基礎(jīchǔ)化學原子結構第一頁，共95頁。本章(běnzhānɡ)作業P264：4，5第二頁，共95頁。英國(yīnɡɡuó)物理學家湯姆森(J.J.Thomson)1884年擔任著名的卡文迪許實驗(shíyàn)室主任。1897年通過陰極射線實驗(shíyàn)發現了電子。1904年提出原子(yuánzǐ)的“棗糕模型”，認為“電子是均勻地分布在正電荷的海洋中”。湯姆森1、原子的棗糕模型1906年獲得諾貝爾物理獎。

原子結構理論的發展概況第三頁，共95頁。湯姆森提出(tíchū)的“棗糕模型”第四頁，共95頁。英國(yīnɡɡuó)物理學家盧瑟福(E.Rutherford)1895年在劍橋大學攻讀博士學位期間直接受到湯姆森的指導。1908年獲得(huòdé)諾貝爾化學獎。1911年根據粒子散射實驗的結果提出原子的“含核模型”，也稱為“行星模型”。1919年接替湯姆森擔任卡文迪許實驗室主任。盧瑟福盧瑟福是湯姆森六位獲諾貝爾獎的學生(xuésheng)之一，而他本人又指導包括玻爾在內的十一位諾貝爾獎獲得者。2、原子的含核模型第五頁，共95頁。1911年盧瑟福根據a粒子轟擊原子實驗，建立(jiànlì)了有核原子模型。原子中央有一個體積非常小的、帶正電荷的原子核；在原子核周圍很大空間里存在著圍繞原子核運動(yùndòng)的電子。第六頁，共95頁。盧瑟福模型(móxíng)的局限其二，是它不能說明元素的線狀光譜(guāngpǔ)產生的原因。據該原子模型，能量的釋放應是不間斷的，觀察到的原子光譜(guāngpǔ)應是連續的帶狀光譜(guāngpǔ)，這與實驗觀察到的間隔的線狀光譜(guāngpǔ)不符。其一，是電子以極大的速度繞核運動，輻射能量（電磁波），則軌道半徑越來越小，最后在非常短的時間(shíjiān)內掉在原子核上，引起原子毀滅，稱為“原子的塌陷”。第七頁，共95頁。第八頁，共95頁。1.1電子的波粒二象性1.2波函數與Schr?dinger方程(fāngchéng)1.3幾率密度和電子云1核外電子(héwàidiànzǐ)的運動狀態第九頁，共95頁。1.1電子(diànzǐ)的波粒二象性1.量子化特征:氫原子光譜

原子光譜:激發態原子發射出來的光譜氫光譜由一系列不連續的譜線組成.量子化特征:能量不連續最小的基本(jīběn)量--量子第十頁，共95頁。(1)氫原子光譜(guāngpǔ)太陽光或白熾燈發出的白光，通過玻璃三棱鏡時，所含不同波長的光可折射成紅、橙、黃、綠、青、藍、紫等沒有明顯分界線的光譜，這類光譜稱為連續光譜。原子（包括氫原子）得到能量（高溫、通電）會發出單色光，經過棱鏡分光得到線狀光譜。即原子光譜屬于不連續光譜。每種元素都有自己的特征線狀光譜。氫原子光譜如圖所示。四條譜線的波長、頻率的關系式一并列出。氫原子光譜的特征：

★不連續光譜，即線狀光譜。

★其頻率具有一定的規律。

Balmer經驗公式：

n=3,4,5,6第十一頁，共95頁。

氫原子光譜

H434.0

H486.1

H656.2

H410.2n=3、4、5、6H、H、H、H經典力學(jīnɡdiǎnlìxué)無法解釋氫原子光譜第十二頁，共95頁。（2）玻爾理論(lǐlùn)丹麥(dānmài)物理學家Bohr第十三頁，共95頁。1913年丹麥物理學家Bohr發表了原子(yuánzǐ)結構理論的三點假設：核外電子只能在有確定半徑和能量的軌道上運動，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；原子(yuánzǐ)得能量后，電子被激發到高能軌道上，原子(yuánzǐ)處于激發態。從激發態回到基態釋放光能，光的頻率取決于軌道間的能量差。內容(nèiróng)第十四頁，共95頁。E4E3E2E1躍遷假設4321hν=E初

