第1章 原子結(jié)構(gòu)與元素周期系

1、第1章 原子結(jié)構(gòu)與元素周期系1-1 1-1 道爾頓原子論（自學）道爾頓原子論（自學）1-2 1-2 相對原子質(zhì)量（原子量）相對原子質(zhì)量（原子量）1-2-1 1-2-1 元素、原子序數(shù)和元素符號元素、原子序數(shù)和元素符號元素：核電荷數(shù)（即核內(nèi)質(zhì)子數(shù)）相同的一類原子的核電荷數(shù)（即核內(nèi)質(zhì)子數(shù)）相同的一類原子的總稱?？偡Q。原子序數(shù)：按元素核電荷數(shù)排序所得序號。按元素核電荷數(shù)排序所得序號。每種元素用一個拉丁字母表示即每種元素用一個拉丁字母表示即元素符號。1-2-2 1-2-2 核素、同位素和同位素豐度核素、同位素和同位素豐度核素：具有一定數(shù)目的質(zhì)子和一定數(shù)目的中子的一種具有一定數(shù)目的質(zhì)子和一定數(shù)目的中子的

2、一種原子。原子。核素分穩(wěn)定核素（單核素元素和多核素元素）和放射核素分穩(wěn)定核素（單核素元素和多核素元素）和放射性核素。性核素。同位素：質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一元素的不同質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一元素的不同原子互稱為同位素。原子互稱為同位素。同位素豐度：某元素各種天然同位素的分數(shù)組成（原某元素各種天然同位素的分數(shù)組成（原子百分比）。子百分比）。1-2-3 1-2-3 原子的質(zhì)量原子的質(zhì)量原子質(zhì)質(zhì)量：某核素一個原子的質(zhì)量稱為該核素的原子某核素一個原子的質(zhì)量稱為該核素的原子質(zhì)量，簡稱原子質(zhì)量。單位用質(zhì)量，簡稱原子質(zhì)量。單位用u表示。表示。1 u等于核素等于核素12C的原子質(zhì)量的的原子質(zhì)量的1/1

3、2。1-2-4 1-2-4 元素的相對原子質(zhì)量（原子量）元素的相對原子質(zhì)量（原子量）相對對原子質(zhì)質(zhì)量（原子量）：一種元素的一種元素的1摩爾質(zhì)量對核摩爾質(zhì)量對核素素12C的的1摩爾摩爾質(zhì)量的質(zhì)量的1/12的比值的比值 。單核素元素的相對原子質(zhì)量等于該元素的核素的相對單核素元素的相對原子質(zhì)量等于該元素的核素的相對原子質(zhì)量。原子質(zhì)量。多核素元素的相對原子質(zhì)量等于該元素的天然同位素多核素元素的相對原子質(zhì)量等于該元素的天然同位素相對原子質(zhì)量的加權(quán)平均值。相對原子質(zhì)量的加權(quán)平均值。Ar=fiMr,ifi同位素豐度；同位素豐度；Mr,i同位素相對原子質(zhì)量。同位素相對原子質(zhì)量。1-3 1-3 原子的起源和演化

4、（自學）原子的起源和演化（自學）1-4 1-4 原子結(jié)構(gòu)的玻爾行星模型原子結(jié)構(gòu)的玻爾行星模型1-4-1 1-4-1 氫原子光譜氫原子光譜太陽光或白熾燈發(fā)出的白光，通過玻璃三棱鏡時，所太陽光或白熾燈發(fā)出的白光，通過玻璃三棱鏡時，所含不同波長的光可折射成紅、橙、黃、綠、青、藍、含不同波長的光可折射成紅、橙、黃、綠、青、藍、紫等沒有明顯分界線的光譜，這類光譜稱為紫等沒有明顯分界線的光譜，這類光譜稱為連續(xù)光譜連續(xù)光譜。原子（包括氫原子）得到能量（高溫、通電）會發(fā)出原子（包括氫原子）得到能量（高溫、通電）會發(fā)出單色光單色光，經(jīng)過棱鏡分光得到線狀光譜。原子光譜屬于經(jīng)過棱鏡分光得到線狀光譜。原子光譜屬于不連

