原子軌道所相應(yīng)能級(jí)組中原子軌道所能容納的電子總數(shù)。能容納的電子總數(shù)。思考：思考：為什么原子的最外層最多只有為什么原子的最外層最多只有8 8個(gè)電子

46、，個(gè)電子， 次外層最多只有次外層最多只有1818個(gè)電子？個(gè)電子？ 1.1.原子的電子層結(jié)構(gòu)與周期的關(guān)系原子的電子層結(jié)構(gòu)與周期的關(guān)系2022-7-52022-7-578782.2.原子的電子層結(jié)構(gòu)與族的關(guān)系原子的電子層結(jié)構(gòu)與族的關(guān)系7 7個(gè)主族（個(gè)主族（A A），），7 7個(gè)副族（個(gè)副族（B B），），零族，零族，族族2022-7-52022-7-57979主族元素：族數(shù)主族元素：族數(shù)= =原子最外電子層的電子數(shù)原子最外電子層的電子數(shù)( (ns+np)=ns+np)=該族元素的最高氧化數(shù)（化合價(jià)）該族元素的最高氧化數(shù)（化合價(jià)）副族元素副族元素 B-BB-B族數(shù)族數(shù)=(=(n-1)d+nsn-1)

47、d+ns的電子數(shù)的電子數(shù) B B、B B族數(shù)族數(shù)= =最外層電子數(shù)最外層電子數(shù)nsns1-21-2 參加反應(yīng)的電子除了最外層的參加反應(yīng)的電子除了最外層的nsns電子外，還電子外，還有次外層的有次外層的d d電子。電子。2022-7-52022-7-580803.3.原子的電子層結(jié)構(gòu)與元素的分區(qū)原子的電子層結(jié)構(gòu)與元素的分區(qū)IAIAIIAIIABB VIIBVIIB、VIIIVIIIIBIB BBO OA A VIIA VIIALa 系系A(chǔ)c 系系S S區(qū)區(qū)d d區(qū)區(qū)dsds區(qū)區(qū)p p區(qū)區(qū)f f區(qū)區(qū)2022-7-52022-7-581812022-7-52022-7-58282s s區(qū)元素：區(qū)元素

48、：最后一個(gè)電子排在最后一個(gè)電子排在s s軌道上，價(jià)電子構(gòu)型為軌道上，價(jià)電子構(gòu)型為 nsns1 1 2 2，包括堿金屬和堿土金屬包括堿金屬和堿土金屬. .p p區(qū)元素：區(qū)元素：最后一個(gè)電子排在最后一個(gè)電子排在p p軌道上，價(jià)電子構(gòu)型為軌道上，價(jià)電子構(gòu)型為nsns2 2npnp1 1 6 6，包括包括A A A A 和零族。和零族。d d區(qū)元素：區(qū)元素：最后一個(gè)電子排在次外層的最后一個(gè)電子排在次外層的d d軌道上，價(jià)電子軌道上，價(jià)電子構(gòu)型為構(gòu)型為 ( (n-1)dn-1)d1 1 9 9nsns1 1 2 2，包括包括B B BB和和。dsds區(qū)元素：區(qū)元素：價(jià)電子構(gòu)型為價(jià)電子構(gòu)型為( (n-1)

49、dn-1)d1010nsns1 1 2 2，包括包括IBIB、B B ，它與它與s s區(qū)不同，它的次外層區(qū)不同，它的次外層d d軌道上充滿(mǎn)電子。軌道上充滿(mǎn)電子。f f區(qū)元素：區(qū)元素：最后一個(gè)電子排在倒數(shù)第三層的最后一個(gè)電子排在倒數(shù)第三層的f f軌道上，價(jià)軌道上，價(jià)電子構(gòu)型一般為電子構(gòu)型一般為( (n-2)fn-2)f1 1 1414nsns2 2，包括包括LaLa系和系和AcAc系。系。2022-7-52022-7-583833-3 3-3 元素基本性質(zhì)的周期性元素基本性質(zhì)的周期性 由于原子電子層結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)周期性，因此與由于原子電子層結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)周期性，因此與電子層結(jié)構(gòu)有關(guān)的元素的基本性質(zhì)如：原子半

