第一章原子結構與周期性第1頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月原子核外電子運動的描述

原子軌道與電子云圖形第2頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月第3頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月第4頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月四個量子數(shù)四個量子數(shù)及其取值與意義主量子數(shù)(n)1234角量子數(shù)0010120123磁量子數(shù)00-1,0,1自旋量子數(shù)+(-)1/2第5頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月

原子軌道符號的意義與量子數(shù)

3S1(n=3,l=0,Ms=0.s=+(-)1/2)2px2pyMs=+(-)1pzMs=0d軌道Ms:dz20dxz,dyz+(-)1dxydx2-y2+(-)2第6頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月例：用四個量子數(shù)表示氮原子上的個價電子2s22p3(2,0,0,1/2)(2,0,0,-1/2)(2,1,0,1/2)(2,1,1,1/2)(2,1,-1,1/2)第7頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月單電子原子（離子）能量E=-13.6z2/n2(ev)與角量子數(shù)無關第8頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月多電子原子能量E=-13.6(z-σ)2/n*2(ev)

Slate屏蔽常數(shù)規(guī)則

將原子中的電子分組

(1s);(2s,2p);(3s,3p);(3d);(4s,4p);(4d);(4f);(5s,5p);(5d);(5f)等

位于某小組電子后面的各組，對該組的屏蔽常數(shù)＝0，近似地可以理解為外層電子對內存電子沒有屏蔽作用；

同組電子間的＝0.35(1s例外，1s的＝0.30);

對于ns或np上的電子，(n－1)電子層中的電子的屏蔽常數(shù)＝0.85，小于(n－1)的各層中的電子的屏蔽常數(shù)＝1.00;

對于nd或nf上的電子，位于它左邊的各組電子對他們的屏蔽常數(shù)＝1.00。第9頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月有效主量子數(shù)取值n123456n*1233.74.04.2第10頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月通過計算說明Ca為4s2還是3d2電子排列順序1s22s22p63s23p63d2單電子屏蔽常數(shù)1.00.850.35產(chǎn)生屏蔽電子數(shù)1081σ3d1.0×10+0.85×8+0.35×1=17.15E3d=-13.6×(z*/n)2=-13.6×(2.85/3)2=-12.27ev第11頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月填為4s2電子排列順序1s22s22p63s23p64s2單電子屏蔽常數(shù)1.010.35產(chǎn)生屏蔽電子數(shù)1081σ4s1.0×10+1.0×8+0.35×1=18.35E4s=-13.6×(z*/n)2=-13.6×(1.65/3.7)2=-2.7ev第12頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月Li的第一電離能？I1=E(A+)-E(A)電離能是離子中電子的總能量和原子中電子的總能量之差其中原子或離子中，每個電子的能量，由Slater方法計算I(Li+)=E(Li+)-E(Li)=2×[-13.6×(3-0.3)2/12]-2×[-13.6×(3-0.3)2/12]-[-13.6×(3-0.85×2)2/22]=5.76ev第13頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月比較Fe中3d電子與4s電子能量的高低

核外電子排布:1s22s22p63s23p63d64s2σ4s=0.35+0.85*14+1*10=22.25σ3d=0.35*5+18=19.75E4s=-13.6(26-22.25)2/42=-11.95evE3d=-13.6(26-19.75)2/32=-59.03evE4s>E3d第14頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月離子的核外電子排布由原子電子排布從外層到里失去電子如Fe:1s22s22p63s23p63d64s2

Fe2+:1s22s22p63s23p63d6離子的電子構型：2e,8e,9-17e,18e,18+2e例：pb2+的離子核外電子構型為A）6s2B)5d106s2C）5s25p65d106s2D)4f145s25p65d106s2第15頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月基態(tài)與激發(fā)態(tài)