5、續(xù)光譜不連續(xù)光譜。每種元素都有自己的特征線狀光譜。每種元素都有自己的特征線狀光譜。原子光譜屬于原子光譜屬于不連續(xù)光譜不連續(xù)光譜。每種元素都有自己的特征。每種元素都有自己的特征線狀光譜。線狀光譜。氫原子光譜的氫原子光譜的特征：特征：不連續(xù)光譜，即線狀光譜。不連續(xù)光譜，即線狀光譜。其頻率具有一定的規(guī)律。其頻率具有一定的規(guī)律。巴爾麥公式：巴爾麥公式：1-4-2 1-4-2 玻爾理論玻爾理論理論要點：理論要點：(1)行星模型 玻爾假定，氫原子核外電子是處在一玻爾假定，氫原子核外電子是處在一定的線性軌道上繞核運行的，正如太陽系的行星繞太定的線性軌道上繞核運行的，正如太陽系的行星繞太陽運行一樣。陽運行一樣

6、。 (2)定態(tài)態(tài)假設(shè)設(shè) 玻玻爾假定，氫原子的核外電子在軌道爾假定，氫原子的核外電子在軌道上運行時具有一定的、不變的能量，不會釋放能量，上運行時具有一定的、不變的能量，不會釋放能量，這種狀態(tài)被稱為這種狀態(tài)被稱為定態(tài)定態(tài)。能量最低的定態(tài)叫做。能量最低的定態(tài)叫做基態(tài)基態(tài)；能；能量高于基態(tài)的定態(tài)叫做量高于基態(tài)的定態(tài)叫做激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)。(3)量子化條件 玻爾假定，氫原子核外電子的軌道玻爾假定，氫原子核外電子的軌道不是連續(xù)的，而是分立的，在軌道上運行的電子具有不是連續(xù)的，而是分立的，在軌道上運行的電子具有一定的角動量：一定的角動量： L=n(h/2) n=1, 2, 3, 4, 5, 6. (4)躍躍遷規(guī)則

7、規(guī)則 電子吸收光子就會躍遷到能量較高的電子吸收光子就會躍遷到能量較高的激發(fā)態(tài)，反之，激發(fā)態(tài)的電子會放出光子，返回基態(tài)激發(fā)態(tài)，反之，激發(fā)態(tài)的電子會放出光子，返回基態(tài)或能量較低的激發(fā)態(tài)；光子的能量為躍遷前后兩個能或能量較低的激發(fā)態(tài)；光子的能量為躍遷前后兩個能量之差。量之差。1-5 1-5 氫原子結(jié)構(gòu)（核外電子運動）的量子力學氫原子結(jié)構(gòu)（核外電子運動）的量子力學模型模型1-5-1 1-5-1 波粒二象性波粒二象性光的粒子觀：光的粒子觀：I = h 光的波動觀：光的波動觀： I = 2/(4 ) h = 2/(4 ) 2光強度大，光波的振幅就大，光子的密度則亦大。光強度大，光波的振幅就大，光子的密度則

8、亦大。光的波粒二象性：光的波粒二象性： P = h/光既是連續(xù)的波又是不連續(xù)的粒子流。光既是連續(xù)的波又是不連續(xù)的粒子流。1-5-2 1-5-2 德布羅意關(guān)系式德布羅意關(guān)系式1927年，年，de Broglie 認為具有動量認為具有動量P的微觀粒子，其的微觀粒子，其物質(zhì)波的波長為物質(zhì)波的波長為 ，即微觀粒子的波粒二象性：，即微觀粒子的波粒二象性： P = h/感光屏幕感光屏幕薄晶體片薄晶體片衍射環(huán)紋衍射環(huán)紋電子槍電子槍電子束電子束 電子衍射實驗示意圖電子衍射實驗示意圖用電子槍發(fā)射高速電子通過薄晶體片射擊感光熒屏，用電子槍發(fā)射高速電子通過薄晶體片射擊感光熒屏，得到得到明暗明暗相間的環(huán)紋，類似于光波