50、電子層結(jié)構(gòu)有關(guān)的元素的基本性質(zhì)如：原子半徑、電離能、電子親合能、電負(fù)性等也呈現(xiàn)明徑、電離能、電子親合能、電負(fù)性等也呈現(xiàn)明顯的周期性。顯的周期性。一、原子半徑一、原子半徑 理論上，原子半徑是指最外層電子到原子理論上，原子半徑是指最外層電子到原子核的距離。因電子的運(yùn)動(dòng)無(wú)固定軌道，無(wú)法測(cè)核的距離。因電子的運(yùn)動(dòng)無(wú)固定軌道，無(wú)法測(cè)單個(gè)原子半徑，測(cè)整塊物質(zhì)。單個(gè)原子半徑，測(cè)整塊物質(zhì)。2022-7-52022-7-584841.1.原子半徑的類(lèi)型原子半徑的類(lèi)型 原子的共價(jià)半徑：同種元素的兩個(gè)原子原子的共價(jià)半徑：同種元素的兩個(gè)原子以共價(jià)單鍵連接時(shí)，它們核間距離的一半叫原以共價(jià)單鍵連接時(shí)，它們核間距離的一半叫原

51、子的共價(jià)半徑。子的共價(jià)半徑。 金屬半徑：把金屬晶體看成是由球狀的金金屬半徑：把金屬晶體看成是由球狀的金屬原子堆積而成，假定相鄰兩原子彼此接觸，屬原子堆積而成，假定相鄰兩原子彼此接觸，則其核間距的一半就是該原子的金屬半徑。則其核間距的一半就是該原子的金屬半徑。2022-7-52022-7-58585共價(jià)半徑共價(jià)半徑 d = 2 rd = 2 r共共金屬半徑金屬半徑 d = 2 rd = 2 r金金范德華半徑范德華半徑 d = 2 rd = 2 r范范 范德華半徑：當(dāng)兩個(gè)原子之間只靠分子范德華半徑：當(dāng)兩個(gè)原子之間只靠分子間作用力相互接近時(shí)（如稀有氣體的單原子分間作用力相互接近時(shí)（如稀有氣體的單原子

52、分子），兩原子之間核間距離的一半就叫范德華子），兩原子之間核間距離的一半就叫范德華半徑。半徑。2022-7-52022-7-586862.2.原子半徑的周期性原子半徑的周期性2022-7-52022-7-58787 同周期的主族元素同周期的主族元素, ,自左向右，元素的有效自左向右，元素的有效核電荷數(shù)核電荷數(shù) ，原子半徑，原子半徑 同周期的副族元素同周期的副族元素, ,自左向右，元素的有效自左向右，元素的有效核電荷數(shù)核電荷數(shù) ( ( 增大的幅度較小增大的幅度較小 ) )，原子半徑，原子半徑 （減小的幅度比主族小得多）（減小的幅度比主族小得多） 同主族元素由上而下，同主族元素由上而下，n n （

53、即電子層數(shù)即電子層數(shù)增加），原子半徑增加），原子半徑 同副族元素由上而下半徑增大的幅度較小，同副族元素由上而下半徑增大的幅度較小，特別是第五、六周期的同族元素，原子半徑很特別是第五、六周期的同族元素，原子半徑很相近相近( (鑭系收縮，鑭系收縮，P P107107）。）。2022-7-52022-7-588881.1.定義定義 某元素一個(gè)某元素一個(gè)基態(tài)的氣態(tài)原子基態(tài)的氣態(tài)原子失去一個(gè)失去一個(gè)電子形成正一價(jià)的電子形成正一價(jià)的氣態(tài)離子氣態(tài)離子時(shí)所需要的能量叫時(shí)所需要的能量叫做這種元素的第一電離能。常用符號(hào)做這種元素的第一電離能。常用符號(hào)I I1 1表示，表示，單位單位kJmolkJmol-1-1。

54、M(g)-e M(g)-e- -M M+ +(g) I(g) I1 1 ；M M+ +(g)- e(g)- e- - M M2+2+(g(g）I I2 22.2.作用作用I I是衡量元素金屬性的一種尺度。是衡量元素金屬性的一種尺度。I I越小表示越小表示元素的原子越易失電子，金屬性越強(qiáng)。元素的原子越易失電子，金屬性越強(qiáng)。用于說(shuō)明元素通常呈現(xiàn)的價(jià)態(tài)用于說(shuō)明元素通常呈現(xiàn)的價(jià)態(tài) 同一元素的電離能：同一元素的電離能： I I1 1 I I2 2 I I3 3 二、電離能二、電離能2022-7-52022-7-58989根據(jù)各級(jí)電離能差值的大小確定氧化態(tài)。根據(jù)各級(jí)電離能差值的大小確定氧化態(tài)。P P111

55、1112022-7-52022-7-590903.3.影響電離能大小的因素影響電離能大小的因素 電離能的大小主要取決于原子的核電荷、電離能的大小主要取決于原子的核電荷、原子半徑及原子的電子層結(jié)構(gòu)原子半徑及原子的電子層結(jié)構(gòu)2022-7-52022-7-59191 核電荷及原子半徑核電荷及原子半徑主族元素：同周期，從左到右，主族元素：同周期，從左到右，I I1 1增大增大 同族，從上到下，同族，從上到下，I I1 1減小減小過(guò)渡元素：過(guò)渡元素：I I1 1變化不大，總趨勢(shì)是從左到變化不大，總趨勢(shì)是從左到右右I I1 1 略有增加略有增加 * * 電子層結(jié)構(gòu)的影響電子層結(jié)構(gòu)的影響A A 各周期末尾的

