原子核外電子的運(yùn)動

原子核外電子的運(yùn)動一、模型的建立道爾頓原子模型T湯姆生原子模型T盧瑟福原子模型T波爾原子模型T量子力學(xué)原子之父英國物理學(xué)家盧瑟福提出了原子結(jié)構(gòu)的有核模型兩點(diǎn)認(rèn)為：1、原子核的質(zhì)量主要集中于原子核上；2、電子在原子核外空間做高速運(yùn)動。波爾原子模型丹麥物理學(xué)家波爾提出原子結(jié)構(gòu)模型：（1） 原子核外電子在一定系列穩(wěn)定的軌道上運(yùn)動核外電子在原子軌道運(yùn)動時，既不放出能量，也不吸收能量。（2） 不同的原子軌道具有不同的能量，原子軌道的能量變化是不連續(xù)的。（3） 原子核外電子可以在能量不同的軌道上躍遷。波爾原子模型的局限性無法解釋氫原子光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)，更無法解釋多電子原子的光譜?；鶓B(tài)原子能量最低狀態(tài)電子云用小點(diǎn)的疏密描述電子在原子核外空間出現(xiàn)機(jī)會的大小所得的圖形叫做電子云圖原子核外電子運(yùn)動的特征人們根據(jù)能量的差異和主要運(yùn)動區(qū)域的不同認(rèn)為原子核外電子處于不同的電子層上。n=1、2、3、4、5等整數(shù)電子層符號 K、L、M、N、O等處于同一層的原子核外電子，也可以在不同類型的原子軌道上運(yùn)動。S軌道呈球形p軌道呈紡錘形d軌道和f軌道較復(fù)雜。S軌道是球形對稱的，所以s軌道只有一個軌道；p軌道在空間有x、y、z3個伸展方向，所以p軌道包括px、py和pz3個軌道。d軌道有5個伸展方向（5個軌道），f軌道有7個伸展方向（7個軌道）。為了表明原子核外電子所處的軌道，人們將表示電子層的n和表示原子軌道形狀的s、p、d、f結(jié)合起來表示原子軌道，如1s、2s、2p（px、py、pz）3d等。能量比較（1） 處于相同電子層的原子軌道能量的高低：ns<np<nd<nf（2） 形狀相同的原子軌道能量的高低：1s<2s<3s<4s（3） 電子層和形狀均相同的原子軌道能量相等2px=2py=2pz原子核外還存在一種稱為“自旋”的運(yùn)動。原子核外電子的自旋可以有兩種不同的狀態(tài)，通常人們用向上箭頭“f”和向下箭頭“1”來表示兩種不同的自旋方向。原子核外電子的排布原子核外電子運(yùn)動狀態(tài)的描述涉及電子層、原子軌道和電子自旋。原子核外電子的運(yùn)動（也稱原子核外電子的排布）遵循能量最低原理、泡利不相容原理和洪特規(guī)則。1、 能量最低原理：原子核外電子先占據(jù)能量最低的軌道，然后依次進(jìn)入能量較高的軌道，這樣使整個原子處于最低的能量狀態(tài)。2、 泡利不相容原理：每個原子軌道最多只能容納兩個自選狀態(tài)不同的電子。3、 洪特規(guī)則：原子核外電子在能量相同的各個軌道上排布時，電子盡可能分占不同的原子軌道，且自旋狀態(tài)相同，這樣整個原子的能量最低。元素性質(zhì)的遞變規(guī)律元素第一電離能的周期性變化某元素的氣態(tài)原子失去一個電子形成+1價氣態(tài)陽離子所需的最低能量，叫做該元素的第一電離能，用符號I1表示。第一電離能可以衡量元素的氣態(tài)原子失去一個電子的難易程度。第一電離能數(shù)值越小，原子越容易失去一個電子；第一電離能越大，原子越難失去一個電子。第一電離能變化趨勢（對于二、五主族的元素不適用（電子結(jié)構(gòu)為全滿半滿全空結(jié)構(gòu)時能量最低相鄰元素原子的電離能大））第一電離能一般從左到右逐漸增大，同主族從上到下逐漸減小。電負(fù)性電負(fù)性由美國化學(xué)家鮑林提出：來衡量元素在化合物中吸引電子的能力。金屬鍵金屬晶體金屬的特性：除汞少數(shù)金屬外，大多數(shù)金屬單質(zhì)都有較高的熔點(diǎn)，金屬具有導(dǎo)電性，延展性。金屬鍵：金屬離子與自由電子之間強(qiáng)烈的相互作用稱為金屬鍵。金屬鍵特點(diǎn)：無方向性和無飽和性。原子化熱：1mol金屬固體完全氣化成相互遠(yuǎn)離的氣態(tài)原子時吸收的能量。（原子化熱越大，金屬鍵越強(qiáng)。）金屬的硬度和熔點(diǎn)、沸點(diǎn)等物理性質(zhì)與金屬鍵的強(qiáng)弱有關(guān)。影響金屬鍵強(qiáng)弱的主要因素有金屬元素的半徑、單位體積內(nèi)自由電子的數(shù)目等。一般而言，金屬元素的原子半徑越小、單位體積內(nèi)自由電子數(shù)目越多，金屬鍵越強(qiáng)，金屬晶體硬度較大，熔點(diǎn)沸點(diǎn)越高。金屬晶體金屬晶體性質(zhì)：有規(guī)則的幾何外形、固定熔沸點(diǎn)。金屬晶體也是由能夠反映晶體結(jié)構(gòu)特征的基本重復(fù)單位一晶胞。金屬晶體平面內(nèi)兩種排列方式：（1） 密置層，排列方式緊密（2） 非密置層，排列方式不緊密