–E未軌道假設4321第十五頁，共95頁。玻爾理論的局限(júxiàn)：1.多電子原子光譜2.氫原子的精細光譜波爾理論的成就1.成功地解釋了氫原子的線狀光譜，它對氫原子光譜譜線頻率的計算與實驗結果(jiēguǒ)很吻合。2.首先提出了電子運動能量的量子化概念。第十六頁，共95頁。1924年，法國年輕(niánqīng)的物理學家L.deBroglie(1892—1987)指出，對于光的本質的研究，人們長期以來注重其波動性而忽略其粒子性；與其相反，對于實物粒子的研究中，人們過分重視其粒子性而忽略了其波動性。2.微觀粒子的波粒二象性

質量為m,運動速度為v的粒子,相應(xiāngyīng)的波長為：第十七頁，共95頁。1927年，deBroglie的預言(yùyán)被電子衍射實驗所證實，這種物質波稱為deBroglie波。研究微觀粒子的運動(yùndòng)時，不能忽略其波動性。微觀粒子具有波粒二象性。第十八頁，共95頁。感光屏幕薄晶體片衍射環紋電子槍電子束電子衍射實驗示意圖用電子槍發射高速電子通過(tōngguò)薄晶體片射擊感光熒屏，得到明暗相間的環紋，類似于光波的衍射環紋。第十九頁，共95頁。3.測不準原理:德國物理學家海森堡提出

如果微粒的運動位置越準確，則相應的速度越不容易測準確。事實上一切物體的運動都有這樣的規律。對宏觀(hóngguān)物體而言可以忽略，而微觀粒子不可忽略。第二十頁，共95頁。對質量為10克的宏觀(hóngguān)物體，若x=0.01cm對電子(diànzǐ)，m=9.1110-31千克，x=10-9cm∴對宏觀物體(wùtǐ)可同時測定位置與速度∴若m非常小，則其位置與速度是不能同時準確測定的第二十一頁，共95頁。1.2薛定諤方程(fāngchéng)與四個量子數ErwinSchrodinger,奧地利物理學家(wùlǐxuéjiā)第二十二頁，共95頁。湯姆森盧瑟福玻爾薛定鍔第二十三頁，共95頁。1.薛定諤方程(fāngchéng)(1926)－量子力學中描述核外電子在空間運動的數學函數式，即原子軌道E－軌道能量（動能與勢能總和）m—微粒質量，h—普朗克常數x,y,z為微粒的空間坐標(x,y,z)波函數第二十四頁，共95頁。直角坐標(zhíjiǎozuòbiāo)(x,y,z)轉換為球坐標第二十五頁，共95頁。波函數是描述電子運動狀態的數學表達式,而且又是空間坐標的函數,其空間圖象可以形象的理解為電子運動的空間范圍,即我們(wǒmen)平常所說的“原子軌道”.結論:波函數的空間圖象就是原子軌道,原子軌道的數學表達式就是波函數.第二十六頁，共95頁。２波函數的物理(wùlǐ)意義Ψ：描述原子核外電子(héwàidiànzǐ)運動的方式Ψ2:原子核外電子(héwàidiànzǐ)出現的幾率密度為了得到有意義的合理解,需要引入幾個常數項.即主量子數、角量子數、磁量子數。第二十七頁，共95頁。量子數與波動方程及電子運動(yùndòng)的關系一組合理(hélǐ)的量子數E，電子的一種運動(yùndòng)狀態，即一個原子軌道。代入求解代表微粒波動方程式什么是一組合理的量子數？各自含義是什么?如何限定?第二十八頁，共95頁。1.主量子數n名稱主量子數n取值范圍光譜學符號意義1，2，3，4，……，

