化工四大化学(专业)原子中的电子分布(课堂讲义).ppt

第五章原子结构和元素周期性 原子中电子的分布泡利不相容原理——每一个原子轨道, 最多只能容纳两个自旋方向相反的电子能量最低原理——原子为基态时,电子尽可能地分布在能级较低的轨道上,使原子处于能级最低状态洪德规则——在同一亚层的等价轨道中电子尽可能地单独分布在不同的轨道上, 且自旋方向相同如 7 N 1s 22s 22p 3 1s 2s 2p 基态原子中电子分布原理 6s5s4s3s2s1s 6p5p4p3p2p 5d4d3d 4f PONMLK1s 2p2s 3p3s 4p3 d4s 5p4 d5s 6p5d4f6s1. 能级 K<L<M<N<O<P 3. 同一原子,不同电子亚层有能级交错现象如E 5s < E 4d < E 5p2. 同一电子层: E ns < E np < E nd < E nf 近似能级图 多电子原子轨道的能级它是从周期系中各元素原子轨道图中归纳出的一般规律,不能反映每种元素原子轨道能级的相对高低,所以是近似的对近似能级图的几点说明只能反映同一原子内各原子轨道能级的相对高低, 不能比较不同元素原子轨道能级的相对高低只能反映同一原子外电子层中原子轨道能级的相对高低,不一定能完全反映内电子层中原子轨道能级的相对高低电子在轨道上的能级与原子序数有关(2) 2s (4) 3s (1) 1s (6) 4s (9) 5s (16) 7s (3) 2p (12) 6s (5) 3p (8) 4p (11) 5p (15) 6p (19) 7p (7) 3d (10) 4d (14) 5d (18) 6d (13) 4f (17) 5f应用核外电子填入轨道顺序图,根据泡利不相容原理、能量最低原理、洪德规则, 可以写出元素原子的核外电子分布式如 19 K 1s 22s 22p 63s 23p 64s 1 26 Fe 1s 22s 22p 63s 23p 63d 64s 2 核外电子填入轨道的顺序 基态原子中电子的分布 19种元素原子的外层电子分布有例外基态原子电子分布其中: 29 Cu 1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 1 全充满 24 Cr 1s 22s 22p 63s 23p 63d 54s 1 半充满同样有: 46 Pd 、 47 Ag 、 79 Au 同样有: 42 Mo 、 64 Gd 、 96 Cm 当电子分布为全充满(p 6 、d 10 、f 14) 、半充满(p 3 、 d 5 、f 7) 、全空(p 0 、d 0 、f 0)时, 原子结构较稳定例外的还有: 41 Nb 、 44 Ru 、 45 Rh 、 57 La 、 58 Ce 、 78 Pt 、 89 Ac 、 90 Th 、 91 Pa 、 92U 、 93 Np ⅠA0 一 11s 1ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA21s 2 二 345678910 三 1112 ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡB131415161718 四 1920212223242526272829303********** 五 373839404142434445464748495051525354 六 5556717273747576777879808********** ns 1~2 (n-1)d 1~9ns 1~2ns 2np 1~6 (n-1)d 10ns 1~2 价层——价电子所在的亚层价层电子构型——指价层的电子分布式基态原子的价层电子构型基态原子外层电子填充顺序: → ns →(n-2)f →(n-1)d →np 价电子电离顺序: →np → ns →(n-1)d →(n-2)f 例 26 Fe 1s 22s 22p 63s 23p 63d 64s 2 或[Ar] 3d 64s 2 Fe 2+ 1s 22s 22p 63s 23p 63d 6 或[Ar] 3d 6 原子实——原子中除去最高能级组以外的原子实体经验规律 简单基态阳离子的电子分布 5-3-5 元素周期系与核外电子分布的关系ⅠA0 一 1 ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA2 二 345678910 三 1112 ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡB131415161718 四 1920212223242526272829303********** 五 373839404142434445464748495051525354 六 555671*7273747576777879808********** 七 8788103 * 104 105 106 107 108 109 110 111 112 镧系 575859606162636465666768