内容正文:
第一节 原子结构
第一章 原子结构和性质
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原子结构
1、能层
按电子的________从内到外分成不同能层,通常用K,L,M,N……表示,能量依次________。
能量差异
升高
电子层数 一 二 三 四 五 六 七
符号 K L M N O P Q
每层最多容纳电子数 2 8 18 32 50 72 98
每层容纳的电子数不超过___
最外层电子数不超过__ (K层为最外层时,电子数不超过__)
次外层电子数不超过__
倒数第三层电子数不超过__
2n2
8
2
18
32
2、能级
同一能层根据________________分成不同的能级,通常用s,p,d,f等表示。
能级的符号和所能容纳的最多电子数
能层 K L M N O
能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p …
最多电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 …
电子的能量不同
3、能层与能级的关系
(1)一个能层的能级数与能层序数(n)间存在什么关系?一个能层最多可容纳的电子数与能层序数(n)间存在什么关系 ?
能层的能级数等于该能层序数。一个能层最多可容纳的电子数为2n2个。
(2)以s、p、d、f为符号的能级分别最多可容纳多少个电子 ?3d、4d、5d能级所能容纳的最多电子数是否相同?
依次为1、3、5、7的二倍;相同。
(3)第五能层最多可容纳多少个电子?它们分别容纳在几个能级中?各能级最多容纳多少个电子?
第五能层最多可容纳50个电子;5个能级;2,6,10,14,18
(4)能层或能级的能量关系。
4、电子云与原子轨道
(1)概率密度
用P表示电子在某处出现的概率,V表示该处的体积,则 称为概率密度,用ρ表示。
(2)电子云
电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述。
(3)电子云轮廓图
将电子在原子核外空间出现的概率P=90%的空间圈出来。
电子云扩展程度
同一原子的能层越高,s电子云的半径越大, 2s电子云比1s电子云更弥散
1s、2s、3s……电子的能量依次增高,电子在离核更远的区域出现的概率逐渐增大,电子云越来越向更大的空间扩展。
能层序数越大,原子轨道的半径越大。
(4)原子轨道
量子力学把电子在原子核外的一种空间运动状态称为一个原子轨道
各能级的一个伸展方向的电子云轮廓图即表示一个原子轨道
能级符号 ns np nd nf
轨道数目 1 3 5 7
原子轨道数与能层序数(n)的关系是原子轨道为n2个。
能层 能级 原子轨道数 原子轨道名称 电子云轮廓图的性质与取向
形状 取向
K 1s 1 1s 球形
L 2s 1 2s 球形
2p 3 2px、2py、2pz 哑铃形 相互垂直
M 3s 1 3s 球形
3p 3 3px、3py、3pz 哑铃形 相互垂直
3d 5 …… …… ……
能层 能级 原子轨道数 原子轨道名称 电子云轮廓图的性质与取向
能层 能级
N 4s 1 4s 球形
4p 3 4px、4py、4pz 哑铃形 相互垂直
4d 5 …… …… ……
4f 7 …… …… ……
…… …… …… …… …… ……
排布规则
1、泡利原理 洪特规则 能量最低原理
(1)能量最低原理
在构建基态原子时,电子将尽可能地先占据能量低的原子轨道,然后依次进入能量高的轨道,使整个原子的能量最低。
(2)泡利原理
在一个原子轨道里,最多只能容纳2个电子,它们的自旋相反,这个原理被称为泡利原理(也称泡利不相容原理)。
(3)洪特规则
基态原子中,填入简并轨道的电子总是先单独分占且自旋平行。
1.能量最低原理
①原子的核外电子排布遵循构造原理,使整