9、的衍射環(huán)紋。相間的環(huán)紋，類似于光波的衍射環(huán)紋。1-5-3 1-5-3 海森堡不確定原理海森堡不確定原理1927 1927 年，德國人年，德國人HeisenbergHeisenberg提出了不確定原理。提出了不確定原理。該原理指出對于具有波粒二象性的微觀粒子，不能同該原理指出對于具有波粒二象性的微觀粒子，不能同時測準其位置和動量時測準其位置和動量 。用用x表示位置的測不準量，用表示位置的測不準量，用 P表示動量的測不準表示動量的測不準量，則有量，則有海森堡不確定關(guān)系式海森堡不確定關(guān)系式： x P h / (4 )或或x mv h / (4 )可用可用概率概率來描述微觀粒子的運動方式。來描述微觀粒

10、子的運動方式。1-5-3 1-5-3 氫原子的量子力學模型氫原子的量子力學模型1. 電電子云粒子在核外空間某些區(qū)域出現(xiàn)的粒子在核外空間某些區(qū)域出現(xiàn)的概率概率(即粒子在空間出即粒子在空間出現(xiàn)的機會現(xiàn)的機會)較大，另一些區(qū)域出現(xiàn)的概率較小。較大，另一些區(qū)域出現(xiàn)的概率較小。粒子在核外空間任一微小區(qū)域粒子在核外空間任一微小區(qū)域( (或單位體積或單位體積) )內(nèi)出現(xiàn)的內(nèi)出現(xiàn)的概率，即概率，即概率密度概率密度 。 電子云是電子在原子核外空間概率電子云是電子在原子核外空間概率密度分布的形象描述。右圖中，小密度分布的形象描述。右圖中，小黑點云密集的地方即表示電子出現(xiàn)黑點云密集的地方即表示電子出現(xiàn)的概率密度大，

11、出現(xiàn)的概率則大。的概率密度大，出現(xiàn)的概率則大。處處在不同定態(tài)態(tài)的電電子的電電子云圖圖像的不同特征：（1）電電子云在核外空間擴間擴展程度電子云在核外空間擴展程度大的電子的能量高，反之電子云在核外空間擴展程度大的電子的能量高，反之電子的能量則低。電子的能量則低。核外電子按能量大小分層即核外電子按能量大小分層即能層能層。如。如K、L、M、N、O、P、Q能層，或第一能層、第二能層、第三能能層，或第一能層、第二能層、第三能層層 。氫氫原子的1s電電子云示意圖圖（2）電電子云的形狀處在一定能層而又一定形狀的電子云的電子稱為處在一定能層而又一定形狀的電子云的電子稱為能級能級。如如1s(球形球形)、3s (球

12、形球形) 、3p (雙紡錘形雙紡錘形) 、3d (多紡錘多紡錘形形) 、4f (形狀復雜形狀復雜) 能級。能級。z zx xs sp pz zz zx xdzdz2 2z zx xy ydxdx2 2y y2 2x xy ydxydxyx x（3）電電子云在空間間的取向s電子的電子云只有電子的電子云只有1種空間取向，種空間取向，p 電子有電子有3種取向，種取向，d電子有電子有5種取向，種取向，f 電子有電子有7種取向種取向。用用軌軌道描述在一定能層和能級上有一定取向的電子云。描述在一定能層和能級上有一定取向的電子云。如如2s軌道，軌道，3px軌道，軌道，3dxy軌道等。軌道等。2. 電電子的自

13、旋核外電子既有圍繞原子核的旋轉(zhuǎn)運動，也有自身的旋核外電子既有圍繞原子核的旋轉(zhuǎn)運動，也有自身的旋轉(zhuǎn)，稱為轉(zhuǎn)，稱為電子的自旋電子的自旋。電子的自旋有電子的自旋有2種相反方向：順時針旋轉(zhuǎn)和逆時針旋轉(zhuǎn)。種相反方向：順時針旋轉(zhuǎn)和逆時針旋轉(zhuǎn)。3. 核外電電子的可能運動動狀態(tài)態(tài)有一定軌道的電子稱為有一定軌道的電子稱為有一定空間運動狀態(tài)的電子有一定空間運動狀態(tài)的電子。有一定空間運動狀態(tài)又有一定自旋狀態(tài)的電子稱為有一定空間運動狀態(tài)又有一定自旋狀態(tài)的電子稱為有有一定運動狀態(tài)的電子一定運動狀態(tài)的電子。如。如p35表表1-5。4. 4個量子數(shù)核外電子的核外電子的4個基本特征：個基本特征：能層、能級、軌道和自旋能層、能