n

為正整數(自然數)K，L，M，N……（1）決定H原子和類H離子(lízǐ)中電子的能量。n越大，E越高。（2）表示核外電子出現概率最大區域離核的遠近(yuǎnjìn)，或者電子所在的電子層數。第二十九頁，共95頁。2.角量子數l名稱角量子數l取值范圍光譜學符號意義受主量子數n限制(xiànzhì)0，1，2，3，4……(n-1)s，p，d，f……（1）決定(juédìng)原子軌道的形狀。（2）在多電子原子中，和n一起決定(juédìng)電子的能量。第三十頁，共95頁。l值0123…l值光譜符號spdf…原子軌道的形狀每種l值表示一類電子云的形狀，其對應的光譜(guāngpǔ)符號和形狀如下：第三十一頁，共95頁。3.磁量子數m名稱磁量子數m取值范圍意義受角量子數l限制(xiànzhì)0，1，2，3，……，l共2l+1個（1）決定原子軌道的空間(kōngjiān)取向。（2）與原子軌道的能量無關。第三十二頁，共95頁。如:n=2，l=1，m=0波函數與對應(duìyìng)的原子軌道符號:2pz原子軌道符號(fúhào)主量子數角量子數磁量子數由n,l,m三個量子數可得到(dédào)一個波函數，或者說可確定一個原子軌道，用符號nlm表示。第三十三頁，共95頁。4.自旋(zìxuán)量子數msa.取值：b.自旋(zìxuán)方向：+1/2和-1/2用“”或“”來表示(biǎoshì)（電子自旋方向）要用4個量子數n，l，m

和ms描述一個電子的運動狀態。第三十四頁，共95頁。四個量子數描述核外電子運動的可能(kěnéng)狀態

例：n=11sn=2l=0，m=02sl=1，m=0,12pn=3l=0，m=03sl=1m=0,13pl=2m=0,1，23dn=4?第三十五頁，共95頁。（2）與原子軌道的能量無關。第一電子親合能的周期性變化規律p區元素(yuánsù)包括IIIA族，IVA族，VA族，VIA族，r/pm161160158158158170158軌道(guǐdào)spdf……p區：價電子構型為ns2np1~64321s區元素包括IA族，IIA族，價層電子組態為ns1~2，屬于活潑(huópo)金屬。微觀粒子具有波粒二象性。l=2m=0,1，23d各周期元素的數目等于相應能級(néngjí)組中原子軌道所能容納的電子總數。3個變量加1個函數，共四個變量。－量子力學中描述核外電子距離的一半測不準原理:德國物理學家海森堡提出deBroglie(1892—1987)指出，對于光的本質的研究，人們長期以來注重其波動性而忽略其粒子性；n,l,m一定,軌道(guǐdào)也確定l=0123……軌道(guǐdào)spdf……例如:n=2,l=0,m=0,2sn=3,l=1,m=0,3pzn=3,l=2,m=0,3dz2第三十六頁，共95頁。意義角量子數l決定原子軌道的形狀。例如n=4時，l有4種取值，就是說核外第四層有4種形狀不同的原子軌道：l=0表示s軌道，形狀為球形，即4s軌道；l=1表示p軌道，形狀為啞鈴(yǎlíng)形，4p軌道；l=2表示d軌道，形狀為花瓣形，4d軌道；l=3表示f軌道，形狀更復雜，4f軌道。由此可知，在第四層上，共有4種不同形狀的軌道(guǐdào)。同層中(即n相同)不同形狀的軌道(guǐdào)稱為亞層，就是說核外第四層有4個亞層。如n=3，角量子數l可取(kěqǔ)0，1，2共三個值，依次表示為s，p，d。第三十七頁，共95頁。每一種m的取值，對應一種空間(kōngjiān)取向。zyxm的不同取值，或者說原子軌道的不同空間取向，一般不影響能量。3種不同取向的2p軌道能量相同(xiānɡtónɡ)。我們說這3個原子軌道是能量簡并軌道，或者說2p軌道是3重簡并的。而3d則有5種不同的空間(kōngjiān)取向，3d軌道是5重簡并的。第三十八頁，共95頁。xz+s

軌道xy+–py

軌道xz+–px

軌道xz+–pz

軌道xy++––dxy

軌道yz++––dyz

軌道xz++––dxz

軌道xz++––dz2

軌道xy++––dx2-y2

軌道第三十九頁，共95頁。自旋量子數ms電子(diànzǐ)既有圍繞原子核的旋轉運動，也有自身的旋轉，稱為電子的自旋。 ms的取值只有兩個，+1/2和－1/2。電子(diànzǐ)的自旋方式只有兩種，通常用“”和“”表示。所以Ms也是量子化的。所以，描述一個(yīɡè)電子的運動狀態，要用四個量子數：n，l，m，ms

