无机及分析化学课件.ppt

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1、钻穿效应-外层电子能够避开其它电子的屏蔽而钻穿到内层，在离核较近的地方出现。钻穿效应强弱顺序为：nsnpndnf钻穿效应导致电子在离核较近的区域内出现的概率增大，因而受到其它电子的屏蔽减少，受核的吸引增强，响应的能级降低。钻穿效应使各电子亚层能级的顺序为：EnsEnpEndEnf屏蔽效应使核对电子的有效吸引减弱，将导致轨道能级升高；而钻穿效应使核对电子的有效吸引加强，将导致轨道能级降低。电子与电子之间的作用使各自拥有了这种能量5.2.1 多电子原子轨道能级多电子原子轨道能级1. Pauling 近似能级图近似能级图能量6s6p5d4f6p5d4f6s5s5p4d4s4p3d3s3p2s2p1s

2、654321能级组5p4d5s4p3d4s3p3s2p2s1s鲍林反映能级相对能量高低反映能级相对能量高低一般来说n-1d高于ns层的能量特点特点： 其一，按能级高低而不是按电子层的顺序排列其一，按能级高低而不是按电子层的顺序排列 。原子原子轨道轨道1s2s 2p3s 3p4s 3d 4p5s 4d 5p6s4f5d6p7s5f6d7p能级组能级组一一二二三三四四五五 六六七七周期周期1234567电子最电子最大容量大容量288181832未满未满 其二，原子轨道与能级组、周期、电子最大其二，原子轨道与能级组、周期、电子最大容量的关系：容量的关系：l 相同，n 不相同：n 越大，能量越高；n

3、相同，l 不相同：l 越大，能量越高； （除氢原子外）n , l 都不同：能级交错。 其四，各原子轨道的能级由其四，各原子轨道的能级由n，l 共同决定。共同决定。 其三，对其三，对n，l 相同的轨道相同的轨道(等价轨道等价轨道)，其，其能量相同。能量相同。E1sE2sE3sE2pE3pE4pE3sE3pE3d EnsEnpEndEnfE6sE4fE5dE6pE4sE3dns(n-1)d(n-2)f 26Fe Ar3d64s2 Ar3d64s0 Ar3d54s0 Ar3d44s2 Ar3d34s2 Fe2+ Fe3+思考思考1 1： 以下排列以下排列s p s d p s f d p是否具有周期

4、性？是否具有周期性？答：若按以下方式排列sps d ps f d p从从s始，至始，至p终，具有周期性。终，具有周期性。思考思考2 2：元素性质为何呈现周期性？元素性质为何呈现周期性？答：元素性质取决于原子的特征电子构型。由于原子的特征电子构型具有周期性，因此元素性质也具有周期性。2.电子层结构与周期表电子层结构与周期表 元素原子的元素原子的电子层结构电子层结构呈呈周期性变化周期性变化 ，导致元素，导致元素性质周期性质周期性变化性变化, 这就是元素周期律。这就是元素周期律。 周期的划分与能级组的划分完全一致，每个能级组都独周期的划分与能级组的划分完全一致，每个能级组都独自对应一个周期。共有七个

5、能级组，自对应一个周期。共有七个能级组， 所以共有七个周期。所以共有七个周期。1) 元素周期律元素周期律2) 元素的周期元素的周期周周 期期短周期（一，二，三）短周期（一，二，三）长周期（四，五，六，七）长周期（四，五，六，七）按照各元素原子核外电子排布的顺序排列就形成了元素周期表按照各元素原子核外电子排布的顺序排列就形成了元素周期表 0IIAIAIIBIVBIIIBVB VIBVIIBVIIIIBVIIAIIIAIVA VA VIAH氢He氦Li锂Be铍B硼C碳N氮O氧F氟Ne氖Na钠Mg镁Al铝Si硅P磷S硫Cl氯Ar氩K钾Ca钙Sc钪Ti钛V钒Cr铬Mn锰Fe铁Co钴Ni镍Cu铜Zn锌G

6、a镓Ge锗As砷Se硒Br溴Kr氪Rb铷Sr锶Y钇Zr锆Nb铌Mo钼Tc锝Ru钌Rh铑Pd钯Ag银Cd镉In铟Sn锡Sb锑Te碲I碘Xe氙Cs铯Ba钡Lu镥Hf铪Ta钽W钨Re铼Os锇 Ir铱Pt铂Au金Hg汞Tl铊Pb铅Bi铋Po钋At砹Rn氡Fr钫Ra镭Lr铹RfDb SgBh Hs Mt Uun UunUun镧系La镧Ce铈Pr镨Nd钕Pm钷Sm钐Eu铕Gd钆Tb铽Dy镝Ho钬Er铒Tm铥Yb镱锕系Ac锕Th钍Pa镤U铀Np镎Pu钚Am镅Cm锔Bk锫Cf锎Es锿Fm镄Md钔No锘族周期1234567p区s区d区f区周期与能级组的关系周期能级组能级组内原子轨道能级组内轨道能容纳电子数各周期

