能量最低原理基态与激发态光谱.ppt

能量最低原理基态与激发态光谱 第一页，共二十三页，2022年，8月28日 2．基态与激发态 (1)基态：最低能量状态。处于最低能量的原子叫做基态原子。 (2)激发态：相对基态而言的较高能量状态。处于激发态的原子叫做激发态原子。 第二页，共二十三页，2022年，8月28日 第三页，共二十三页，2022年，8月28日 说明： ①光(辐射)是电子释放能量的重要形式之一。 ②在日常生活中，我们看到的许多可见光，如灯光、霓虹灯光、激光、焰火……都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关。 第四页，共二十三页，2022年，8月28日 3．光谱与光谱分析 (1)光谱：不同元素的原子发生跃迁时会吸收(基态→激发态)或释放(激发态→基态)不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。 (2)光谱分析：在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。 第五页，共二十三页，2022年，8月28日 1．电子云 (1)概念：现代量子力学指出，不可能像描述宏观运动物体那样，确定一定状态(如1s,2s,2p……)的核外电子在某个时刻处于原子核外空间何处，而只能确定它在原子核外各处出现的概率，由此得到的概率分布图看起来像一片云雾，被形象地称为电子云。 第六页，共二十三页，2022年，8月28日 (2)电子云轮廓图的制作：为了描绘电子云的形状，人们通常按如图所示的方式制作电子云的轮廓图。 第七页，共二十三页，2022年，8月28日 说明： ①电子云表示电子在核外空间某处出现的几率，不代表电子的运动轨迹。 ②一个小黑点不代表一个电子，只是代表电子在此处出现过。 ③电子云图中的小黑点的疏密表示电子出现几率的大小。密：几率大；疏：几率小。 第八页，共二十三页，2022年，8月28日 2．原子轨道 (1)定义：常把电子出现的概率约为90%的空间圈出来，人们把这种电子云轮廓图称为原子轨道。 (2)原子轨道的类型和形状 ①类型：原子轨道可以分为s、p、d、f等类型。 第九页，共二十三页，2022年，8月28日 ②形状： a．s轨道为球形对称，故只有一个伸展方向，所以s轨道只有一个，呈球形； b．p轨道在空间有x、y、z 3个伸展方向，所以p轨道有px、py、pz三个轨道，呈纺锤形； c．d轨道有5个伸展方向(5个轨道)； d．f轨道有7个伸展方向(7个轨道)。 第十页，共二十三页，2022年，8月28日 说明： ①p能级的3个原子轨道互相垂直，在同一能层中px、py、pz的能量相同。 ②不同能层的同种能级的原子轨道形状相似，只是半径不同，能层序数n越大，电子的能量越大，原子轨道的半径越大。例如，1s、2s、3s轨道均为球形，原子轨道半径：r(1s)＜r(2s)＜r(3s)。 第十一页，共二十三页，2022年，8月28日 第十二页，共二十三页，2022年，8月28日 (2)洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同。 (3)原子轨道表示式 每个方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子。如第二周期元素基态原子的电子排布如图所示。 第十三页，共二十三页，2022年，8月28日 第十四页，共二十三页，2022年，8月28日 1.核外电子排布遵循的规律 (1)能量最低原理。 (2)泡利原理。 (3)洪特规则。 第十五页，共二十三页，2022年，8月28日 2．电子排布式的书写 (1)简单原子的核外电子排布式 按照构造原理将电子依次填充到能量逐渐升高的轨道中。例如，7N：1s22s22p3,17Cl：1s22s22p63s23p5。 (2)复杂原子的核外电子排布式 先按能量从低到高排列，然后再把同一层的电子排到一起，如26Fe，先按能量从低到高排列为1s22s22p63s23p64s23d6，然后，将同一层的电子移到一起，即1s22s22p63s23p63d64s2。 第十六页，共二十三页，2022年，8月28日 (3)特殊原子的核外电子排布式 有少数元素的基态原子的电子排布对于构造原理有1个电子的偏差，因为能量相同的原子轨道在全充满(如p6和d10)、半充满(如p3和d5)或全空(如p0和d0)状态时，体系的能量较低，原子较稳定。 例如，24Cr：1s22s22p63s23p63d54s1(3d5、4s1均为半充满状态)； 29Cu：1s22s22p63s23p63d104s1(3d10为全充满状态，4s1为半充满状态)。 第十七页，共二十三页，2022年，8月28日