同一原子中，沒有四個量子數完全相同的兩個電子存在。第四十頁，共95頁。例1用四個量子數描述n=4，l=3的所有電子(diànzǐ)的運動狀態。解：l=3對應的有m=0，1，2，3，共7個值。即有7條軌道。每條軌道中容納兩個自旋量子數分別為+1/2和－1/2的自旋方向相反的電子，所以(suǒyǐ)有27=14個運動狀態不同的電子。分別用n，l，m，ms描述如下：

n，l，m，ms4301/243－11/24311/243－21/24321/243－31/24331/2

n，l，m，ms430－1/243－1－1/2431－1/243－2－1/2432－1/243－3－1/2433－1/2第四十一頁，共95頁。有6組量子數①n=3,l=1,m=-1;②n=3,l=0,m=0;③n=2,l=2,m=-1;④n=2,l=1,m=0;⑤n=2,l=0,m=-1;⑥n=2,l=3,m=2;其中(qízhōng)正確的是A.①②③B.①②④C.④⑤⑥D.②④⑤練習(liànxí)第四十二頁，共95頁。1.3幾率(jīlǜ)密度和電子云幾率密度:電子在原子核外空間某處單位體積內出現的幾率,用2表示.電子云:描述電子在原子核外空間出現的幾率密度分布(fēnbù)所得的空間圖像第四十三頁，共95頁。幾率(jīlǜ)密度和電子云（1）電子云的概念(gàiniàn)假想將核外一個電子每個瞬間的運動狀態，進行攝影。并將這樣數百萬張照片重疊，得到如下(rúxià)的統計效果圖，形象地稱為電子云圖。1s2s2p第四十四頁，共95頁。（2）幾率(jīlǜ)密度和電子云幾率是電子在某一區域出現的次數叫幾率。幾率與電子出現區域的體積有關，也與所在研究(yánjiū)區域單位體積內出現的次數有關。幾率密度電子在單位體積內出現的幾率。幾率與幾率密度(mìdù)之間的關系幾率（W）=幾率密度(mìdù)體積（V）。相當于質量，密度(mìdù)和體積三者之間的關系。第四十五頁，共95頁。電子云圖是幾率密度||2的形象化說明。黑點密集(mìjí)的地方，||2的值大，幾率密度大；反之幾率密度小。量子力學理論證明(zhèngmíng)，幾率密度=||2第四十六頁，共95頁。1-5波函數的空間(kōngjiān)圖象能否根據||2或的解析(jiěxī)式畫出其圖象呢？這是我們最希望的。的圖形無法(wúfǎ)畫出來。所以只好從不同的角度，片面地去認識這一問題。把波函數分為徑向部分和角度部分，分別加以討論。(r，，)或(x，y，z)3個變量加1個函數，共四個變量。需要在四維空間中做圖。第四十七頁，共95頁。（1）徑向分布（r，，）=R(r)?Y(，)，討論波函數與r之間的關系(guānxì)，只要討論波函數的徑向部分R(r)與r之間的關系(guānxì)就可以，因為波函數的角度部分Y(，)與r無關。幾率密度||2隨r的變化，即表現為|R|2隨r的變化。第四十八頁，共95頁。徑向(jìnɡxiànɡ)幾率分布圖徑向幾率分布(fēnbù)應體現隨著r的變化，或者說隨著離原子核遠近的變化，在單位厚度的球殼中，電子出現的幾率的變化規律。以1s為例，幾率密度隨著r的增加而減少，但是在單位厚度的球殼中，電子出現(chūxiàn)的幾率隨r變化的規律就不是這樣簡單了。第四十九頁，共95頁。令D(r)=4r2|R|2，D(r)稱為徑向分布函數。用D(r)對r作圖，考察單位厚度(hòudù)球殼內的幾率隨r的變化情況，即得到徑向幾率分布圖。第五十頁，共95頁。（2）角度(jiǎodù)分布圖經過計算，得到以及與其對應Y(，)和|Y(，)|2的數據。根據(gēnjù)這些數據可以畫出兩種角度分布圖：波函數的角度分布圖和電子云的角度分布圖。為角度(jiǎodù)部分。則角度部分的幾率密度為|Y