7、中 元素种数1234567一二三四五六七1s2s2p3s3p4s3d5p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d（未完）（未完）288181832未满未满28818183223(未完未完)3）各周期元素的数目）各周期元素的数目 （3）周期和族）周期和族（Periods and Group）a. 周期周期周期数电子层层数n能级组数主族元素的族数最外电子层电子数(ns np)副族元素的族数最外电子层电子数次外层的电子数 (n-1)d ns (B,B, 族的两除外)b. 族族（最后一个电子进入的轨道）（最后一个电子进入的轨道）按电子填充顺序,最后电子若填入到次外层的(n-1)d或倒数第三层(n-2)

8、f轨道的称为副族。1234567ABA B BBBBBAAAAALa*Ac*La*Ac*周期、族与原子的电子层结构周期、族与原子的电子层结构（4）区）区（Blocks）价层电子构型价层电子构型电子数电子数族族区区ns1-2ns=1-2A,Asns2np1-6ns+np=3-8A-Apns2np6ns+np=8零族零族p(n-1)d10ns1-2ns=1-2B,Bd(n-1)d1-5ns1-2(n-1) d+ns=3-7B-Bd(n-1)d6-8ns1-2(n-1) d+ns=8-10d(n-2)f1-14ns2f( main group elements ) 主族元素主族元素( transit

9、ion elements )过渡元素过渡元素(inner Transitionelements)内过渡元素内过渡元素区与原子结构的关系区与原子结构的关系0123BBB4ds区区(n-1)d10 ns2567镧系镧系锕系锕系长式周期表元素分区示意图长式周期表元素分区示意图AA B BBBBAAAAA(n-2)f1-14 (n-1)d0-1 ns2f 区d 区s 区p 区ns1-ns2(n-1)d1-8 ns2ns2 np1-6例例 写出下列各原子序数的电子层构型，并指出元素所在周期写出下列各原子序数的电子层构型，并指出元素所在周期表中的周期、族、元素名称及元素符号。表中的周期、族、元素名称及元素

10、符号。(1) Z = 18；(2) Z = 24；(3) Z = 29；(4) Z = 80(1)1s22s22p63s23p6，三周期，第，三周期，第0族，为族，为Ar；(2)1s22s22p63s23p63d54s1，第四周期，第，第四周期，第B族，为铬，族，为铬，Cr；(4)1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s2，第六周，第六周期，第期，第B族，为汞，族，为汞，Hg。(3)1s22s22p63s23p63d104s1，第四周期，第，第四周期，第B族，为铜，族，为铜，Cu；若元素最外层仅有一个电子，该电子的量子数为若元素最外层仅有一个电

11、子，该电子的量子数为n=4，l=0，m=0，ms=+1/2。问：。问：(1)符合上述条件的元素可以有几个？原子序数各为多少？符合上述条件的元素可以有几个？原子序数各为多少？(2)写出相应元素原子的电子结构，并指出在周期表中所处的写出相应元素原子的电子结构，并指出在周期表中所处的区域和位置。区域和位置。解：(1)满足上述条件的元素有K、Cr、Cu，原子序数分别为19、24、29；(2)19K：1s22s22p63s23p64s1，为第四周期A族、s区元素；24Cr：1s22s22p63s23p63d54s1，为第四周期B族、d区元素；29Cu：1s22s22p63s23p63d104s1，为第四

12、周期B族、ds区元素例例 有A、B、C三元素，C原子M层电子数比A原于M层电子数多8个，C原于N层电子数比A原子、B原子N层电子数分别多5个和6个，且B为副族元素，试判断A、B、C 各为何元素，写出其电子排布式，并指出推理过程。解解 1)由题意知：C原于N层电子数至少为6个，因此，C原于M层应是全充满，为18个电子由此可知，A原于M层有10个电子，即A原子3d亚层满足有2个电子，所以，A原子N层电子排布为4s2，即；A原子电于排布式为：1s22s22p63s23p63d24s2，为Ti。 (2)A原子N层有2个电子，由题意知，C原子N层有7个电子，故C原子电子排布式为：1 s22s22p63s23p63d104s24p5为Br，(3)由(2)知，B原子N层有1个电子，又B为副族元素，所以N原子3d必有5个电子(半满结构)。可得出N 原子电子徘布式：1s22p63s23p63d 54s1，为Cr。