442-第五章 原子结构与元素周期性.pptVIP

四、原子性质的周期性 原子的电子层结构、原子半径、电离能、电子亲合能和电负性等随核电荷的递增呈现周期性变化 （一）原子半径 （1）共价半径：两相同原子形成共价键时，其核间距的一半，称原子的共价半径，如Cl—Cl核间距198pm，rCl=99pm。有共价单键、双键、叁键（共价单键半径） * * 第五章 原子结构与元素周期性 一、原子与元素（自学） 原子序数Z=核内质子数 =核电荷数=核外电子数 二、原子轨道能级 1 定态轨道 2 轨道能级: 不同的能力状态 离核越近, 能量越低 正常状态---基态 激发态 三 原子结构的近代概念 运用1926年薛定谔建立起量子力学讨论研究原子结构，形成了近代概念。 （一）电子的波粒二象性。 20世纪初，发现光具有波粒二象性 (1) 电子具有微粒性。确定体积（直径d=10-15m）和质量（9.1×10-31kg） (2) 电子具有波动性。1927年科学家们用电子衍射实验。p131图示电子衍射环纹。与光的衍射图相似。 质子、中子等微观粒子也具有波粒二象性。经典力学（宏观物质）在证明微观粒子物质上出现问题。 （二）原子轨道 1、波函数 1926年薜定谔根据波粒二象性的概念提出了一个描述微观离子运动的基本方程——薜定谔波动方程。 1. 它体现了波粒二象性。 2. 它体现出了轨道和能量的量子化：欲使此方程有合理的解，有三个初始化条件：n l m ，都为整数。 n l m为三个量子数，当这三个量一定时，电子运动的能量就确定了，即波函数有确定的解。 3. 体现出了电子运动的统计性 波函数ψ是表示电子运动状态的函数，给定空间坐标后，就可求出波函数。 ψ2表示该轨道电子在这点上出现的几率密度。这样就体现了电子运动的统计性。 概率密度ρ ：电子在原子核外空间某处单位体积内出现的概率 薛定锷方程体现了微观粒子运动的三大特征。 原子轨道: 就指电子运动的波函数，它不是说电子运动有特定的轨道，我们只能说它在某一区域出现的概率大小和该电子的能量。 比较原子轨道?的角度分布图Y和电子云???2的角度分布图Y2可得： 相似点：图形基本相似。 不同点：（1）原子轨道角度分布图有“+”、“-”之分，而电子云图的角度分布图 均为“+”； （2）电子云图要“瘦”些，因Y值一般是小于1的。 （四）量子数 1、主量子数（n） 它表示原子轨道的层数, n=1,2,…n. 决定电子能量的主要因素。n越小，能量越低。 电子层符号： K L M N …… （1）描述电子层离核的远近； (2）描述电子层能量的高低。 2、副（角）量子数（l） 表示在同一层原子轨道中的不同亚层, 每个亚层有不同的形状。数值可取0,1,…n-1，n与l共同决定轨道的能量。 副量子数(l) : 0 1 2 3(n-1) 电子亚层符号: s p d f … 原子轨道(亚层) 球形 哑铃形 花瓣形 （1）在多电子原子中与n一起决定电子亚层的能量，l值越小，亚层能量越低 （2）每一个l 值决定电子层中的一个亚层 （3）每一个l值代表一种电子云或原子轨道的形状 3、磁量子数(m) 取值：受l限制，取-l,…-2,-1,0,1,2,……+l(即0,±1±2…±l) 原子轨道符号：s Pz ,Px,Py dz2 , dx2 , dy2 , dx2-y2 , dxy 4、自旋量子数（ms） 含义：描述核外电子的自旋状态 (绕电子自身的轴旋转运动） 取值：± 描述一个电子: 4个量子数 描述一个轨道: 3个量子数 电子所在的电子层，原子轨道能级，形状，方向及电子自旋的方向与何种量子数相关? n=1 l=0 s轨道 m=0 无伸展方向 l=1，p轨道，是哑铃型，m= -1,0,+1,有三个方向 l=2，花瓣型， m=-2,-1,0,+1,+2, 五个方向 例：下列各组量子数中，哪组正确 1. n=3, L=2, m=-2; 2. n=4, L=-1,m=0 3. n=4,L=1,m=-2 4. n=3,L=3,m=-3 研究表明：在同一原子中，不可能有运动状态完全相同的电子存在。 同一原子中每个电子中的四个量子数不可能完全相同 每一个轨道只能容纳两个自旋方向相反的电子 原子结构的近代概念（原子力学的原子模型）归纳，重点有： （1）电子具有波粒二象性，核外电子运动没有固定的轨道，但具有按照几率分布的统