(，)|2=cos2為徑向部分，第五十一頁，共95頁。zy－+pypz－zx+zx+s各種(ɡèzhǒnɡ)波函數的角度分布圖zx+px－第五十二頁，共95頁。++－－yxdxy++－－zxdxz++－－zydyz－++－dx2－y2yx－+－+dz2zx第五十三頁，共95頁。py軌道(guǐdào)px軌道(guǐdào)pz軌道(guǐdào)第五十四頁，共95頁。dz2軌道(guǐdào)dx2-y2軌道(guǐdào)第五十五頁，共95頁。dxy軌道(guǐdào)dyz軌道(guǐdào)dxz軌道(guǐdào)第五十六頁，共95頁。各種(ɡèzhǒnɡ)電子云的角度分布圖zxspzzx電子云的角度(jiǎodù)分布圖比波函數的角度(jiǎodù)分布圖略“瘦”些。電子云的角度(jiǎodù)分布圖沒有‘’‘’。dz2zxydx2－y2xydxyx作為波函數的符號，它表示原子軌道的對稱性，因此在討論(tǎolùn)化學鍵的形成時有重要作用。波函數的角度分布圖有‘’‘’。這是根據的解析式算得的。它不表示電性的正負。第五十七頁，共95頁。電子云的角度(jiǎodù)分布圖第五十八頁，共95頁。小結(xiǎojié)：量子數與電子云的關系n：決定電子(diànzǐ)能量的大小l：描述(miáoshù)電子云的形狀m：描述電子云的伸展方向第五十九頁，共95頁。§3-2核外電子(héwàidiànzǐ)排布和元素周期律對于單電子體系(tǐxì)，其能量為即單電子體系(tǐxì)中，軌道(或軌道上的電子)的能量，只由主量子數n決定。

n相同的軌道，能量相同：E4s=E4p=E4d=E4f……而且n越大能量越高：E1s<E2s<E3s<E4s……

多電子體系中，電子不僅受到原子核的作用，而且受到其余電子的作用。故能量關系復雜。所以多電子體系中，能量不只由主量子數n決定。第六十頁，共95頁。（1）原子軌道近似(jìnsì)能級圖Pauling，美國著名結構化學家，根據大量(dàliàng)光譜實驗數據和理論計算，提出了多電子原子的原子軌道近似能級圖。第一組1s

第二組2s2p

第三組3s3p

第四組4s3d4p

第五組5s4d5p

第六組6s4f5d6p

第七組7s5f6d7p其中(qízhōng)除第一能級組只有一個能級外，其余各能級組均以ns開始，以np結束。所有的原子軌道，共分成七個能級組各能級組之間的能量高低次序，以及能級組中各能級之間的能量高低次序，在下頁的圖示中說明。2-1多電子原子的能級（重點講解）第六十一頁，共95頁。能量(néngliàng)1s2s2p3s3p4s4p3d5s5p4d6s6p5d4f每個代表一個原子軌道

p三重簡并d五重簡并f七重簡并第六十二頁，共95頁。根據多電子原子的近似(jìnsì)能級圖和能量最低原理填入順序如左:第六十三頁，共95頁。

2-2核外電子(héwàidiànzǐ)排布的原則（重點講解）（1）能量最低原理電子先填充能量低的軌道(guǐdào)，后填充能量高的軌道(guǐdào)。盡可能保持體系的能量最低。（2）Pauli(保利)不相容原理即同一(tóngyī)原子中沒有運動狀態完全相同的電子，即同一(tóngyī)原子中沒有四個量子數完全相同的兩個電子。于是每個原子軌道中只能容納兩個自旋方向相反的電子。（3）Hunt(洪特)規則電子在能量簡并的軌道中，盡量以相同自旋方式成單排布。簡并的各軌道保持一致，則體系的能量低。軌道全空半充滿全充滿以上幾種情況對稱性高，體系穩定。第六十四頁，共95頁。半滿全滿規則(guīzé)：當軌道處于全滿、半滿時，原子較穩定。原子實第六十五頁，共95頁。2-3原子(yuánzǐ)的電子層結構和元素周期系（重點講解）（1）原子(yuánzǐ)的電子層結構（2）元素周期系第六十六頁，共95頁。核外電子(héwàidiànzǐ)的排布（原子的電子層結構）1 HHydrogen 氫 1s1