下列元素的電子構型，哪些為基態(tài)電子構型，哪個為激發(fā)態(tài)電子構型。哪個為錯誤的電子排布。A）1s22s22p5B)1s22s22p43s1C)1s22s32p4D)1s22s22p63s23p63d54s1第16頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月能級組的意義根據(jù)原子結構理論預測；第八周期將包括多少個元素能級組8s25g186f147d108p6共50個電子，五十個元素原子核外出現(xiàn)第一個5g電子的元素其原子序數(shù)[118]8s25g1118+3=121第114號元素屬于哪一周期，哪一族[Rn]7s25f146d107p2第七周期，第四主族第17頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月元素性質的周期性

1.有效核電荷Z*元素原子序數(shù)增加時，原子的有效核電荷Z*呈現(xiàn)周期性的變化。同一周期：

短周期：從左到右，Z*顯著增加。長周期：從左到右，前半部分有Z*增加不多，后半部分顯著增加。同一族：從上到下，Z*增加，但不顯著。第18頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月第19頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月2.原子半徑第20頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月鑭系元素從左到右，原子半徑減小幅度更小，這是由于新增加的電子填入外數(shù)第三層上，對外層電子的屏蔽效應更大，外層電子所受到的Z*增加的影響更小。鑭系元素從鑭到鐿整個系列的原子半徑減小不明顯的現(xiàn)象稱為鑭系收縮。ScTiVCrMnFeCoNiCu(●-●)

YZrNbMoTcRuRhPdAg(■-■)LaHfTaWReOsIrPtAu(▲-▲)第21頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月電離能變化的周期性第22頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月同一周期：主族元素從ⅠA到鹵素，Z*增大，r減小，I增大。其中ⅠA的I1最小，稀有氣體的I1最大；長周期中部(過渡元素)，電子依次加到次外層，Z*增加不多，r減小緩慢，I略有增加。N、P、As、Sb、Be、Mg電離能較大——半滿，全滿。同一主族：從上到下，最外層電子數(shù)相同；Z*增加不多，r增大為主要因素，核對外層電子引力依次減弱，電子易失去，I依次變小。第23頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月電子親和能第24頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月同一周期：從左到右，Z*增大，r減小，最外層電子數(shù)依次增多，趨向于結合電子形成8電子結構，A的負值增大。鹵素的A呈現(xiàn)最大負值，ⅡA為正值，稀有氣體的A為最大正值。同一主族：從上到下，規(guī)律不很明顯，大部分的A負值變小。A的最大負值不出現(xiàn)在F原子而是Cl原子。第25頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月電負性

電負性

表示原子形成正負離子的傾向或化合物中原子對成鍵電子吸引能力的相對大小(并非單獨原子的性質,受分子中所處環(huán)境的影響)。有多種不同定義方法，定量標度也各不相同。

①原子的雜化狀態(tài)原子的雜化狀態(tài)對電負性的影響是因為s電子的鉆穿效應比較強，s軌道的能量比較低，有較大的吸引電子的能力。所以雜化軌道中含s成分越多，原子的電負性也就越大。例如，碳和氮原子在雜化軌道sp3、sp2和sp中s成分分別為25%、33%、50%，相應的電負性分別為2.48、2.75、3.29和3.08、3.94、4.67。一般所取碳的電負性為2.55，氮為3.04，分別相當于sp3雜化軌道的電負性。當以sp雜化時，碳的電負性值約接近于氧(3.44)，氮的電負性甚至比氟(3.98)還要大。第26頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月②鍵聯(lián)原子的誘導作用一個原子的電負性可因受周圍原子誘導作用的影響而發(fā)生變化。例如，在CH3I中的碳的電負性就小于CF3I中碳的電負性。其原因在于，F(xiàn)(3.98)的電負性遠大于H(2.2)，在F的誘導作用下，CF3I中碳的電負性增加，甚至超過了碘。結果使得在兩種化合物中C－I鍵的極性有著完全相反的方向:在中碳帶正電，而在中碳帶負電。考慮到如上述CH3和CF3基團的中心原子受其他原子影響而改變了電負性值，從而提出了基團電負性的概念。一個特定的基團有一個特定的電負性值(表)。

δ＋δ－δ＋δ－2.583.504.323.363.763.422.613.78C6H5COOCH3NO2COOHCNOHN(CH3)2NF22.782.963.103.193.322.322.30電負性NH2CI3