第二炮兵工程学大学化学课件△ 第六讲 2.2元素周期律、金属材料
第二炮兵工程学院 第 六 讲
第二炮兵工程学映大学化学课件 核外电子的分布规律 1).Paui不相容原理在一个原子中,没 有四个量子数完全相同的电子存在。 He1S2(1,0,0,+1/2 (1,0,0,-1/2) S轨道1条最多可容纳2个电子 p轨道3条最多可容纳6个电子 d轨道5条最多可容纳10个电子 f轨道7条最多可容纳14个电子
第二炮兵工程学院 一、核外电子的分布规律 1） Pauli不相容原理 ：在一个原子中，没 有四个量子数完全相同的电子存在。 He 1S2 (1， 0， 0， +1/2) （1， 0， 0， -1/2） S轨道 1条 最多可容纳2个电子 p轨道 3条 最多可容纳6个电子 d轨道 5条 最多可容纳10个电子 f轨道 7条 最多可容纳14个电子
第二炮兵工程学映大学化学课件 2)能量最低原理 核外电子在各轨道上的分布应使原子处 于能量最低的状态 3)Hund规则在同一亚层的等价轨道上,电子 将尽可能地分占不同的轨道,且自旋平行 等价轨道——n,I均相同的轨道 例3p:3p33、3p2n=31=1↑ 洪特规则特例:全充满pd0r4 半充满p3d5f 全空p0d0f
第二炮兵工程学院 2）能量最低原理 核外电子在各轨道上的分布应使原子处 于能量最低的状态 3）Hund规则：在同一亚层的等价轨道上，电子 将尽可能地分占不同的轨道，且自旋平行 等价轨道—— n, l 均相同的轨道 例 3p ：3px 3py 3pz n = 3 l = 1 ↑ ↑ ↑ px pz py 洪特规则特例： 全充满 p 6 d 10 f 14 半充满 p 3 d 5 f 7 全 空 p 0 d 0 f 0
第二炮兵工程学院大学化学课件 电子填入轨道的顺序 1s2,2s22p6,3s23p6,4s23d10 4p6,5s24d105p6,6s24f145d10 6p 22 ls22s22p3s23p4.23d2 ls22s22p03s23p03d24s2 电子分布式 例N1s22s22p3 24 Cr 1s2 2>2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s inVE 2s22p Aris2222p63s23p°
第二炮兵工程学院 电子填入轨道的顺序 1s 2 , 2s 2 2p6 , 3s 2 3p6 , 4s 2 3d10 4p6 , 5s 2 4d10 5p6 , 6s 2 4f 14 5d10 6p6 ------- 电子分布式 例 7N 1s2 2s2 2p3 22Ti 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 2 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 2 4s 2 24Cr 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s1 10Ne 1s 2 2s 2 2p 6 18Ar 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6
第二炮兵工程学院大学化学课件△ 、原子结构与元素周期表 1.周期表中电子的分布规律 2.原子的外层电子构型与周期表的分区 外层电子构型最外层电子nsmp 次外层电子(n-1)d(n-2)f 捷列夫,M 分区最后一个电子填入的轨道位置外层电子构型 S区 S轨道 IAⅡA ns/--2 p区p轨道 ⅢA--零族 nS npI--6 d区 d轨道 IB---Ⅷ (n-1)d-nsl-2 d区 d轨道d10 IBⅡB(n-1) dons1-2 f区 f轨道 镧系锕系(n-2)fl-14(n-1)d02ns2