14、級、軌道和自旋。其分別對應其分別對應4個量子數(shù)。個量子數(shù)。(1)主量子數(shù)n與能層對應層對應，取值為值為自然數(shù)。n是決定電子能量高低的重要因素。是決定電子能量高低的重要因素。意義：表示原子軌道的大小，核外電子離核的遠近，意義：表示原子軌道的大小，核外電子離核的遠近，或者說是電子所在的電子層數(shù)?；蛘哒f是電子所在的電子層數(shù)。n = 1表示第一層表示第一層 ( K 層層 ) ，離核最近。，離核最近。n n越大離核越遠，電子的能量越高。越大離核越遠，電子的能量越高。(2)角量子數(shù)l 與能級對應級對應，取值為值為0, 1, 2, 3, , n-1，相應的光譜符號分別為相應的光譜符號分別為s，p，d，f，。

15、l表示原子軌道或電子云的形狀，每一個表示原子軌道或電子云的形狀，每一個l l 值代表一個值代表一個能級。能級。如如n = 4 時，時，l 有有 4 種取值，就是說核外第四層有種取值，就是說核外第四層有 4 種種形狀不同的原子軌道：形狀不同的原子軌道： l = 0 表示表示 s 軌道，形狀為球形，即軌道，形狀為球形，即 4s 軌道；軌道； l = 1 表示表示 p 軌道，形狀為啞鈴形，軌道，形狀為啞鈴形，4p 軌道；軌道； l = 2 表示表示 d 軌道，形狀為花瓣形，軌道，形狀為花瓣形，4d 軌道；軌道； l = 3 表示表示 f 軌道，形狀更復雜，軌道，形狀更復雜，4 f 軌道。軌道。(3)

16、磁量子數(shù)m 與軌軌道對應對應，取值為值為：0， 1， 2， 3， l。m與軌道的能量無關(guān)，它確定的是軌道在空間的伸展與軌道的能量無關(guān)，它確定的是軌道在空間的伸展方向，一般不影響能量。方向，一般不影響能量。n 和和 l 一定的軌道，如一定的軌道，如 2 p 軌道軌道( n = 2，l = 1)在空間有在空間有三種不同的取向。三種不同的取向。一個磁量子數(shù)的取值決定軌道的一種伸展方向，一種一個磁量子數(shù)的取值決定軌道的一種伸展方向，一種伸展方向就是一個軌道。伸展方向就是一個軌道。一個能級中的軌道數(shù)與一個能級中的軌道數(shù)與m的取值個數(shù)相同，即一個能的取值個數(shù)相同，即一個能級中有級中有2l+1個軌道。個軌道

17、。 (4)自旋量子數(shù)ms與電電子的自旋狀態(tài)對應態(tài)對應，取值值只有+和-，常用“” 和 “”表示相反的自旋。描述一個電子的運動狀態(tài)，要用四個量子數(shù)：描述一個電子的運動狀態(tài)，要用四個量子數(shù)：n，l，m， ms 。同一原子中，沒有四個量子數(shù)完全相同的兩個電子存同一原子中，沒有四個量子數(shù)完全相同的兩個電子存在。在。5. 描述核外電電子空間間運動動狀態(tài)態(tài)的波函數(shù)及其圖圖像波函數(shù)波函數(shù) 的幾何圖象可用來表示微觀粒子活動的區(qū)域。的幾何圖象可用來表示微觀粒子活動的區(qū)域。1926 年，奧地利物理學家薛定諤年，奧地利物理學家薛定諤(Schdinger)提出了提出了著名的微觀粒子的波動方程，即薛定諤方程：著名的微觀

