【文章內(nèi)容簡介】 Cu， Zn 為 d10 結(jié)構(gòu)，電子斥力大， 所以 r 不但沒減小，反而有所增加。Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn r/pm 144 132 122 118 117 117 116 115 117 125 試設(shè)想超長周期的內(nèi)過渡元素，會是怎樣的情況。 （ b） 鑭系收縮La Ce Pr Nd Pm Sm Eu GdTb Dy Ho Er Tm Yb Lu 15 種元素， r 共減小 11 pm。 電子填到內(nèi)層 (n－ 2) f 軌道，屏蔽系數(shù)更大， Z* 增加的幅度更小。所以 r 減小的幅度很小。 r/pm 161 160 158 158 158 170 158 r/pm 169 165 164 164 163 162 185 162 Eu 4f7 6s2， f 軌道 半充滿 ， Yb 4f14 6s2， f 軌道全充滿，電子斥力的影響占主導(dǎo)地位，原子半徑變大。 將 15 鑭系種元素，原子半徑共減小 11 pm 這一事實，稱為鑭系收縮。 K Ca Sc Ti V Crr/pm 203 174 144 132 122 118 Rb Sr Y Zr Nb Mor/pm 216 191 162 145 134 130 Cs Ba La Hf Ta Wr/pm 235 198 169 144 134 130 鑭系收縮造成的影響 對于鑭系元素自身的影響，使 15 種鑭系元素的半徑相似，性質(zhì)相近，分離困難。 對于鑭后元素的影響，使得第二、第三過渡系的同族元素半徑相近，性質(zhì)相近，分離困難。 (c)同族中 同族中，從上到下，有兩種因素影響原子半徑的變化趨勢 ① 核電荷 Z 增加許多，對電子吸引力增大， 使 r 減??； ② 核外電子增多，增加一個電子層，使 r 增大。 主族元素 Li 123 pm Na 154 pm K 203 pm Rb 216 pm Cs 235 pm r 增大增大 在這一對矛盾中， ② 起主導(dǎo)作用。同族中，從上到下，原子半徑增大。副族元素 Ti V Cr r/pm 132 122 118 Zr Nb Mo 145 134 130 Hf Ta W 144 134 130 第二過渡系列比第一過渡系列原子半徑 r 增大 12－ 13 pm。42 電離能 第三過渡系列和第二過渡系列原子半徑 r 相近或相等 。這是鑭系收縮的影響結(jié)果。 1 基本概念 使一個原子失去一個電子變成正離子是需要吸收能量的。 H ( g ) —— H + ( g ) + e ?H 0 吸熱 這一過程 相當(dāng)于 1s 態(tài) 電子 —— 自由電子 怎樣討論這一過程的能量變化呢 ？ 1 電子伏特的能量為，一個電子 ( 電量 = ? 10－ 19 庫侖 )通過電壓為 1 伏特的電場時的電功。 W = ? 10－ 19 庫侖 ? 1 伏特 = ? 10－ 19 焦耳 因為 E = － ( )2 eV， 所以 E1s = － eV ， 而 E自由 = [－ ( )2 ] eV 1s 態(tài) 電子 —— 自由電子 ?E = E自由 － E1s 因而 ?E = 0 － ( － ) = ( eV ) 于是反應(yīng)中電離出 1 mol 電子所需的能量為： ?E = ? 10－ 19 ? ? ? 1023 = 1312 ( kJ?mol－ 1 ) 電離能的定義 某元素 1 mol 基態(tài)氣態(tài)原子，失去最高能級的 1 個電子，形成 1 mol 氣態(tài)離子 ( M+ ) 所吸收的能量，叫這種元素的第一電離能 ( 用 I1 表示 ) 。 電離能經(jīng)常以 1 mol 原子為單位進行計算，所以電離能的物理學(xué)單位是 kJ?mol－ 1 。 H 的第一電離能為 1312 kJ?mol－ 1 。 這個數(shù)值與前面計算的 1s 電子變成自由電子時的能量很一致。因為單電子體系的計算，準確度高。一般來說電離能數(shù)據(jù)是通過光譜實驗得到的。 1 mol 氣態(tài)離子 ( M+ ) 繼續(xù)失去最高能級的 1 mol 電子，形成 1 mol 氣態(tài)離子 ( M2+ ) 所吸收的能量則為第二電離能 I2 。 即 M ( g ) —— M + ( g ) + e ? H = I1 M+( g ) —— M 2+ ( g ) + e ? H = I2 用類似的方法定義 I3 ， I4 ， … … I n 。 2 第一電離能的變化規(guī)律 同周期中，從左向右，核電荷 Z 增大，原子半徑 r 減小 。 核對電子的吸引增強 ， 愈來愈不易失去電子 ， 所以 第一電離能 I1 增大 。 (1) 同周期中 短周期主族元素 I1 / kJ?mol － 1 Li Be B C N O F Ne 520 900 801 1086 1402 1314 1681 2081 B