【正文】 2 218n ZE ??? e e He e He+ 2σ 假想 He He+移走一個 e 需 1018 J +2 +2 e He 移走一個 e 需 1018 J 上頁 下頁 目錄 返回 屏蔽參數(shù) σ 的大小可由 Slater 規(guī)則決定： 將原子中的電子分成如下幾組： （ 1s)(2s,2p)(3s,3p)(3d)(4s,4p)(4d)(4f)(5s,5p)… ◆ 位于被屏蔽電子右邊的各組， ? = 0 ◆ 1 ? 軌道上的 2 個電子間 ? = ， n1 時， ? = ◆ 被屏蔽電子為 ns 或 np 時， (n1) 層對它 ? = 小 于 (n1)的 ? = ◆ 被屏蔽電子 nd 或 nf 時，左邊各組 ? = Z* = Z σ 有效核電荷 Z * 與 屏蔽參數(shù) σshi eldi ng pa r amet er上頁 下頁 目錄 返回 為什么 2s 價電子比 2p 價 電子受到較小的屏蔽 ? Question 6 Solution 2 s電子云徑向分布曲線除主峰外 ,還有一個距核更近的小峰 . 這暗示 , 部分電子云鉆至離核更近的空間 , 從而部分回避了其他電子的屏蔽 . 上頁 下頁 目錄 返回 ◆ 軌道的鉆穿能力通常有如下順序 : n s n p n d n f， 導致能級按 E(ns) E(np) E(nd) E(nf ) 順序分裂 。 指外部電子進入原子內(nèi)部空間，受到核的較強的吸引作用。 （ 2） 鉆穿效應 ◆ 如果能級分裂的程度很大 , 就可能導致與臨近電子層 中的亞層能級發(fā)生交 錯。 上頁 下頁 目錄 返回 基態(tài)原子的核外電子排布 Groundstate electron configuration (1) 基態(tài)原子的電子組態(tài) 氬原子 (Z=18)的基態(tài)電子組態(tài)標示為 : Ar 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 鉀原子 (Z=19)的基態(tài)電子組態(tài)標示為 : K 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 (或 [Ar]4s1 ) 根據(jù)原子光譜實驗和量子力學理論 , 基態(tài)原子的核外電子排布服從 構造原理 (building up principle)。 上頁 下頁 目錄 返回 (2) 構造原理 ◆ 最低能量原理 (The principle the lowest energy) : 電子總是優(yōu)先占據(jù)可供占據(jù)的能量最低的軌道 , 占滿能量較低的軌道后才進入能量較高的軌道 。 根據(jù)順序圖 , 電子填入軌道時遵循下列次序： 1s 2s 2p 3s 3p 4s 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p 鉻 (Z = 24)之前的原子嚴格遵守這一順序 , 釩 (Z = 23) 之后的原子有時出現(xiàn)例外 。 上頁 下頁 目錄 返回 ◆ 泡利不相容原理 (Pauli exclusion principle)： 同一原子中不能存在運動狀態(tài)完全相同的電子 , 或者說同一原子中不能存在四個量子數(shù)完全相同的電子。 例如 , 一原子中電子 A和電子 B的三個量子數(shù)n, l, m已相同 , ms就必須不同。 量子數(shù) n l m ms 電子 A 2 1 0 電子 B 2 1 0 21?21上頁 下頁 目錄 返回 怎樣推算出各層 (shell)和各亞層(subshell)電子的最大容量 ? Question 7 Solution 由 泡利不相容原理 并結合三個軌道量子數(shù)之間的關系 , 能夠推知各電子層和電子亞層的最大容量 。 n l 軌道數(shù) 亞層最大容量 電子層最大容量 1 0 1個 s 2 2 2 0 1個 s 2 8 2 5個 d 10 3 0 1個 s 2 18 1 3個 p 6 1 3個 p 6 4 0 1個 s 2 32 1 3個 p 6 2 5個 d 10 4 7個 f 14 上頁 下頁 目錄 返回 ◆ 洪德規(guī)則 (Hund’s rule)： 電子分布到等價軌道時 , 總是盡量先以相同的自旋狀態(tài)分占軌道 。 即 在 n 和 l 相同的軌道上分布電子 , 將盡可得分布在 m 值不同的軌道上 , 且自旋相同 。 例如 Mn 原子： 未成對電子的存在與否 , 實際上可通過物質(zhì)在磁場中的行為確定： 含有未成對電子的物質(zhì)在外磁場中顯示順磁性 (paramagism), 順磁性是指物體受磁場吸引的性質(zhì)；不含未成對電子的物質(zhì)在外磁場中顯示反磁性(diamagism), 反磁性是指物體受磁場排斥的性質(zhì) 。 (b) [Ar] (a) [Ar] 3d 4s 上頁 下頁 目錄 返回 根據(jù) Hund’s rule, 下列三種排布中哪一種是氮原子的實際電子組態(tài) ? ↓ ↑ ↓↑ ↓↑ ↑ — — — — — — — — — — 1 s 2 s 2 px 2 py 2 pz ↓↑ ↓↑ ↑ ↑ ↑ — — — — — — — — — — 1 s 2 s 2 px 2 py 2 pz ↓↑ ↓↑ ↑ ↓ ↑ — — — — — — — — — — 1 s 2 s 2 px 2 py 2 pzQuestion 8 Solution 上頁 下頁 目錄 返回 為什么有些物質(zhì)顯示順磁性 , 而另一些物質(zhì)則顯示反磁性 ? Question 9 上頁 下頁 目錄 返回 原子 能級排列序列 光譜實驗序列 Cr Mo Cu Ag Au [Ar] 3 d 4 4 s 2 [Kr] 4 d 4 5 s 2 [Ar] 3 d 9 4 s 2 [Kr] 4 d 9 5 s 2 [Xe] 4 f 14 5 d 9 6 s 2 [Ar] 3 d 5 4 s 1 [Kr] 4 d 5 5 s 1 [Ar] 3 d 10 4 s 1 [Kr] 4 d 10 5 s 1 [Xe] 4 f 14 5 d 10 6 s 1 ◆ 記住一些重要的例外 , 它們與亞層半滿狀態(tài)和亞層全 滿狀態(tài)的相對穩(wěn)定性有關。 ◆ 根據(jù)鮑林圖中給出的能級順序，運用建造原理寫出基 態(tài)原子的電子組態(tài)。 基態(tài)原子的電子組態(tài)：小結基態(tài)原子的電子組態(tài)：小結上頁 下頁 目錄 返回 每個電子層最多容納的電子數(shù) 主量子數(shù) n 1 2 3 4 電子層 K L M N 角量子數(shù) l 0 1 2 3 電子亞層 s p d f 每個亞層中軌道數(shù)目 每個亞層最多容納電子數(shù) 1 3 5 7 2 6 10 14 2 8 18 2n2 元素周期表 The periodic table of elements 上頁 下頁 目錄 返回 共七個周期 , 對應于順序圖中的七個能級組。各周期均以填充 s 軌道的元素開始 , 并以填充 p 軌道的元素告終。 與 你能聯(lián)系起周期 順序圖之間的關系嗎 ? 上頁 下頁 目錄 返回 采用 IUPAC推薦的族編