2020全国高中化学竞赛-无机化学-5.3、5.4原子与核外电子的性质（天大版PDF）[共5份] (共6份打包)

天津大学无机化学教学团队 第五章 原子结构和 元素周期性 第六节 核外电子分布 第五章 原子结构和元素周期性 泡利不相容原理——每一个原子轨道，最多只能容 纳两个自旋方向相反的电子 能量最低原理——原子为基态时，电子尽可能地分 布在能级较低的轨道上，使原子处于能级最低状态 洪德规则——在同一亚层的等价轨道中电子尽可能 地单独分布在不同的轨道上,且自旋方向相同 如　7N 1s22s22p3 1s 2s 2p •5.3.1 基态原子中电子分布原理 第五章 原子结构和元素周期性 1. 能级 K<L<M<N<O<P 3. 同一原子，不同电子亚层有 能级交错现象 如　E5s< E4d< E5p 2. 同一电子层： 　Ens< Enp< End< Enf 6p 5p 4p 3p 2p 6p 5d 4f 6s 6s 5s 4s 3s 2s 1s 5d 4d 3d 4fP O N M L K 1s 2p 2s 3p 3s 4p 3d 4s 5p 4d 5s 近似能级图 •5.3.2 多电子原子轨道的能级 第五章 原子结构和元素周期性 (2) 2s (4) 3s (1) 1s (6) 4s (9) 5s (16) 7s (3) 2p (12) 6s (5) 3p (8) 4p (11) 5p (15) 6p (19) 7p (7) 3d (10) 4d (14) 5d (18) 6d (13) 4f (17) 5f 应用核外电子填入轨道顺序 图，根据泡利不相容原理、 能量最低原理、洪德规则， 可以写出元素原子的核外电 子分布式 核外电子填入轨道的顺序 •5.3.3 基态原子中电子的分布 第五章 原子结构和元素周期性 基态原子外层电子填充顺序： →ns →(n-2)f →(n-1)d →np 如 19K 1s22s22p63s23p64s1 26Fe 1s22s22p63s23p63d64s2 29Cu 1s22s22p63s23p63d94s2 (x) 第五章 原子结构和元素周期性 19种元素原子的外层电子分布有例外 基态原子电子分布 其中：29Cu 1s22s22p63s23p63d104s1 全充满 24Cr 1s22s22p63s23p63d54s1 半充满 同样有：46Pd、 47Ag、 79Au 同样有：42Mo、 64Gd、 96Cm 当电子分布为全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、 d5、f7)、 全空(p0、d0、f0)时, 原子结构较稳定 例外的还有： 41Nb、 44Ru、 45Rh、 57La、 58Ce、78Pt、89Ac、90Th、91Pa、92U、 93Np 第五章 原子结构和元素周期性 将原子的核外电子按照电子分布三个原则填入轨道的顺序， 将电子填入到原子轨道中，最后再按主量子数顺序进行调整 后，可得到各元素基态原子的核外电子分布式。 例:写出14Si,19K,30Zn,42Mo核外电子分布式。 原子核外电子分布式： 第五章 原子结构和元素周期性 • 1）填充顺序虽如此，但写分布式时，n 相同的轨道 写在一起。 • 2）该顺序只适用于绝大部分元素原子的电子填充， 个别元素不符合。 • 3）该顺序只可比较原子自身能级的高低，不同元素 原子的轨道能级不能比较。 注意 第五章 原子结构和元素周期性 在书写元素核外电子分布式时，为方便起见，可用该元素 前一周期的稀有气体的元素符号作为原子实代替相应电子 分布部分。 原子实：指原子除去最高能级组以外的原子实体。 [Ne]3s23p2 [Ar]4s1 [Ar]3d104s2 [Kr]4d55s1 14Si: 1s22s22p63s23p2 19K: 1s22s22p63s23p64s1 30Zn: 1s22s22p63s23p63d104s2 42Mo: 1s22s22p63s23p63d104s24p64d55s1 第五章 原子结构和元素周期性 ⅠA 0 一 1 1s1 ⅡA ⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA 2 1s2 二 3 4 5 6 7 8 9 10 三 11 12 ⅢBⅣBⅤBⅥB ⅦB Ⅷ ⅠBⅡB 13 14 15 16 17 18 四 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 五 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 六 55 56 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 ns1~2 (n-1)d1~9ns1~