无机及分析化学B教学（丁明玉）chapter6-3.pptxVIP

第六章 原子结构;多电子原子：含有两个以上电子的原子。在多电子原子中，每个电子都受原子核吸引，同时又受其它电子的排斥。 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。;Pauling近似能级图;多电子原子的近似能级图的特点： 按能级高低排列；能级相近的划归一个能级组，共7个能级组；组间能量差大，组内能量差小。 能量相同的状态称作简并状态；如：5个d轨道能量相同，称简并轨道或等价轨道；简并轨道的个数称简并度，d轨道为五重简并。 角量子数l相同的能级，n越大，离核越远，能量越高。 n相同l不同的能级，能量随l增大。 n和l同时变动时，能级的能量次序比较复杂。 如：E4s E3d E4p E5s E4d E5p E5s E4f E5d6p;屏蔽效应;中心力场模型： 将多电子原子中其余电子对指定的某电子的排斥作用近似地看着抵消（屏蔽）了一部分核电荷对该指定电子的吸引力。 如果将抵消的那部分核电荷数用屏蔽常数?表示，即考虑屏蔽作用时的有效核电荷数Z*为： Z*＝Z－? 屏蔽效应：由核外其余电子部分地抵消核电荷对指定电子吸引力的作用。;考虑屏蔽效应时电子能量的计算公式:;斯莱特（Slater）规则;原子轨道中一个电子对屏蔽常数的贡献;例：计算铝原子中其他电子对一个3p电子的σ值。;例：计算钪原子中一个3s电子和一个3d电子各自的能量。;3s;钻穿效应（穿透效应）：由于电子的穿透作用的不同，而使它的能量发生变化的现象。 正是由于钻穿效应spdf，才使得n相同的各轨道能级次序为nsnpndnf n和l都不相同时的能量交错现象（E4sE3d）也可以用钻穿效应解释。虽然4s电子的最大概率峰比3d远得多，但4s电子的内层的小概率峰离核较近，对降低能量起很大作用。;对多电子原子而言，屏蔽和穿透两种作用的总效果都反映在z*值上。 如果穿透效应大，电子云深入内层，内层电子对它的屏蔽效应就变小，即?值变小，z*值变大，能量降低。;科顿（Cotton）原子轨道能级图;Cotton 原子轨道能级图;自氢开始到最重的元素，随着核电荷的增加、核外电子相应地逐渐填充到各个原子轨道中。 基态原子，其核外电子的排布是根据光谱数据确定的。经过分析、归纳，总结出核外电子排布遵循三条基本原理，即： 保里（Pauli）不相容原理； 能量最低原理； 洪特（Hund）规则。;每个原子轨道中最多容纳两个自旋方向相反的电子。 保里原理并不是从量子力学理论推导出来的，它只是一个假定，它适合量子力学，且为实验所证实。;能量最低原理;原子轨道 填充顺序;原子轨道 填充顺序; 1925年洪特根据光谱实验数据总结出：在简并轨道（等价轨道）上排布电子时, 将优先占据不同的轨道, 且自旋方向相同（自旋平行）。 电子成对能：在一个轨道中填入自旋平行的第二个电子时所需能量。;;洪特规则特例： 等价轨道处于全满、半满或全空时,原子较稳定。 全满：s2,p6,d10,f14; 半满：s1,p3,d5,f7; ;例外元素还有：Ru, Rh, Pd, Pt;元素的外围电子构型;离子的电子排布式; 作 业 p141： 9，11