18、粒子的波動方程，即薛定諤方程：0)(822222222VEhmzyx對于某一體系，薛定諤方程的解是一系列的波函數(shù)對于某一體系，薛定諤方程的解是一系列的波函數(shù)的具體函數(shù)表達式（稱為振幅方程或波動方程）和相的具體函數(shù)表達式（稱為振幅方程或波動方程）和相應波函數(shù)應波函數(shù) ( r， ， )的特有能量的特有能量E值。值。將直角坐標三變量將直角坐標三變量x，y，z變換成球坐標三變量變換成球坐標三變量r， ， ，則解薛定諤方程得到的波函數(shù)應是，則解薛定諤方程得到的波函數(shù)應是 ( r， ， )。 ( r， ， ) = R (r) Y ( ， ) R ( r )是波函數(shù)的徑向部分，是波函數(shù)的徑向部分，Y ( ，

19、 )是波函數(shù)的角是波函數(shù)的角度部分。度部分。波函數(shù)波函數(shù)Y Y ( ( ， ) )的角度分布圖：的角度分布圖：z zx x+ +s sz zx x+ +p px xz zy y+ +p py yp pz zz zx x+ + + +y yx xdxydxy+ + +z zx xdxzdxz+ + +z zy ydyzdyz+ + +d xd x2 2y y2 2y yx x+ + +d zd z2 2z zx x波函數(shù)波函數(shù)的角度分布圖有的角度分布圖有 。這是根據(jù)。這是根據(jù)Y Y( ( , , ) )的解析式算得的。它不表示電性的正負。的解析式算得的。它不表示電性的正負。 作為波函數(shù)的符號，它

20、表示原子軌道的對稱性，因作為波函數(shù)的符號，它表示原子軌道的對稱性，因此在討論化學鍵的形成時有重要作用。此在討論化學鍵的形成時有重要作用。波函數(shù)波函數(shù)R ( r )R ( r )的徑向分布圖：的徑向分布圖：D(r)D(r)r r1 1s sa ao or r2 2s sD(r)D(r)D(r)D(r)r r3 3s sr rD(r)D(r)2 2p pD(r)D(r)r r3 3p p節(jié)面節(jié)面幾率為零的球面。幾率為零的球面。 在在r = a處幾率最處幾率最大，是電子按層大，是電子按層分布的第一層。分布的第一層。D(r)D(r)r r3 3d d1s 有有1 個峰，個峰， 2s 有有 2 個峰個峰

21、，3s 有有3 個峰個峰 ，ns 有有 n 個峰；個峰；np 有有( n 1 )個個峰；峰； nd 有有 ( n 2 ) 個個峰峰 幾率幾率峰的數(shù)目的規(guī)律是峰的數(shù)目的規(guī)律是：幾率峰的數(shù)目幾率峰的數(shù)目 = n l 。在幾率峰之間有幾率為零的節(jié)面。節(jié)面的數(shù)目有規(guī)在幾率峰之間有幾率為零的節(jié)面。節(jié)面的數(shù)目有規(guī)律：律：節(jié)面的數(shù)目節(jié)面的數(shù)目 = n l 1。1-6 1-6 基態(tài)原子電子組態(tài)（電子排布）基態(tài)原子電子組態(tài)（電子排布）1-6-1 1-6-1 構(gòu)造原理構(gòu)造原理氫原子運動狀態(tài)的概念可用于描述多電子原子電子的氫原子運動狀態(tài)的概念可用于描述多電子原子電子的運動狀態(tài)。運動狀態(tài)?；鶓B(tài)原子中電子分布原理：基態(tài)

22、原子中電子分布原理：(1) Pauli(泡利泡利)不相容原理不相容原理 即同一原子中沒有運動狀即同一原子中沒有運動狀態(tài)完全相同的電子，即同一原子中沒有四個量子數(shù)完態(tài)完全相同的電子，即同一原子中沒有四個量子數(shù)完全相同的兩個電子。于是每個原子軌道中只能容納兩全相同的兩個電子。于是每個原子軌道中只能容納兩個自旋方向相反的電子。個自旋方向相反的電子。 (2) Hunt(2) Hunt( (洪特洪特) )規(guī)則規(guī)則 電子在能量相同的軌道（即電子在能量相同的軌道（即簡簡并軌道并軌道）上排布時，總是盡可能以自旋相同的方向，）上排布時，總是盡可能以自旋相同的方向，分占不同的軌道，因為這樣的排布方式總能量最低。分