56、稀有氣體電離能最大；各周期末尾的稀有氣體電離能最大；B B 同周期，同周期，I I總趨勢(shì)增大，但有反常總趨勢(shì)增大，但有反常2022-7-52022-7-59292I I1 1（B B）I I1 1（Be) IBe) I1 1（O O）I I1 1（N) N) 2s2s2 22p2p1 1 2s 2s2 2 2s2s2 22p2p4 4 2s2s2 22p2p3 3 B B、O O等失電子后最外層軌道成為全滿(mǎn)、半滿(mǎn)等失電子后最外層軌道成為全滿(mǎn)、半滿(mǎn)或全空的結(jié)構(gòu)，所需能量小。或全空的結(jié)構(gòu)，所需能量小。 Be Be、N N等因結(jié)構(gòu)穩(wěn)定失電子難等因結(jié)構(gòu)穩(wěn)定失電子難, ,故需能量高。故需能量高。 總之：

57、稀有氣體（總之：稀有氣體（s s2 2p p6 6) )、堿土金屬堿土金屬( (s s2 2) )、BB元素元素( (d d1010s s2 2) )具有反常高的電離能。具有反常高的電離能。重點(diǎn)重點(diǎn)2022-7-52022-7-59393三、電子親合能三、電子親合能1.1.定義定義 某元素的一個(gè)某元素的一個(gè)基態(tài)的氣態(tài)原子基態(tài)的氣態(tài)原子得到一個(gè)得到一個(gè)電子形成負(fù)一價(jià)的氣態(tài)離子時(shí)所電子形成負(fù)一價(jià)的氣態(tài)離子時(shí)所放出放出的能量叫的能量叫做該元素的第一電子親合能。做該元素的第一電子親合能。 F(g)+e F(g)+e- -F F- -(g) E(g) E1 1=322kJmol=322kJmol-1-1

58、; ; 意義：意義：1 1molmol氣態(tài)氣態(tài)F F原子得到原子得到1 1molmol電子轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮愚D(zhuǎn)變?yōu)? 1molmol氣態(tài)氣態(tài)F F- -時(shí)，放出能量時(shí)，放出能量322322kJkJ。 非金屬元素一般具有較大的電子親合能，非金屬元素一般具有較大的電子親合能，E E越大表示得電子傾向越大。越大表示得電子傾向越大。2022-7-52022-7-594942.E2.E的正負(fù)值所代表的意義的正負(fù)值所代表的意義E E1 10,0,表示元素的原子得到電子時(shí)放出能量表示元素的原子得到電子時(shí)放出能量; ;E E1 10(0(如如A),A),表示原子得電子時(shí)需吸收能量表示原子得電子時(shí)需吸收能量; ;一般一

59、般E E2 20,0,說(shuō)明負(fù)一價(jià)離子變成負(fù)二價(jià)離子要吸熱說(shuō)明負(fù)一價(jià)離子變成負(fù)二價(jià)離子要吸熱. .O(g)+O(g)+- -OO- -(g) E(g) E1 1=141kJmol=141kJmol-1-1O O- -(g)+(g)+- -OO2-2-(g) E(g) E2 2=-780kJmol=-780kJmol-1-1O(g)+2O(g)+2- -OO2-2-(g) E=-639kJmol(g) E=-639kJmol-1-1 （吸熱）吸熱）2022-7-52022-7-595953.3.電子親合能的周期性電子親合能的周期性F FCICIBrBrI I E E是用來(lái)衡量元素原子得電子的難易，

60、半徑越是用來(lái)衡量元素原子得電子的難易，半徑越小，越容易得電子，小，越容易得電子，E E越大。越大。同周期從左到右，同周期從左到右，E E呈增大趨勢(shì)（放熱多）；呈增大趨勢(shì)（放熱多）；同族從上到下同族從上到下E E呈減小趨勢(shì)。呈減小趨勢(shì)。2022-7-52022-7-59696* * 思考：解釋思考：解釋E E1 1（O O）EE1 1(S),E(S),E1 1(F)E(F)2.0,2.0,金屬金屬的電負(fù)性的電負(fù)性2.0.2.0.2022-7-52022-7-5101101本章小結(jié)本章小結(jié)3-1 3-1 核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一、氫原子光譜和玻爾理論一、氫原子光譜和玻爾理論玻爾理論要