原子結(jié)構(gòu)與元素周期律第一頁，共二十一頁，2022年，8月28日一、核外電子運動狀態(tài)1、電子的波粒二象性（1）光子的波粒二象性（2）電子的波粒二象性（物質(zhì)波、德布羅意波）（3）核外電子運動的早期模型—波爾模型第二頁，共二十一頁，2022年，8月28日2、電子運動的近代描述—電子云一、核外電子運動狀態(tài)（1）薛定諤方程：ψ

(n,l,m,x,y,z)（2）四個量子數(shù)和原子軌道①主量子數(shù)n

n決定原子軌道離核的遠近，是確定電子運動能量的主要因素。n取正整數(shù)1,2,3,4,5,6,7…對應(yīng)光譜學(xué)符號K,L,M,N,O,P,Q…在氫原子或單電子體系中，電子的能量完全由n決定。E=－eV13.6n2第三頁，共二十一頁，2022年，8月28日（2）四個量子數(shù)和原子軌道②角量子數(shù)l

l決定原子軌道的形狀，并在多電子原子中與n一起決定電子的能量，l取0,1,2,3,…,(n－1),取值受n限制。l:012345光譜學(xué)符號：spdfgh

n相同的原子軌道可以分為一種或幾種不同形狀的原子軌道，由l來表示。l=0稱為s軌道，是球形的；l=1稱為p軌道，是啞鈴形的；l=3稱為d軌道，是花瓣形的。例如：當(dāng)n=3時，l可取0，1，2，那么第3電子層就有3種不同形狀的原子軌道，分別為3s，3p，3d，或者說在第3電子層有3個亞層。第四頁，共二十一頁，2022年，8月28日（2）四個量子數(shù)和原子軌道③磁量子數(shù)mm決定原子軌道的伸展方向，m=0,±1,±2,…,±l,取值受l限制，對給定的l，有2l+1個m值。例如，當(dāng)l=0時，m=0，s軌道只有一個，在空間是球形對稱的。當(dāng)l=1時，m=0,±1，p軌道在空間有三個伸展方向，形成三個等價軌道（簡并軌道）px,py,pz。當(dāng)l=2時，m=0,±1,±2，d軌道在空間有五個伸展方向，形成五個等價軌道（簡并軌道）dxy,dyz,dxz,dx2-y2,dz2。

n,l,m一組量子數(shù)確定一個原子軌道，分別表示離核遠近，形狀，伸展方向。第五頁，共二十一頁，2022年，8月28日（2）四個量子數(shù)和原子軌道④自旋磁量子數(shù)ms

ms決定電子的自旋方向，取值只有兩個ms=±1/2，取1/2時，電子自旋向上，用表示；取－1/2時，電子自旋向下，用表示。第六頁，共二十一頁，2022年，8月28日（3）電子云圖形電子云圖形由l決定當(dāng)l=0時，稱s電子云，球形對稱；當(dāng)l=1時，稱p電子云，啞鈴形，在空間有三個方向px,py,pz當(dāng)l=2時，稱d電子云，花瓣形，在空間有五個方向dxy,dyz,dxz,dx2-y2,dz2第七頁，共二十一頁，2022年，8月28日第八頁，共二十一頁，2022年，8月28日例1、試比較Li2+離子的2s和2p軌道能量的高低。能量各是多少？例2、下列說法是否正確？如不正確，應(yīng)如何改正？（1）s電子繞核旋轉(zhuǎn)，其軌道為一圓圈，而p電子是走∞字形。（2）主量子數(shù)為1時，有自旋相反的兩條軌道。（3）主量子數(shù)為3時，有3s、3p、3d、3f四條軌道。例3、下列各組量子數(shù)哪些是不合理的，為什么？（1）n=2，l=1，m=0（2）n=2，l=2m=-1（3）n=3，l=0，m=0（4）n=3，l=1，m=+1（5）n=2，l=0，m=-1（6）n=2，l=3，m=+2[(2)、(5)、(6)]第九頁，共二十一頁，2022年，8月28日3、核外電子排布（1）鮑林的軌道能級圖每個能級組所填充的電子數(shù)=本周期元素的種類數(shù)n+0.7l第十頁，共二十一頁，2022年，8月28日屏蔽效應(yīng)：能量升高鉆穿效應(yīng)：能量降低（2）核外電子排布的三大規(guī)則①能量最低原理：②泡利原理：③洪特規(guī)則：第十一頁，共二十一頁，2022年，8月28日（3）電子排布的表示方法①軌道表示法：②電子排布式：“原子實”：第十二頁，共二十一頁，2022年，8月28日競賽要求：根據(jù)原子序數(shù)寫出周期表中所有元素的電子排布式.步驟：1、記住稀有氣體元素的原子序數(shù)，用待寫原子的原子序數(shù)減去比它小而接近的稀有氣體原子序數(shù)，即得最外層能級組電子數(shù)。2、寫出稀有氣體符號，中括號括起，和最外層能級組。3、按電子排布三大規(guī)則，依次填充最外層能級組。4、最后按n由小到大的順序從新寫出。第十三頁，共二十一頁，2022年，8月28日特殊情況：

