wjhx053原子中電子的分布課件

第四節(jié)結(jié)束

第5章原子結(jié)構(gòu)和元素周期性

5.3原子中電子的分布5.3.1多電子原子軌道的能級6s5s4s3s2s1s6p5p4p3p2p5d4d3d4f6543211s2p2s3p3s4p3d4s5p4d5s6p5d4f6s1.能級E1s<E2s<E3s<E4s2.同一電子層：

Ens<Enp<End<Enf近似能級圖3.同一原子，不同電子亞層有能級交錯現(xiàn)象：“n+0.7l”值越小，原子軌道能級越低。

E5s<E4d<E5pE6s<E4f<E5d<E6p4s

3d

E4s<E3d<E4p它是從周期系中各元素原子軌道圖中歸納出的一般規(guī)律，所以是近似的。

對近似能級圖的幾點說明只能反映同一原子內(nèi)各原子軌道能級的相對高低,不能比較不同元素原子軌道能級的相對高低。遵循以下三個原則：能量最低原理泡利不相容原理洪特規(guī)則原子核外電子排布三原理5.３.2基態(tài)原子中電子的分布原理1.

能量最低原理

原子為基態(tài)時，電子盡可能地分布在能級較低的軌道上，使原子處于能級最低狀態(tài)。3.洪特規(guī)則

在同一亞層的等價軌道中,電子盡可能地單獨分布在不同的軌道上,且自旋方向相同。如

7N1s22s22p31s2s2p

7N1s22s22p31s2s2p洪特規(guī)則特例：等價軌道全充滿、半充滿、或全空的狀態(tài)一般比較穩(wěn)定。

總的排布結(jié)果是使該原子系統(tǒng)的能量最低。全充滿p6d10f14半充滿p3d5f7

全空p0d0f0應(yīng)用核外電子填入軌道順序圖，根據(jù)三原理，可以寫出元素原子的核外電子分布式。如19K1s22s22p63s23p64s1

26Fe1s22s22p63s23p63d64s2核外電子填入軌道的順序1s2s2p3p3s3d4s4p4d4f5f5d5p5s6s6p6d7s7p

19K1s22s22p63s23p64s1

[Ar]4s1

26Fe1s22s22p63s23p63d64s2

[Ar]3d64s2

35Br1s22s22p63s23p63d104s24p5[Ar]3d104s24p5

17Cl1s22s22p63s23p5

[Ne]3s23p5電子排布式軌道表示式原子的電子層結(jié)構(gòu)兩種表示方法：

為了避免電子結(jié)構(gòu)式過長，通常把內(nèi)層電子已達(dá)到稀有氣體結(jié)構(gòu)的部分寫成稀有氣體的元素符號外加方括號的形式來表示，這部分稱為“原子實”。(1)電子排布式

用□或○表示一條原子軌道和用上下箭頭分別表示兩種不同自旋方向的電子。(2)軌道表示式

1s

2s

2p

如氧原子的軌道排布圖。以下元素原子的外層電子分布有例外

29Cu1s22s22p63s23p63d104s1全充滿同樣有：

46Pd、47Ag、79Au或

[Ar]3d104s1以下元素原子的外層電子分布有例外

24Cr1s22s22p63s23p63d54s1半充滿同樣有：

42Mo、64Gd、96Cm或

[Ar]3d54s1基態(tài)原子外層電子填充順序：

→ns→(n-2)f→(n-1)d→np5.3.4

簡單基態(tài)陽離子的電子分布例26Fe1s22s22p63s23p63d64s2

經(jīng)驗規(guī)律價電子電離順序：

→np→ns→(n-1)d→(n-2)f

Fe2+1s22s22p63s23p63d6基態(tài)原子外層電子填充順序：

→ns→(n-2)f→(n-1)d→np價電子電離順序：

→np→ns→(n-1)d→(n-2)f例29Cu1s22s22p63s23p63d104s1

Cu2+1s22s22p63s23p63d9ⅠA0一1ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA2二345678910三1112ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧBⅠBⅡB131415161718四192021222324252627282930313233343536五373839404142434445464748495051525354六555671727374757677787980818283848586七87881031041051061071081091101111125.3.5元素周期系與核外電子分布的關(guān)系鑭系5758596061626364656667686970錒系8990919293949596979899100101102原子核外電子分布的周期性是元素周期律的基礎(chǔ)。元素周期律

元素周期表是周期律的表現(xiàn)形式。元素的性質(zhì)隨著原子序數(shù)（核電荷數(shù)）的遞增呈現(xiàn)周期性的變化。1.電子層的結(jié)構(gòu)與周期元素所在的周期數(shù)等于該元素原子的電子層數(shù)。即周期數(shù)

=最外層的主量子數(shù)n

各周期元素的數(shù)目等于相應(yīng)能級組中原子軌道所能容納的電子總數(shù)。區(qū)族d副族(B)族號＝(最外層＋次外層d)電子數(shù)[Ar]3d54s1第四周期ⅥB族ds副族(B)，族號＝最外層電子數(shù)f鑭系、錒系f區(qū)元素s區(qū)元素素p區(qū)元d區(qū)元素ds區(qū)元素3.電子層的結(jié)構(gòu)與元素的分區(qū)最后一個電子填入的亞層區(qū)最外層的ns亞層,價電子構(gòu)型(ns1-2)s最外層的np亞層,價電子構(gòu)型(ns2np1-6)p一般為次外層的(n-1)d亞層,價電子構(gòu)型(n-1)d1-9ns1-2d一般為次外層的

(n-1)d

亞層,且為

d10,

價電子構(gòu)型(n-1)d10ns1-2ds最后一個電子填入的亞層區(qū)一般為倒數(shù)第三層的（n-2)f層f5.3.6元素周期表元素在周期表的位置(周期、區(qū)、族)取決于該元素原子核外電子的分布例20Ca寫出電子排布式1s22s22p63s23p64s2周期數(shù)＝電子層數(shù)四周期最后一個電子填入s亞層s區(qū)元素族數(shù)＝最外層電子數(shù)＝2ⅡACa為第四周期、ⅡA族元素例24Cr寫出電子排布式1s22s22p63s23p63d54s1周期數(shù)＝電子層數(shù)四周期最后一個電子填入次外層d亞層d區(qū)元素族數(shù)＝(最外層+次外層d)電子數(shù)＝(1+5)=6ⅥBCr為第四周期、ⅥB族元素例

47Ag寫出電子排布式[Kr]4d105s1周期數(shù)＝電子層數(shù)五周期最后一個電子填入次外層d亞層，而d電子數(shù)為10ds區(qū)元素族數(shù)＝最外層電子數(shù)＝1ⅠBAg為第五周期、IB族元素例已知某副族