2HeHelium 氦 1s2

3LiLithium鋰 1s22s14 BeBeryllium 鈹 1s22s2

5 B Boron 硼 1s22s22p1

6 C Carbon 碳 1s22s22p27 N Nitrogen 氮 1s22s22p38 O Oxygen 氧 1s22s22p49 F Fluorine 氟 1s22s22p510 Ne Neon 氖 1s22s22p6原子序數電子軌道圖元素符號英文名稱中文名稱電子結構式第六十七頁，共95頁。11 Na Sodium鈉 1s22s22p63s112 Mg Magnesium鎂1s22s22p63s213 Al Aluminium鋁1s22s22p63s23p114 Si Silicon 硅1s22s22p63s23p215P Phosphorus磷1s22s22p63s23p316Si Sulfur 硫1s22s22p63s23p417 Cl Chlorine 氯1s22s22p63s23p518Ar Argon 氬1s22s22p63s23p6原子序數元素符號英文名稱中文名稱電子結構式第六十八頁，共95頁。注意：[Ar]原子實，表示Ar的電子結構式1s22s22p63s23p6。原子實后面是價層電子，即在化學反應(huàxuéfǎnyìng)中可能發生變化的電子。雖先排4s后排(hòupái)3d，但電子結構式中先寫3d，后寫4s

21 Sc Scandium 鈧 [Ar]3d14s222 Ti Titanium鈦 [Ar]3d24s223 V Vanadium釩 [Ar]3d34s2

24 Cr Chromium鉻[Ar]3d54s1

25 MnManganese錳[Ar]3d54s226 Fe Iron鐵 [Ar]

3d64s227 Co Cobalt 鈷[Ar]

3d74s228 Ni Nickel 鎳 [Ar]

3d84s2

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

第六十九頁，共95頁。第七十頁，共95頁。價層電子(diànzǐ)構型主族元素(yuánsù)：最外層的ns、np軌道的電子副族元素：次外層(wàicénɡ)的(n–1)d和最外層(wàicénɡ)的ns軌道的電子如：K：4s1

Br：4s24p5Cr：3d54s1Hg：5d106s2第七十一頁，共95頁。(2)元素周期系第七十二頁，共95頁。1元素(yuánsù)的周期周期(zhōuqī)的劃分與能級組的劃分完全一致，每個能級組都獨自對應一個周期(zhōuqī)。共有七個能級組，所以共有七個周期(zhōuqī)。HHe1第一周期：2種元素第一能級組：2個電子(diànzǐ)1個能級1s1個軌道BeLiBCNOFNe2第二周期：8種元素第二能級組：8個電子2個能級2s2p4個軌道第七十三頁，共95頁。MgNaAlSiPSClAr3第三(dìsān)周期：8種元素第三(dìsān)能級組：8個電子2個能級3s3p4個軌道KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKr4YZrNbMoTcRhPdRuAgCdSrRbInSnSbTeIXe5第五(dìwǔ)周期：18種元素第五(dìwǔ)能級組：18個電子3個能級5s4d5p9個軌道第四周期：18種元素第四能級組：18個電子(diànzǐ)3個能級4s3d4p9個軌道第七十四頁，共95頁。第七周期：32種元素第七能級(néngjí)組：32個電子4個能級(néngjí)7s5f6d7p16個軌道BaCs6sCePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLu4fLaHfTaWReIrPtOsAuHg5dTlPbBiPoAtRn6p第六周期：32種元素第六能級(néngjí)組：32個電子4個能級(néngjí)6s4f5d6p16個軌道RaFr7sThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLr5fAcRfDbSgBhHsMtUunUuuUub6d7p第七十五頁，共95頁。元素周期律：元素以及(yǐjí)由它形成的單質和化合物的性質，隨著元素的原子序數(核電荷數)的依次遞增，呈現周期性的變化。元素(yuánsù)周期表(長表)：周期號數等于電子層數。各周期元素的數目等于相應能級(néngjí)組中原子軌道所能容納的電子總數。主族元素的族號數等于原子最外層電子數。第七十六頁，共95頁。原子(yuánzǐ)結構和原子(yuánzǐ)周期律的關系

1.關系(guānxì)（1）每一周期（除第一周期外）都是從ns1開始，到形成穩定的稀有氣體(xīyǒuqìtǐ)的ns2np6電子層結構時結束。（2）原子的電子層數等于該元素原子的最高能級組數，也等于它在周期表中的周期數。（3）每一周期的元素數目，等于該周期相應能級組的原子軌道所能容納的電子數目。第七十七頁，共95頁。

