【正文】 。 高等教育出版社 高等教育電子音像出版社 5. 元素基本性質(zhì)的周期性 （ 4） 電負(fù)性的周期性 同一周期自左向右 : 元素的電負(fù)性遞增； 同一主族自上而下 : 元素的電負(fù)性遞減； 金屬元素 電負(fù)性 ＜ 同一副族自上而下 : 元素的電負(fù)性變化規(guī)律不明顯。電負(fù)性差值相差不大時(shí)，通常 形成共價(jià)鍵 。 一般非金屬元素的電負(fù)性大于金屬元素，非金屬元素的電負(fù)性一般在 ，金屬元素的電負(fù)性一般在 ，元素的金屬性和非金屬性之間沒有嚴(yán)格的界限。而 S 和 Cl原子半徑較大，結(jié)合一個(gè)電子時(shí)電子間的排斥力較小，所以 S 和 Cl 的電子親和勢(shì)反而是同族中最大的。 同一周期自左向右 : 電子親和勢(shì)總趨勢(shì)逐漸增加； 同一主族自上而下 : 電子親和勢(shì)總趨勢(shì)逐漸減小。 高等教育出版社 高等教育電子音像出版社 5. 元素基本性質(zhì)的周期性 （ 3） 電子親和勢(shì)的周期性 （電子親和能） 一般規(guī)律： ● 電子親和勢(shì)定義 ● 電子親和勢(shì)是元素非金屬性的一種標(biāo)度，元素的電子親和勢(shì)越大，原子得電子的傾向越大，非金屬性越強(qiáng)。 I1/(kJ 高等教育出版社 高等教育電子音像出版社 5. 元素基本性質(zhì)的周期性 （ 2） 電離勢(shì)的周期性 （電離能） 反?，F(xiàn)象： ◆ 同一周期主族元素 N＞ O， P＞ S； O和 S外層失去 1個(gè)電子后， p軌道半充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故電離勢(shì)小于其前面的元素。 ● 同一元素各級(jí)電離勢(shì)的大小規(guī)律： I1＜ I2 ＜ I3 ＜ … 。 ● 同一主族元素自上而下，電離勢(shì)總趨勢(shì)是減?。娮訉訑?shù)增加，原子半徑增大，原子核對(duì)外層電子的引力減小起主導(dǎo)作用，核電荷數(shù)增大，核對(duì)電子的吸引力增大這一因素不起主導(dǎo)作用）。 ● 同一周期自左向右，電離勢(shì)遞增（核電荷數(shù)增多，原子半徑減小，原子核對(duì)外層電子的引力增大）。 高等教育出版社 高等教育電子音像出版社 5. 元素基本性質(zhì)的周期性 （ 1） 原子半徑的周期性 高等教育出版社 高等教育電子音像出版社 5. 元素基本性質(zhì)的周期性 （ 1） 原子半徑的周期性 一般規(guī)律： ● 同一周期主族元素自左向右，原子半徑逐漸減??； ● 同一周期過渡元素的原子半徑也在減小，但減小的幅度不如短周期的大； ● 在超長(zhǎng)周期中，內(nèi)過渡元素的原子半徑減小的幅度更小，如鑭系元素從鑭到镥半徑共減小了 14pm，這一現(xiàn)象稱為鑭系收縮； ● 同一主族元素自上而下，原子半徑逐漸增大； ● 同一副族元素自上而下，原子半徑逐漸增大，但由于鑭系收縮，使第 6周期與第 5周期過渡元素的原子半徑十分接近，造成性質(zhì)相似，分離困難。 高等教育出版社 高等教育電子音像出版社 2. 核外電子排布的原則（自學(xué)） （ 1） 能量最低原理 （ 2） 泡利不相容原理 （ 3） 洪特規(guī)則 洪特規(guī)則：在能量相同的簡(jiǎn)并軌道上 ， 電子總是盡先占據(jù)不同軌道 ， 且自旋平行；簡(jiǎn)并軌道全充滿 、 半充滿 和 全空 的狀態(tài)時(shí)能量較低 ， 比較穩(wěn)定 。 E4s＜ E 3d 高等教育出版社 高等教育電子音像出版社 2. 核外電子排布的原則（自學(xué)） （ 1） 能量最低原理 （ 2） 泡利不相容原理 （ 3） 洪特規(guī)則 ① 自學(xué)課件第 2章第二節(jié)第 2個(gè)問題 ② 自學(xué) 《 近代化學(xué)導(dǎo)論 》 第二版上冊(cè)第 4章 （第 6 66頁(yè)） 高等教育出版社 高等教育電子音像出版社 2. 核外電子排布的原則（自學(xué)） （ 1） 能量最低原理 （ 2） 泡利不相容原理 （ 3） 洪特規(guī)則 鮑林原子軌道能級(jí)圖 泡利不相容原理并不是從量子力學(xué)的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出來的，是泡利根據(jù)光譜實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來的規(guī)律，即在一個(gè)原子中不能有兩個(gè)或更多的電子處在完全相同的狀態(tài)（四個(gè)量子數(shù)完全相同），應(yīng)用這一規(guī)律，就可以解釋原子內(nèi)部的電子分布狀況和元素周期律。 