23、占不同的軌道，因為這樣的排布方式總能量最低。(3)(3)能量最低原理能量最低原理 電子先填充能量低的軌道，后填充電子先填充能量低的軌道，后填充能量高的軌道。盡可能保持體系的能量最低。能量高的軌道。盡可能保持體系的能量最低。構(gòu)構(gòu)造原理：造原理：隨著核電荷數(shù)遞增，大多數(shù)元素的電中性隨著核電荷數(shù)遞增，大多數(shù)元素的電中性基態(tài)原子的電子按下面順序填入核外電子運動軌道。基態(tài)原子的電子按下面順序填入核外電子運動軌道。能能量量組內(nèi)能級間能量差小組內(nèi)能級間能量差小能級組間能量差大能級組間能量差大每個每個 代表一個原子軌道代表一個原子軌道p 三重簡并三重簡并 d 五五重簡并重簡并 f 七重簡并七重簡并1s1s2s

24、2s2p2p3s3s3p3p4s4s4p4p3d3d5s5s5p5p4d4d6s6s6p6p4f4f5d5d7s7s7p7p5f5f6d6d構(gòu)造原理中存在構(gòu)造原理中存在“能級交錯能級交錯”：EnsE(n-1)dEnp (n4)EnsE(n-2)f E(n-1)d Enp (n6)對能級交錯現(xiàn)象的解釋：對能級交錯現(xiàn)象的解釋：1)屏蔽效應屏蔽效應在多電子體系中，核外其它電子抵消部分核電荷，在多電子體系中，核外其它電子抵消部分核電荷，使被討論的電子受到的核的作用變小。這種作用稱使被討論的電子受到的核的作用變小。這種作用稱為其它電子對被討論電子的為其它電子對被討論電子的屏蔽效應屏蔽效應。有效核電荷有效

25、核電荷Z*：被其它電子屏蔽后的核電荷。被其它電子屏蔽后的核電荷。 Z* = Z ， 為屏蔽常數(shù)。為屏蔽常數(shù)。eVn)(Z13.6E22eV,nZ13.6E22*屏蔽作用后果：被屏蔽電子能量升高。屏蔽作用后果：被屏蔽電子能量升高。受到屏蔽作用的大小，因電子的角量子數(shù)受到屏蔽作用的大小，因電子的角量子數(shù) l 的不同而的不同而不同。不同。4s ，4p ，4d ，4f 受到其它電子的屏蔽作用依次增受到其它電子的屏蔽作用依次增大，故有：大，故有：E 4 s E 4 p E 4 d r 共共，因金屬晶體中的原子軌道無重疊。，因金屬晶體中的原子軌道無重疊。范德華半徑范德華半徑 單原子分子單原子分子(He，N

26、e等等)，原子間靠范德原子間靠范德華力，即分子間作用力結(jié)合，因此無法得到共價半徑。華力，即分子間作用力結(jié)合，因此無法得到共價半徑。在低溫高壓下，稀有氣體形成晶體。原子核間距的一在低溫高壓下，稀有氣體形成晶體。原子核間距的一半定義為范德華半徑。半定義為范德華半徑。使用范德華半徑討論原子半徑的變化規(guī)律時使用范德華半徑討論原子半徑的變化規(guī)律時，比，比共價共價半徑大，因為在稀有氣體形成的晶體中，半徑大，因為在稀有氣體形成的晶體中，原子未原子未相切。相切。討論原子半徑的變化規(guī)律時討論原子半徑的變化規(guī)律時，常，常采用共價半徑。采用共價半徑。同周期中從左向右原子半徑減小。同周期中從左向右原子半徑減小。只有當