2元素(yuánsù)的區和族s區元素包括IA族，IIA族，價層電子組態為ns1~2，屬于活潑(huópo)金屬。p區元素(yuánsù)包括IIIA族，IVA族，VA族，VIA族，VIIA族，0族（VIIIA族），價層電子組態為ns2np1~6，右上方為非金屬元素(yuánsù)，左下方為金屬元素(yuánsù)。

s區和p區元素的族數，等于價層電子中s電子數與p電子數之和。若和數為8，則為0族元素，也稱為VIIIA族。

價層電子是指排在稀有氣體原子實后面的電子，在化學反應中能發生變化的基本是價層電子。第七十八頁，共95頁。d區元素(yuánsù)包括IIIB族，IVB族，VB族，VIB族，VIIB族，VIII族。價層電子組態一般為(n－1)d1~8ns2，為過渡金屬。(n－1)d中的電子由不充滿向充滿過渡。第4，5，6周期的過渡元素(yuánsù)分別稱為第一，第二，第三過渡系列元素(yuánsù)。d區元素(yuánsù)的族數，等于價層電子中(n－1)d的電子數與ns的電子數之和；若和數大于或等于8，則為VIII族元素(yuánsù)。ds區元素價層電子組態為(n－1)d10ns1~2。有時將d區和ds區定義(dìngyì)為過渡金屬。

ds區元素的族數，等于價層電子中ns的電子數。

f區元素價層電子組態為(n－2)f0~14(n－1)d0~2ns2，包括鑭系和錒系元素，稱為內過渡元素。(n－2)f中的電子由不充滿向充滿過渡。第七十九頁，共95頁。元素(yuánsù)在周期表中的分區依據元素(yuánsù)原子的價電子構型，分成五個區：

s

區：價電子構型為ns1~2

p

區：價電子構型為ns2np1~6d區：價電子構型為(n–1)d1~9ns1~2例外(lìwài)：Pd

ds

區：價電子構型為(n–1)d10ns1~2

f

區：價電子構型為(n–2)f0~14(n–1)d1~2

ns2

有例外IA、IIAIIIA~VIIA、0族IIIB~VIIILa系、Ac系IB、IIB第八十頁，共95頁。ValenceElectronConfigurationss區—ns1～2p區—ns2np1～6d區—(n－1)d1～10ns1～2(Pd無s電子(diànzǐ))f區—(n－2)f1～14(n－1)d0～ 1ns2第八十一頁，共95頁。各周期(zhōuqī)元素的數目=ns+(n–2)f+(n–1)d+np各軌道容納電子總數周期元素數目相應軌道容納電子總數

一21s2

二82s2p8

三83s3p8

四184s3d4p18

五185s4d5p18

六326s4f5d6p32

七未滿7s5f6d未滿第八十二頁，共95頁。屏蔽效應和鉆穿效應（簡單了解）屏蔽效應：將其他電子對某個選定電子的排斥(páichì)作用歸結為對核電荷的抵消作用。鉆穿效應：由于電子鉆到核附近的幾率不同所產生的能量不同的現象。第八十三頁，共95頁。§4元素(yuánsù)基本性質的周期性原子(yuánzǐ)半徑原子(yuánzǐ)半徑的種類：共價半徑：同種元素的兩個原子以共價單鍵連接時，其核間距離的一半金屬半徑：金屬晶體中相鄰的兩個原子核間距離的一半vanderWaals半徑：通過分子間力而互相接近的兩個原子核間距離的一半第八十四頁，共95頁。主族元素(yuánsù)：從左到右r減小從上到下r增大鑭系收縮(shōusuō)原子(yuánzǐ)半徑的周期性變化規律(P276)過渡元素：從左到右r緩慢減小

從上到下r略有增大第八十五頁，共95頁。主族(zhǔzú)元素第八十六頁，共95頁。鑭系收縮(shōusuō)LaCePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLu15種元素，r共減小11pm。電子(diànzǐ)填到內層(n－2)f軌道，屏蔽系數更大，Z*增加的幅度更小。所以r減小的幅度很小。

r/pm161160158158158170158

r/pm1691651641641