鈮釕銠鈀鎢鉑鑭系(57-71)除了：57La(鑭)58Ce(鈰)64Gd(釓)71Lu(镥)是5d16s2，其他鑭系都是4fn6s2

錒系(89-103)除了：89Ac(錒)91Pa(鏷)92U(鈾)93Np(镎)96Cm(鋦)103Lr(鐒)是6d17s2，90Th(釷)是6d27s2，其它錒系5f

n7s2第十四頁，共二十一頁，2022年，8月28日例4、已知某元素在氪前，當(dāng)此元素的原子失去3個電子后，它的角量子數(shù)為2的軌道內(nèi)電子恰好為半充滿，試推斷該元素。第十五頁，共二十一頁，2022年，8月28日二、元素周期律1、原子的電子層結(jié)構(gòu)和周期律（1）副族元素的族序數(shù)=原子次外層d電子數(shù)與最外層s電子數(shù)之和（Ⅷ、ⅠB、ⅡB除外）由原子序數(shù)推測該元素在周期表中的位置一般方法：記住稀有氣體的原子序數(shù)，用原子序數(shù)減去比它小而相近的稀有氣體的原子序數(shù)，即得該元素所在的縱行數(shù)，周期數(shù)等于該稀有氣體周期數(shù)加1。若是第6周期及以上的元素，用原子序數(shù)減去比它小而相近的稀有氣體原子序數(shù)，再減去14得所在縱行數(shù)。第十六頁，共二十一頁，2022年，8月28日（2）按價電子構(gòu)型的不同把周期表分成五個區(qū)s區(qū)ns1-2d區(qū)(n-1)d1-9ns1-2p區(qū)ns2np1-6f區(qū)(n-2)f0-14(n-1)d0-1ns2ds區(qū)(n-1)d10ns1-2第十七頁，共二十一頁，2022年，8月28日例5甲元素是第三周期p區(qū)元素，其最低化合價為-1價；乙元素是第四周期d區(qū)元素，其最高化合價為+4價，填寫下表：元素價層電子構(gòu)型周期族金屬或非金屬電負(fù)性相對高低甲乙例6某元素原子共有3個價電子，其中一個價電子的四個量子數(shù)為n=3、l=2、m=2、ms=+試回答：（1）寫出該元素原子核外電子排布式（2）寫出該元素的原子序數(shù)，指出在周期表中所處的分區(qū)、周期數(shù)和族序數(shù)，是金屬還是非金屬以及最高正價化合價。例7、現(xiàn)有A、B、C、D四種元素，A是第五周期IA族元素，B是第三周期元素。B、C、D的價電子分別為2、2和7個。四種元素原子序數(shù)從小到大的順序是B、C、D、A。已知C和D的次外層電子均為18個。（1）判斷A、B、C、D是什么元素？（2）寫出A、B、C、D的簡單離子；（3）寫出堿性最強的最高價氧化物水化物的化學(xué)式；（4）寫出酸性最強的最高價氧化物水化物的化學(xué)式；第十八頁，共二十一頁，2022年，8月28日二、元素周期律2、元素基本性質(zhì)的周期性（1）原子半徑：兩個原子核間距的一半。（包括共價半徑、金屬半徑、范德華半徑）副族元素（過渡金屬）原子半徑的變化規(guī)律：①同一周期從左到右原子半徑也是減小的，但減幅變小了，到了ds區(qū)原子半徑反而略有增大。f區(qū)元素原子半徑減幅更小，而f區(qū)半充滿或全充滿時，原子半徑不減小反而增大。②同族從上到下變化不明顯，第五和第六周期同族過渡元素原子半徑很接近，性質(zhì)相似，在自然界能共生，所以難以分離，這是由于鑭系收縮的結(jié)果。第十九頁，共二十一頁，2022年，8月28日2、元素基本性質(zhì)的周期性（2）電離能：元素的氣態(tài)原子在基態(tài)時失去一個電子成為一價氣態(tài)正離子所需要的能量，稱元素的第一電離能

I1

。

I越小，越容易易失電子，金屬性強

（3）電子親合能

：一個基態(tài)的氣態(tài)原子得到一個電子形成一價氣態(tài)負(fù)離子所放出的能量。稱該原子的第一電子親合能。習(xí)慣上把放出能量的電子親合能EA用正號表示。

EA反映原子得電子難易程度。EA越大，越容易易得電子，非金屬性強。（4）電負(fù)性：原子在分子中吸引電子的能力。F的負(fù)電性為4.0，其它原子的負(fù)電性均為相對值，以Xp表示。金屬的電負(fù)性一般小于1.9，而非金屬元素的電負(fù)性一般大于2.2，處于1.9與2.2之間的元素人們把它們稱為“類金屬”，它們既有金屬性又有非金屬性。第二十頁，共二十一頁，2022年，8月28日3－1下列化學(xué)鍵中碳的正電性最強的是

A.C－FB.C－OC.C－SiD.C－Cl3－2電子構(gòu)