原子的壳层结构.ppt

第一页，共二十六页，2022年，8月28日 §5.1 元素周期表及原子的壳层结构 一．元素周期表 将元素按核电荷数的大小排列起来，其物理、化学性质将出现明显的周期性。 同族元素的性质基本相同。 二、元素性质的周期性变化 　按周期表排列的元素，其性质出现周期性的变化： 第二页，共二十六页，2022年，8月28日 １．元素的化学性质出现周期性的变化。 ２．元素的光谱性质出现周期性的变化。 ３．元素的物理性质显示周期性的变化。 第三页，共二十六页，2022年，8月28日 原子体积，体胀系数和压缩系数对Z的标绘也都显示出相仿的周期性的变化。 第四页，共二十六页，2022年，8月28日 问 题： １．为什么元素性质按周期表顺序会出现出现周 期性的变化？ ３．为什么有过渡族元素和稀土元素？ 这些问题都必须从原子结构去了解．只有对原子结构有了彻底的认识，才能从本质上认识元素周期表。 ２．为什么每个周期的元素为２，８，８，１8 ，１８… 第五页，共二十六页，2022年，8月28日 玻尔：原子内的电子按一定的壳层排列，每一壳层内的电子都有相同的主量子数，每一个新的周期是从电子填充新的主壳层开始，元素的物理、化学性质取决于原子最外层的电子即价电子的数目。 三．原子的壳层结构 具有相同的 n 值的电子称为同一壳层的电子。 每个壳层又分成 n 个 l 相同的若干支壳层。 按主量子数 n 和角量子数 l 把电子的可能状态分成壳层,K、L、M、N、O、….. 第六页，共二十六页，2022年，8月28日 四．电子填充壳层结构的原则 1．泡利不相容原理： n、l 相同的次壳层： n 相同的主壳层： 第七页，共二十六页，2022年，8月28日 表 各壳层可以容纳的最多电子数 5 6 主量子数 壳层名称 最多电子数 2n2 角量子数 支壳层 最多电子数 2(2?+1) 1 2 3 4 K L M N O P 2 8 18 32 50 72 0 0 1 0 1 2 3 0 1 2 3 4 5 0 1 2 0 1 2 3 4 s s p s p d s p d f s p d f g h s p d f g 2 2 6 2 6 10 2 6 1014 2 6 10 14 18 2 6 10 141832 第八页，共二十六页，2022年，8月28日 五．原子的电子壳层的次序 1．第一周期：从 n=1 的 K 壳层填起。 2．第二周期：从 n=2 的 L 壳层填起。 3．第三周期：从 n=3 的 M 壳层填起. 2．能量最小原理：在不违背泡利不相容原理的前提下，电子按能量由低到高的次序填充各壳层 3．原子实的贯穿和原子实极化对能级的影响 第九页，共二十六页，2022年，8月28日 第十页，共二十六页，2022年，8月28日 为什么3d能级比4s高了？以至电子先填4s能级呢？ 因为4s轨道是一个偏心率很高的椭圆轨道，原子实的极化贯穿效应强, 使其能量下降大，而3d轨道是圆形轨道，无轨道贯穿，极化作用也很小。 另外，从实验数据也可得到证实。 第十一页，共二十六页，2022年，8月28日  第十二页，共二十六页，2022年，8月28日 六、原子基态的电子组态及元素周期表 第一周期 1.H  2.He 原子处于基态时，核外电子的排布情况 1s1 1s2 第十三页，共二十六页，2022年，8月28日 第二周期 3.Li 4.Be 5.B 6.C 7.N 8.O 9.F 10.Ne 1s22s1 1s22s2 1s22s22p1 1s22s22p2 1s22s22p3 1s22s22p4 1s22s22p5 1s22s22p6 1s 2s 2p 第十四页，共二十六页，2022年，8月28日 11.Na 1s22p63s1 12.Mg 1s22p63s2 13.Al 1s22p63s23p1 14.si 1s22p63s23p2 15.P 1s22p63s23p3 16.S 1s22p63s23p4 17.Cl 1s22p63s23p5 18.Ar 1s22p63s23p6 因为3d空着,所以第三周期只有8个元素而不是18个元素 第三周期 第十五页，共二十六页，2022年，8月28日 第四周期 从 k 开始填充4s 因为能级交错现象,E4s<E3d<E4p 所以k开始了第四个主壳层的填充,也就开始了第四周期。 特 点 : 各元素的原子都占有第