第六章第六章 原子結(jié)構(gòu)和周期系原子結(jié)構(gòu)和周期系第二節(jié)第二節(jié)3.多電子原子結(jié)構(gòu)多電子原子結(jié)構(gòu)(1)多電子原子波函數(shù)多電子原子波函數(shù)(原子軌道原子軌道)徑向部分徑向部分角度部分角度部分與與H原子原子不同不同結(jié)論：無數(shù)多個(gè)原子軌道結(jié)論：無數(shù)多個(gè)原子軌道與與H原子原子相同相同 Rn l(r)Yl m()nlm(r)(2)多電子原子核外電子排布多電子原子核外電子排布Pauli 不相容原理不相容原理 一個(gè)原子中不可能有兩個(gè)或兩個(gè)以上的電子具一個(gè)原子中不可能有兩個(gè)或兩個(gè)以上的電子具 有相同的四個(gè)量子數(shù)有相同的四個(gè)量子數(shù) 能量最低原理能量最低原理 在滿足保里原理的情況下，電子應(yīng)盡先占據(jù)能在滿足保里原理的情況下，電子應(yīng)盡先占據(jù)能量低的軌道，而使體系能量為最低量低的軌道，而使體系能量為最低 屏蔽效應(yīng)屏蔽效應(yīng)屏蔽系數(shù)屏蔽系數(shù) z*=z s s 有效核電荷有效核電荷E=-z*2n2=1312 kJmol-1屏蔽效應(yīng)致使電子能量升高屏蔽效應(yīng)致使電子能量升高將其它電子對(duì)某電子的作用看作是屏蔽一部分核將其它電子對(duì)某電子的作用看作是屏蔽一部分核之作用的效應(yīng)之作用的效應(yīng)鉆穿效應(yīng)鉆穿效應(yīng)n同同,l 越小，鉆越小，鉆穿能力越強(qiáng)穿能力越強(qiáng)鉆穿效應(yīng)致使鉆穿效應(yīng)致使電子能量降低電子能量降低Ens Enp End Enf外層電子可鉆入內(nèi)層出現(xiàn)在離核較近的地方的現(xiàn)象外層電子可鉆入內(nèi)層出現(xiàn)在離核較近的地方的現(xiàn)象 電子分布能級(jí)順序圖電子分布能級(jí)順序圖例：例：6號(hào)元素電子排布式號(hào)元素電子排布式1s22s22p2？洪特洪特規(guī)則規(guī)則 能量相同的軌道能量相同的軌道(n,l 相同的軌道相同的軌道)中，電子中，電子盡先占據(jù)不同的軌道，而且自旋相同盡先占據(jù)不同的軌道，而且自旋相同例例 24 號(hào)元素號(hào)元素Cr1s22s22p63s23p64s23d43d5 4s1半充滿結(jié)構(gòu)半充滿結(jié)構(gòu)6號(hào)元素電子排布式：號(hào)元素電子排布式：1s22s22p2例例 29 號(hào)元素號(hào)元素Cu1s22s22p63s23p64s23d94s13d10全充滿結(jié)構(gòu)全充滿結(jié)構(gòu) 附加規(guī)則附加規(guī)則電子在能量相近的原子軌道上填充時(shí)，盡可能達(dá)電子在能量相近的原子軌道上填充時(shí)，盡可能達(dá)到全充滿、半充滿、全空到全充滿、半充滿、全空 17號(hào)元素號(hào)元素Cl20號(hào)元素號(hào)元素Ca26號(hào)元素號(hào)元素Fe40號(hào)元素號(hào)元素Zr寫出下列元素的電子排布式寫出下列元素的電子排布式1s2 2s2 2p6 3s2 3p51s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s21s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s21s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d2 5s2 三、原子結(jié)構(gòu)與周期表的關(guān)系三、原子結(jié)構(gòu)與周期表的關(guān)系 周期號(hào)數(shù)周期號(hào)數(shù)=電子層數(shù)電子層數(shù)=最大主量子數(shù)最大主量子數(shù) 每周期元素的數(shù)目每周期元素的數(shù)目=2n2 (從第三周期開始特例從第三周期開始特例)族號(hào)數(shù)族號(hào)數(shù)(主族主族 A，副族，副族 B)主族主族+B，B族族 =最外層電子數(shù)最外層電子數(shù)(無無A)BB族族=最外層電子數(shù)最外層電子數(shù)+次外層次外層d電子數(shù)電子數(shù)(除除Ln、An)族族=最外層最外層+次外層電子數(shù)次外層電子數(shù) 8-10 個(gè)電子個(gè)電子零族零族=最外層最外層電子均已填滿電子均已填滿 區(qū)區(qū) 外層電子構(gòu)型外層電子構(gòu)型 族族s ns1-2 A,Ap ns2np1-6 A-A,零族零族 d ns2(n-1)d1-8 B-B,族族 ds (n-1)d10ns1-2 B,Bf ns2(n-2)f1-14 Ln+An元素元素 周期周期 族族 區(qū)區(qū)C 二二 A pCl 三三 A pCa 四四 A sCr 四四 B dFe 四四 dCu 四四 B dsZr 五五 B d四、元素性質(zhì)的周期性四、元素性質(zhì)的周期性(1)原子半徑：原子半徑：形成共價(jià)鍵或金屬鍵時(shí)原子間接觸形成共價(jià)鍵或金屬鍵時(shí)原子間接觸顯出的半徑顯出的半徑 (2)電離能電離能 ：元素基態(tài)的氣態(tài)原子失去電子所需元素基態(tài)的氣態(tài)原子失去電子所需的最低能量的最低能量(3)電負(fù)性：電負(fù)性：原子在分子中吸引電子的能力原子在分子中吸引電子的能力 (4)金屬性：金屬性：失電子的難易性失電子的難易性1.元素性質(zhì)元素性質(zhì) 元素的原子半徑變化元素的原子半徑變化 元素的電離能變化元素的電離能變化元素的電負(fù)性變化元素的電負(fù)性變化元素性質(zhì)元素性質(zhì)同周期變化同周期變化 同族變化同族變化備備 注注原子半徑原子半徑(單鍵共價(jià)單鍵共價(jià)r)副族副族變化變化慢慢,因因鑭系收鑭系收縮縮，五六周期同一副族，五六周期同一副族的的r 幾乎相等幾乎相等.電離能電離能I副族副族族族規(guī)律較規(guī)律較差差;全全半充滿半充滿使穩(wěn)定性高使穩(wěn)定性高電負(fù)性電負(fù)性X金屬金屬電負(fù)性在電負(fù)性在2以下以下,非非金屬金屬在在2以上以上;因說法不因說法不同，數(shù)據(jù)不一同，數(shù)據(jù)不一金屬性金屬性副族副族除除Sc副族副族外，從外，從上到下上到下金屬性金屬性減弱減弱;副副族全部是金屬族全部是金屬周期的應(yīng)用周期的應(yīng)用氟利昂的研制氟利昂的研制 氟利昂氟利昂11 CH3F 氟利昂氟利昂12 CCl2F2汽油抗爆震劑汽油抗爆震劑 甲基苯胺甲基苯胺 四乙基鉛四乙基鉛 114 號(hào)元素號(hào)元素 可以帶來更大的能量，且無放射性可以帶來更大的能量，且無放射性