无 机 第一讲 原子结构和分子结构 第一节 原子结构与元素周期律 1-1核外电子的运动状态 一、微观粒子的二重性 1.光的波动性 λ波长=传播方向上相邻两个波峰（波谷）间距离 频率v:1 H2=1S-1光速C=λ·v 真空中2.998×108m/s=3×108 波数=(cm-1) 3×108m/s大气中降低＜1/1000可略 2.光的微粒性 光量子 E=hv h:6.626×10-34J·S 3.白光是复色光 现光的颜色与波长 颜色 紫 兰 青 绿 黄 橙 红 波长（nm） 400-430 430-470 470-500 500-560 560-590 590-630 630-760 4.电子的波粒二重性———物质波 德布罗衣（De Broglie）波λ= m：质量 v=速度 h：普朗克常数 例题：假定电子运动的速度是光速的一半，试求电子表现波动性时的波长λ（pm）？已知电子质量为9.11×10-28g 二、原子核外电子的运动 1.早期模型 氢原子光谱 HX1 太阳光是连续光谱原子光谱是线状光谱 玻尔模型：①电子在一定的轨道上运动、不损失能量 ②不同轨道上的电子具有不同能量E=J n=1,2……正整数 电子离核近、能量低、最低能量状态称基态，激发态（能量高） ③只有当电子跃迁时，原子才释放或吸收能量。△E=hv=h=hc 1cm-1=1.986×10-23J 波尔理论的应用 1、解释氢原子光谱 电子跃迁时释放电子能量 E==（-） =1.097×105（-）cm-1里德保常数 2.计算氢原子光谱的谱线波长 电子由时释放能量得一系列值称赖曼线系 时释放能量得到一系列值 巴尔麦线条例：= 布喇干=1.097×105()cm-1 =15236 cm-1 λ==656 nm HX2 3.计算氢原子的电离能 n1nn等 氢原子电离能=6.023×1023 △E=6.023×1023()=-1313 KJ/摩 接近实验值1312 KJ/摩 4.近代描述—电子云 ①薛定颚方程的解即原子轨道 电子运动状态。 量子数是解方程的量子条件（三个）n、l、m，原子核外的电子运动状态用四个量数描述，n、l、m、ms电子自旋方向。 ②核外电子可能的空间状态 电子云的形状。 S电子云（球形） P电子云 亚铃形 PX PY P2三个方面 D电子云五个方向（称五个简并轨道） f七个方向（六个叶） Dxy dxz dyz dx2-y2 dz2 能量相同的轨道称简并轨道 HX3 三、核外电子的排布（多电子原子） 1.排布规则：1.能量最低原理 2.泡利原理 3.洪特规则 经验的补充规则：等价轨道全充满、丰充满、全空的状态比较稳定。 电子填入轨道的次序 HX4 具体元素原子的电子排布情况应尊重实验事实。 基态原子的核外电子构型表示： 例如：11Na 1S2 2S2 2P6 3S1 24Fe 2S2 2P6 3S2 3P6 3D6 4S2 或[Ar]3d6 4S2 2.能级组：多电子原子由于电子间的排斥作用使n相同的轨道发生能量分裂，n相同时，电子云能量顺序g＞f＞d＞p＞s称亚层 多种电子原子中某电子的能量 E=J Z：核电荷 能量相近的轨道成为、能级组，每个能级组由ns开始到np能级交差原因： 屏蔽效应σ、钻穿效应E=J 竟塞要求整个周期表元素，由原子序数写电子排布 重点记特殊情况 5d16s2 稀土 LaCe Gd Lu 其它 4fn5d06s2 铈 钆 镥 6d17s2 6d27s2 锕系 Ac Pa U Np Cm Lr Th 其它 5fn6d07s2 锕 镤 铀 镎 锔 铹 钍 1-2元素周期律 一、原子的电子层结构和周期律 1.随核电荷增大电子呈周期性分布每个周期的电子由SP逐个增入 2.新周期开始出现新电子层0故 周期序数=原子的电子层数 几周期中元素的数目等于2n2 3.主族元素的族序数=原子最外层电子数=最高正价数（除F、0外） 副族元素的族序数=原子次外层d电子数与最外层s电子数之和（ⅧB、ⅠB、ⅡB除外） 4.周期表按电子层结构分五个区，s、p、d、ds、f(按最后一个电子填入的区划分) 元素金属性和非金属性的递变：从左到右 金属性逐渐减弱 从上到下 金属性逐渐增强 周期律：元素的性质随元素原子序数的增加而呈周期性变化的规律。 二、元素基本性质的周期性 原子结构与原子参数的关系 1.有效核电荷，Z* Z*=Z-σ内层电子σ大 同层电子间σ小 外层 ... ...
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