多电子原子的能级与核外电子排布[文字可编辑].ppt

XI'AN JIAOTONG UNIVERSITY 一、 原子半径 二、 电离能 三、 电子亲合能 四、 电负性 1.2.4 元素性质变化的周期性 XI'AN JIAOTONG UNIVERSITY 一、 原子半径 1. 共价半径 d 核间距为 d ，共价半径 r 共 = 2 d 同种元素的两个原子，以两个电子用共价单键相 连时，核间距的一半，为共价半径。 XI'AN JIAOTONG UNIVERSITY 2 . 范德华半径 用范德华半径讨论原子半径的变化规律时，显得比 共价半径大。 单原子分子 ( He ， Ne 等 ) ，原子间靠范德华力， 即分子间作用力结合，因此无法得到共价半径。 在低温高压下，稀有气体形成晶体。原子核间距 的一半定义为范德华半径。 XI'AN JIAOTONG UNIVERSITY 对于金属 Na r 共 = 154 pm ， r 金 = 188 pm r 金 > r 共 因金属晶体中的原子轨道无重叠。 3 . 金属半径 金属晶体中，金属原子被视为刚性球体，彼此 相切，其核间距的一半，为金属半径。 讨论原子半径的变化规律时，经常采用共价半径。 XI'AN JIAOTONG UNIVERSITY 4. 周期表中原子半径的变化规律 当 d 5 ， d 10 ， f 7 ， f 14 半充满和全充满时，② 占主导 地位，原子半径 r 增大 ① 核电荷数 Z 增大，对电子吸引力增大，使得原 子半径 r 有减小的趋势。 ② 核外电子数增加，电子之间排斥力增大，使得 原子半径 r 有增大的趋势。 以 ① 为主。即同周期中从左向右原子半径减小。 同周期中 从左向右，在原子序数增加的过程中，两 个因素影响原子半径的变化 XI'AN JIAOTONG UNIVERSITY XI'AN JIAOTONG UNIVERSITY 1.2 原子核外电子的排布和元素周期律 1.2.1 多电子原子中轨道的能级 1.2.2 核外电子排布的规则与 核外电子构型 ① 能量最低原理 ② Pauli( 泡利）不相容原理 ③ Hund( 洪特 ) 规则 1.2.3 原子结构与元素周期表的关系 1.2.4 元素性质变化的周期性 XI'AN JIAOTONG UNIVERSITY 单电子体系，单电子原子的能级公式为 4 2 2 2 2 2 2 0 Z E 13.6 eV 8 n e Z h n ? ? ? ? ? ? ? 单电子体系中，轨道 ( 或轨道上的电子 ) 的能量， 只由主量子数 n 决定。 n 相同的轨道，能量相同 ： E 4 s = E 4 p = E 4 d = E 4 f … … 且 n 越大能量越高 ： E 1 s < E 2 s < E 3 s < E 4 s 多电子体系中，电子不仅受到原子核的作用，而 且受到其余电子的作用。多电子体系中，能量不只由 主量子数 n 决定。 1.2.1 多电子原子中轨道的能级 XI'AN JIAOTONG UNIVERSITY 实际上受到的引力已经不会恰好是 + 3 ，受到的 斥力也不会恰 好是 － 2 。 1. 屏蔽效应和钻穿效应 2. 能级交错和能级分裂 多电子原子的能级 XI'AN JIAOTONG UNIVERSITY 外层的一个电子就相当于处在单电子体系中。中和 后的核电荷 Z 变成了有效核电荷 Z * 。 Z* — 有效核电荷； Z — 核电荷； ? — 屏蔽常数。 Z* = Z － ? 电子之间的排斥相当