第三节多电子原子核外电子的运动状态 轨道:与氢原子类似,其电子运动状态 可描述为1s,2s,2p2p12p23s 能量:与氢原子不同,能量不仅与n有关, 也与有关;在外加场的作用下,还 与m有关。 E (20179×10-)J
轨道：与氢原子类似，其电子运动状态 可描述为1s, 2s, 2px , 2py , 2pz , 3s… 能量：与氢原子不同, 能量不仅与n有关, 也与l有关; 在外加场的作用下, 还 与m有关。 2 18 2 (20179 10 ) z E J n − = − 第三节 多电子原子核外电子的运动状态
1、 Pauling近似能级图和能级组 单电子的氢原子轨道的能级排布顺序: 182s2038303d484040d4f 5s505d5f 多电子的原子轨道的能级近似排布顺序: 什么 1s, 原因? s, 2p 3s,3p, 4s,3,4p, 5s,4,5p, 6s,45,6p, 7s,56,7p
多电子的原子轨道的能级近似排布顺序： 1s， 2s，2p， 3s，3p， 4s，3d，4p， 5s，4d，5p， 6s，4f，5d，6p， 7s，5f，6d，7p， …… 单电子的氢原子轨道的能级排布顺序： 1s 2s2p 3s3p3d 4s4p4d4f 5s5p5d5f …… 1、Pauling 近似能级图和能级组 实验结论： 多电子原子的能级排布 不按氢原子的顺序排布 什么 原因？
6p ooo 5d 六 Ooooo 4f 6s o 6546 五 5p OOo 4d aoao 4d 趣四 4p Ooo 3d ooooo 4s 二 3p Ooo 31 p 3s O 2p oo 2s O 2 sols Pauling近似能级图
Pauling近似能级图
2.屏蔽效应 在多电子原子中,由于多电子的存在,内层电子屏蔽 了外层电子,使得原子核对外层电子吸引的能力减弱,这种 由于核外其余电子的存在,抵消了部分核电荷对指定电子吸 引的作用一一叫做屏蔽效应。 2=2-0 式中:o为屏蔽常数,z为有效核电荷。 单电子能量公式:E=-1(2)2 2.179×10-8).J 多电子能量公式 E (z-a) 18 (2.179×10-0)J
在多电子原子中，由于多电子的存在，内层电子屏蔽 了外层电子，使得原子核对外层电子吸引的能力减弱，这种 由于核外其余电子的存在，抵消了部分核电荷对指定电子吸 引的作用――叫做屏蔽效应。 即： 式中：σ为屏蔽常数，z*为有效核电荷。 单电子能量公式： 多电子能量公式： = − z z J n z n Z E Ry( ) (2.179 10 ) 1 8 2 2 2 − = − = − J n z E (2.179 10 ) ( ) 1 8 2 2 − − = − 2. 屏蔽效应
3钻穿效应 外层电子钻到靠核更近的低能 级轨道上去。受到核的较强的 吸引作用,即向内层穿透的效 应。因此 发生能级交错: 4s的能量小于3d EAsed EE<EASE dsp E6s<E4rEsdSE6p
外层电子钻到靠核更近的低能 级轨道上去。受到核的较强的 吸引作用，即向内层穿透的效 应。因此： 3.钻穿效应 发生能级交错： 4s的能量小于3d E4s<E3d E5s<E4d<E5p E6s<E4f<E5d<E6p
4、多电子原子核外电子排布顺序图: ○O7 能级组 6d Ooo 5f 能 7s Oo 6p 5d Ooooooo 4f 6s 6 ∞O5p O 4d 5s 4p 4s ∞O|3p 3 3s OOO 2p 2s 01s n=1n=2n=3n=4n=5n=6n=7
4、多电子原子核外电子排布顺序图： 1s 2p 2s 3p 3s 4p 3d 4s 5p 4d 5s 6p 5d 4f 6s 7p 6d 5f 能 7s 量 n=1 n=2 n=3 n=4 n=5 n=6 n=7 能级组 7 6 5 4 3 2 1
6、核外电子排布三规则: (1)保里( Pauli)不相容原理 同一原子中不可能有四个量子数 完全相同的两个电子存在。 个原子轨道最 容纳2个电子 N 1s 2s 2p
6、核外电子排布三规则： (1)保里(Pauli)不相容原理 每个原子轨道最多 容纳2个电子 同一原子中不可能有四个量子数 完全相同的两个电子存在。 1s 2s 2p 7N
(2) Paul ingi能量最低原理 电子在原子核外排布时, 电子尽先填充在能量最低 的轨道,以使整个原子系 统能量最低 填充顺序: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 5p
(2) Pauling能量最低原理 填充顺序： 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 5p…… 电子在原子核外排布时， 电子尽先填充在能量最低 的轨道，以使整个原子系 统能量最 低
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(3)洪特(Hund)规则 ①电子分布在等价轨道(相同的轨道)上时, 将尽可能分占不同轨道,而且自旋方向相同。 ②洪特规则的特例:当电子在等价轨道上分布 为全充满(p6,d10,f),半充满(p3,d5,f),全 空(p°,d°,f0)时,原子结构较为稳定
①电子分布在等价轨道(l相同的轨道)上时， 将尽可能分占不同轨道，而且自旋方向相同。 ②洪特规则的特例：当电子在等价轨道上分布 为全充满(ｐ6,d10,f14)，半充满(ｐ3 ,ｄ5,f7),全 空(ｐ0 ,ｄ0,f0) 时, 原子结构较为稳定 (3)洪特(Hund)规则