E3s＜ E 3p＜ E 3d 這是產(chǎn)生能級(jí)分裂的原因 高等教育出版社 高等教育電子音像出版社 （ 4）鉆穿效應(yīng) ● 電子的鉆穿能力順序如下 : ns＞ np＞ nd＞ n f ； 導(dǎo)致 亞層能級(jí)按 E(ns)＜ E(np)＜ E(nd)＜ E(nf) 順序分裂 。 高等教育出版社 高等教育電子音像出版社 （ 4）鉆穿效應(yīng) 鉆穿效應(yīng)越強(qiáng)，鉆得越深，意味著受到其他電子的屏蔽越小。 ● 同一內(nèi)層電子對(duì)指定外層電子的屏蔽作用，指定外層電子的 l 值越大，它受到內(nèi)層電子的屏蔽作用就越大： s電子 ＜ p電子 ＜ d電子 ＜ f電子 鉆穿效應(yīng)解釋 高等教育出版社 高等教育電子音像出版社 （ 3）屏蔽效應(yīng) 為什么 2s 電子比 2p 電子受到 的 屏蔽作用小 ? 2s電子云徑向分布曲線除主峰外 ， 還有一個(gè)距核更近的小峰 ， 這表示 2s電子云有機(jī)會(huì)能鉆至離核更近的空間 ， 從而部分地回避了其他電子對(duì)它的屏蔽作用 。 ● 指定電子只受處于內(nèi)層 和同層 的其他電子的屏蔽 。 高等教育出版社 高等教育電子音像出版社 （ 3）屏蔽效應(yīng) 有效核電荷 Z*與屏蔽常數(shù) ? Z* = Z ? 屏蔽常數(shù) ? 代表由于電子間的斥力而使核電荷數(shù) Z減小的部分，它只是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，科學(xué)上現(xiàn)在還無法對(duì)屏蔽作用進(jìn)行精確的分析和計(jì)算； 多電子原子中一個(gè)電子的能量可以用如下公式討論： E = (Z?)2 n2 eV ? 的大小可由 Slater 提出的規(guī)則近似求算， Slater 規(guī)則略。 科頓原子軌道能級(jí)圖的優(yōu)點(diǎn)： 高等教育出版社 高等教育電子音像出版社 （ 2）科頓原子軌道能級(jí)圖 ② 在科頓原子軌道能級(jí)圖中，除了 3d與 4s相交在 Z≈21處外， 4d與 5s， 5d與 6s都與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相差較遠(yuǎn)。 隨著原子序數(shù)的增加，核電荷對(duì)電子的吸引力增強(qiáng)，所以軌道能量會(huì)降低，但各軌道能量隨原子序數(shù)增加而能量降低的幅度不同，所以 不同元素的相同原子軌道的能級(jí)次序不會(huì)完全一致 ，這一重要事實(shí)在鮑林的原子軌道能級(jí)圖中沒有體現(xiàn)出來。也是物質(zhì)由量變到質(zhì)變的一個(gè)很好的說明。 ① 每一個(gè)原子軌道中只能填充 2個(gè)電子，每填充 1個(gè)電子，就形成了一種元素，因此，由近似能級(jí)圖可以得到按能級(jí)組排列的元素周期系的圖。 E4s ＜ E3d ＜ E4p E5s ＜ E4d ＜ E5p E6s ＜ E4f ＜ E5d＜ E6p 高等教育出版社 高等教育電子音像出版社 （ 1）鮑林原子軌道能級(jí)圖 ● 由近似能級(jí)圖看出，每個(gè)電子層中的軌道數(shù)目為該電子層主量子數(shù) n 的平方，即 n2。 同 一電子層 (n 相同 )，各種 軌道能 量 不同的現(xiàn)象叫 能級(jí)分裂 。 能級(jí)組 ： 能量相近的能級(jí)劃為一組 第五能級(jí)組： 5s， 4d， 5p 第六能級(jí)組： 6s， 4f， 5d， 6p 第七能級(jí)組： 7s， 5f， 6d， 7p 第一能級(jí)組： 1s 第二能級(jí)組： 2s， 2p 第三能級(jí)組： 3s， 3p 第四能級(jí)組： 4s， 3d， 4p 高等教育出版社 高等教育電子音像出版社 （ 1）鮑林原子軌道能級(jí)圖 ● 由近似能級(jí)圖看出： ① 角量子數(shù) l 相同的能級(jí)，其能量大小由主量子數(shù) n決定， n 越大能量越高。 高等教育出版社 高等教育電子音像出版社 （ 1）鮑林原子軌道能級(jí)圖 能 級(jí) 分 裂 能級(jí)交錯(cuò) 高等教育出版社 高等教育電子音像出版社 （ 1）鮑林原子軌道能級(jí)圖 ● 在近似能級(jí)圖中，每個(gè)小圓圈代表一個(gè)原子軌道 。他因?qū)瘜W(xué)鍵本質(zhì)的研究而獲得 1954年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。 