典型結(jié)構(gòu)類型間平立萬鉀型配位數(shù)68結(jié)構(gòu)示意圖/空間利用率52%68%堆積形式簡單立方體心立方密堆積實(shí)例PoK、Na、Fe等典型結(jié)構(gòu)類型鎂型銅型配位數(shù)1212結(jié)構(gòu)示意圖///空間利用率74%74%堆積形式六方最密堆積面形立方最密堆積實(shí)例Mg、Zn、Ca等Cu、Ag、Au等合金：一種金屬與另一種金屬或幾種金屬（或非金屬）的融合體。通常，合金的某些性質(zhì)比純金屬更優(yōu)越。耐腐蝕，硬度較大。當(dāng)原子半徑較小的氫、硼、碳、氮等非金屬元素與金屬元素形成合金時，非金屬元素的原子滲入金屬晶體的空隙中。由于這些非金屬元素的原子與金屬原子之間存在著作用力，因此，這類合金一般具有較高的熔點(diǎn)和較高的硬度。當(dāng)電負(fù)性和原子半徑相差不大的兩種金屬元素形成合金時，一種金屬原子將占據(jù)另一種金屬原子的晶體結(jié)構(gòu)中的位置，所形成的合金的強(qiáng)度硬度比組成它的金屬的強(qiáng)度和硬度都要大。離子鍵離子晶體離子鍵：陰陽離子通過靜電作用形成的化學(xué)鍵。粒子：陰陽離子特點(diǎn)：無方向性和無飽和性。實(shí)質(zhì)：靜電引力和靜電斥力離子化合物中，當(dāng)陰陽離子之間的靜電引力和靜電斥力達(dá)到平衡時，陰陽離子保持一定的平衡核間距，形成穩(wěn)定的離子鍵，整個體系達(dá)到能量最低狀態(tài)。離子化合物中可能含有共價鍵，Na2O2（非極性共價鍵）離子晶體：一般包括鹽類、堿（強(qiáng)）、金屬氧化物等離子晶體特點(diǎn)：有一定硬度，有較高熔點(diǎn)。晶格能：拆開1mol離子晶體使之形成氣態(tài)陰離子和氣態(tài)陽離子時所吸收的能量。

離子晶體靜電作用的大小可用晶格能來衡量。晶格能越大，表明離子晶體中離子鍵越牢固。一般而言，晶格能越大離子晶體的熔點(diǎn)越高，硬度越大。影響因素：1、核間距（反比）2、陰陽離子所帶電荷數(shù)（正比）。離子晶體中離子配位數(shù)的多少主要取決于陰陽離子的相對大小。配位數(shù)：一個離子周圍鄰近的異電性離子個數(shù)。原子晶體共價鍵原子