27、只有當d5， d10，f7，f 14 半半充滿和全充滿時，層中電子的對稱性較高，原子充滿和全充滿時，層中電子的對稱性較高，原子半徑半徑r r增大。增大。同族中，從上到下，原子半徑增大。同族中，從上到下，原子半徑增大。副族元素中，第副族元素中，第三過渡系列和第二過渡系列原子半徑三過渡系列和第二過渡系列原子半徑 r r 相近或相等。相近或相等。這是鑭系收縮的影響結(jié)果。這是鑭系收縮的影響結(jié)果。1-8-2 1-8-2 電離能（電離能（I I）使某元素一個基態(tài)的氣態(tài)原子失去一個電子形成正一使某元素一個基態(tài)的氣態(tài)原子失去一個電子形成正一價的氣態(tài)離子時所需要的能量。叫做這種元素的價的氣態(tài)離子時所需要的能量。

28、叫做這種元素的第一第一電離能電離能I1。從正一價離子再失去一個電子形成正二價離子時，所從正一價離子再失去一個電子形成正二價離子時，所需要的能量叫做元素的需要的能量叫做元素的第二電離能第二電離能I I2 2。依此類推。依此類推。同周期中，從左向右，核電荷同周期中，從左向右，核電荷 Z Z 增大，原子半徑增大，原子半徑 r r 減減小小。核對電子的吸引增強核對電子的吸引增強，愈來愈不易失去電子愈來愈不易失去電子，故，故第一第一電離能電離能 I1增大增大。長周期副族元素的電離能隨長周期副族元素的電離能隨 Z Z 的增加而增加，但增加的增加而增加，但增加的幅度較主族元素小些。因副族元素的原子半徑減小的

29、幅度較主族元素小些。因副族元素的原子半徑減小的幅度較主族元素小。的幅度較主族元素小。同族中自上而下，有互相矛盾的兩種因素影響電離能同族中自上而下，有互相矛盾的兩種因素影響電離能變化：變化： 核電荷數(shù)核電荷數(shù) Z Z 增大，核對電子吸引力增大。增大，核對電子吸引力增大。I I 增大；增大；電子層增加，原子半徑增大，電子離核遠，核對電電子層增加，原子半徑增大，電子離核遠，核對電子吸引力減小。子吸引力減小。I I 減小。減小。這對矛盾中，以這對矛盾中，以為主導。即同族中自上而下，元素為主導。即同族中自上而下，元素的電離能減小。的電離能減小。副族元素的電離能副族元素的電離能 第二過渡系列明顯小于第二過

30、渡系列明顯小于 第三過渡第三過渡系列。因第二、三過渡系的半徑相近，但第三過渡系系列。因第二、三過渡系的半徑相近，但第三過渡系列的核電荷數(shù)要比第二過渡系列大得多。列的核電荷數(shù)要比第二過渡系列大得多。電離能與價態(tài)之間的關(guān)系：電離能與價態(tài)之間的關(guān)系：失去電子形成正離子后，失去電子形成正離子后， 有效核電荷數(shù)有效核電荷數(shù) Z Z* * 增加，半徑增加，半徑 r r 減小，故核對電子引減小，故核對電子引力大，再失去電子更加不易。所以對于一種元素而言力大，再失去電子更加不易。所以對于一種元素而言有有I1 I2 I3 I4 電離能數(shù)據(jù)可以說明元素的電離能數(shù)據(jù)可以說明元素的金屬活潑性金屬活潑性，也可以說明，也

31、可以說明元素呈現(xiàn)的元素呈現(xiàn)的氧化態(tài)氧化態(tài)。1-8-3 1-8-3 電子親和能（電子親和能（E E）某元素一個基態(tài)的氣態(tài)原子得到一個電子形成氣態(tài)負某元素一個基態(tài)的氣態(tài)原子得到一個電子形成氣態(tài)負離子時所放出的能量叫做該元素的離子時所放出的能量叫做該元素的電子親和能電子親和能。常用。常用E來表示，上述親和能的定義實際上是元素的第一電來表示，上述親和能的定義實際上是元素的第一電子親和能子親和能E。從左向右，電子親合能從左向右，電子親合能 E E 增大。增大。從上到下電子親合能逐漸變小，但從上到下電子親合能逐漸變小，但 F F元素反常元素反常。 因為因為 F F 的原子的原子半徑半徑非常非常小小，電子云密度大電子云密度大，排斥外來電子排斥外來電子，不易與之結(jié)合不易與之結(jié)合，所以所以 E E 反而比較小