單電子體系 各種狀態(tài)的電子的能量只與主量子數(shù) n 有關(guān) E4s = E4p = E4d = E4f E2p＜ E3p＜ E4p＜ E5p 多電子原子體系 E4s＜ E4p＜ E4d＜ E4f 能級(jí)分裂 高等教育出版社 高等教育電子音像出版社 （ 1）鮑林原子軌道能級(jí)圖 美國(guó)結(jié)構(gòu)化學(xué)家鮑林根據(jù)光譜實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，提出了多電子原子中原子軌道的近似能級(jí)圖 ，圖中的能級(jí)順序是指價(jià)電子層中 填入電子 時(shí)各能級(jí)能量的相對(duì)高低。 高等教育出版社 高等教育電子音像出版社 二、核外電子的排布 1. 多電子原子的能級(jí) （ 1） 鮑林原子軌道能級(jí)圖 （ 2） 科頓原子軌道能級(jí)圖 （ 3） 屏蔽效應(yīng) （ 4） 鉆穿效應(yīng) 2. 核外電子排布的原則 （ 自學(xué) ） （ 1） 能量最低原理 （ 2） 泡利不相容原理 （ 3） 洪特規(guī)則 高等教育出版社 高等教育電子音像出版社 1. 多電子原子的能級(jí) 薛定諤方程只能對(duì)單電子原子體系做出精確的解 ， 對(duì)多電子原子來說 ， 由于原子中各電子之間的相互作用 ， 當(dāng)電子處在不同狀態(tài)時(shí) ，其能量不僅與主量子數(shù) n有關(guān) ， 還與角量子數(shù) l 有關(guān) ， 從薛定諤方程不能得到精確的解 ， 只能借助于某些 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或做近似處理 得到核外電子排布的基本規(guī)律 。 （ 3） 波函數(shù)、原子軌道、電子云的區(qū)別和聯(lián)系： ★ 電子云是電子在空間出現(xiàn)的概率密度分布的形象化表示。 高等教育出版社 高等教育電子音像出版社 4. 核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 小結(jié) ★ 原子軌道和電子云的 圖像形狀相似 ，不同是原子軌道的圖像中有 正、負(fù)號(hào) ，電子云的圖像中則沒有。 （ 3） 波函數(shù)、原子軌道、電子云的區(qū)別和聯(lián)系： ★ 四個(gè)量子數(shù) n、 l、 m、 ms確定電子的一種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ 高等教育出版社 高等教育電子音像出版社 3. 四個(gè)量子數(shù) xp2?yxp2?yp2?高等教育出版社 高等教育電子音像出版社 4. 核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 小結(jié) （ 2） 在微觀世界中，核外電子運(yùn)動(dòng)的能量是不連續(xù)的，分為不同的能級(jí)（ n），電子運(yùn)動(dòng)的每一個(gè)狀態(tài)均需要用四個(gè)量子數(shù)（ n、 l、 m、 ms）來確定。 1 2 ms = + ， – 1 2 高等教育出版社 高等教育電子音像出版社 3. 四個(gè)量子數(shù) xp2?yxp2?yp2?四個(gè)量子數(shù)確定后，電子在核外空間的一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就確定了。 精密觀察強(qiáng)磁場(chǎng)存在下的原子光譜，每一條譜線實(shí)際是由靠得很近的兩條譜線組成的。 l = 1 m = 0 ψ2,1,0 ψ 2pz 軌道 m = +1 m = –1 ψ2,1,1與 ψ2,1,1線性組合 ψ 2px 軌道 ψ 2py 軌道 2pz 2px 2py 高等教育出版社 高等教育電子音像出版社 3. 四個(gè)量子數(shù) ——磁量子數(shù) 磁量子數(shù) m 在有外加磁場(chǎng)作用時(shí)，五個(gè)簡(jiǎn)并的 d軌道會(huì)發(fā)生能級(jí)分裂。 3 七種狀態(tài) 在空間有七種取向 角量子數(shù) l 與磁量子數(shù) m 的關(guān)系 高等教育出版社 高等教育電子音像出版社 3. 四個(gè)量子數(shù) ——磁量子數(shù) 磁量子數(shù) m ② 在沒有外加磁場(chǎng)的作用時(shí)，磁量子數(shù) m 與能量無關(guān)。 1， 177。 1， 177。 l=0， s電子 m=0 一種狀態(tài) 在空間無方向性 l=1， p電子 m=0， 177。 l。 3， 1， 177。 高等教育出版社 高等教育電子音像出版社 3. 四個(gè)量子數(shù) ——磁量子數(shù) 磁量子數(shù) m ① 磁量子數(shù) m 決定原子軌道或電子云在空間的伸展方向。 l = 0 1