第二炮兵工程学院 二、原子结构与元素周期表 1.周期表中电子的分布规律 2.原子的外层电子构型与周期表的分区 外层电子构型 最外层电子 ns np 次外层电子 （n-1）d （n-2）f 分 区 最后一个电子填入的轨道 位 置 外层电子构型 S区 S轨道 ⅠA ⅡA ns1--2 p区 p轨道 ⅢA---零族 ns2np1--6 d区 d轨道 ⅢB---Ⅷ (n-1)d1—9ns1-2 ds区 d轨道 d 10 ⅠB ⅡB (n-1)d10ns1--2 f区 f轨道 镧系 锕系 (n-2)f1--14(n-1)d0—2ns2
第二炮兵工程学院大学化学课件 3周期系与核外电子分布的关系 周期号数=最外层电子的主量子数 族号数=外层电子数之和 s区p区d区(指副族工B,TB)一 最外层电子数之和 d区—ns+(n-1)d电子数之和
第二炮兵工程学院 周期号数 = 最外层电子的主量子数 族 号 数 = 外层电子数之和 s区 p区 ds区(指副族ⅠB，ⅡB)—— 最外层电子数之和 d区—— ns+(n-1) d 电子数之和 3.周期系与核外电子分布的关系
第二炮兵工程学院大学化学课件 例已知某元素的原子序数为25,写出该元素原 子的电子分布式,并指出该元素在周期表中的位 解:电子分布式1s2222p5323p53454s2 最外层电子的主量子数n=4位于四周期 外层电子数之和:n+(n-1)=2+5=7位于ⅦB
第二炮兵工程学院 例 已知某元素的原子序数为25，写出该元素原 子的电子分布式，并指出该元素在周期表中的位 置。 解：电子分布式 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s2 最外层电子的主量子数 n = 4 位于四周期 外层电子数之和：ns+(n-1)d= 2+5 =7 位于ⅦB
第二炮兵工程学院大学化学课件 、元基本性质的周期性 1.有效核电荷数 (1)有效核电荷数与屏蔽效应 Z=Z σ——屏蔽常数 屏蔽效应:由于其余电子对某一个电子的排斥作 用而抵消了一部分核电荷,从而引起有效核电荷 降低,削弱了核电荷对该电子的吸引的现象
第二炮兵工程学院 三、元素基本性质的周期性 Z’ = Z –σ σ——屏蔽常数 （1）有效核电荷数与屏蔽效应 屏蔽效应：由于其余电子对某一个电子的排斥作 用而抵消了一部分核电荷，从而引起有效核电荷 降低，削弱了核电荷对该电子的吸引的现象。 1. 有效核电荷数
第二炮兵工程学院大学化学课件 (2)屏蔽常数σ的确定 简化的斯莱脱法: 内层电子对外层电子:σ外=0 同层电子之间 n=035(0n1=0.30) (n-1)层电子对n层电子:on1=0.85 (n-2)层电子对n层电子:σn2=1.0 总 ∑o
第二炮兵工程学院 • 内层电子对外层电子： σ外=0 • 同层电子之间： σn=0.35（ σn1=0.30） • （n-1）层电子对n层电子： σn-1=0.85 • （n-2）层电子对n层电子： σn-2=1.0 • σ 总=Σσ 简化的斯莱脱法： （2）屏蔽常数σ的确定
第二炮兵工程学院大学化学课件 例:计算A原子中其余电子对一个3p电子的及 有效核电荷数 解:13AZ=131s22p3s23p 同层:2个3s电子0n=2×035=070 n-1层:8个电子 Gn-1=8×0.85=6.8 n2层:2个电子0n-2=2×1.0=2.0 0总=0.7+68+20=95 Z=13-95=3.5 (3)有效核电荷数在周期表中的变化规律
第二炮兵工程学院 例: 计算Al原子中其余电子对一个3p电子的σ及 有效核电荷数 解： 13Al Z = 13 1s22s22p63s23p1 同层：2个3s电子 σn=2×0.35=0.70 n-1层： 8个电子 σn-1=8×0.85=6.8 n-2层：2个电子 σn-2= 2×1.0=2.0 ∴ σ总=0.7+6.8+2.0=9.5 Z’ = 13 – 9.5 = 3.5 （3）有效核电荷数在周期表中的变化规律