1.2核外电子排布规律（课件）-《无机化学》同步教学（北京出版社）

第一章 原子结构 Atomic Structure Chapter 1 第二节 核外电子排布规律 一、多电子原子轨道能级 Pauling，美国著名结构化学家，根据大量光谱实验数据和理论计算，提出了多电子原子的原子轨道近似能级图。 Pauling近似能级图 轨道能级的相对高低由 n 和 l 共同决定。 角量子数相同时— 主量子数相同时— 1、轨道能级 Pauling近似能级图 n 和l都不同时 出现更为复杂的情况, 主量子数小的能级可能高于主量子数大的能级, 即所谓的能级交错。能级交错现象出现于第四能级组开始的各能级组中。 屏蔽效应 对一个指定的电子而言,它会受到来自内层电子和同层其他电子负电荷的排斥力, 这种球壳状负电荷像一个屏蔽罩, 部分阻隔了核对该电子的吸引力。 钻穿效应 指外部电子进入原子内部空间，受到核的较强的吸引作用。 2、能级交错的原因 我们知道，化学反应是原子的分离和重新组合。而原子的分离和重新组合方式，与它们的核外电子运动和排列状况有关。 就是电子在原子轨道上的分布，要尽可能的使电子的能量为最低。 根据能级图, 电子填入轨道时遵循下列次序： 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 钒(Z = 23)之前的原子严格遵守这一顺序, 铬(Z = 24)之后的原子有时出现例外。 1、能量最低原理 二、核外电子排布原理 每个原子轨道至多只能容纳两个电子；而且，这两个电子自旋方向必须相反。 或者是说，在同一个原子中，不可能有两个电子处于完全相同的状态，即原子中两个电子所处状态的四个量子数不可能完全相同。 2、泡利不相容原理 量子数 n l m ms 电子A 2 1 0 电子B 2 1 0 二、核外电子排布原理 电子填入轨道时 遵循下列次序： 在 n 和l 相同的简并轨道上分布的电子，将尽可能分占不同的轨道，且自旋平行。 简并轨道中全满、半满和全空时，能量较低较稳定。 (b) [Ar] (a) [Ar] 3d 4s 例如 3、洪特规则 二、核外电子排布原理 根据洪特规则, 下列三种排布中哪一种是氮原子的实际电子组态? Solution Question 3 原子 能级排列序列 光谱实验序列 Cr Mo Cu Ag Au [Ar] 3 d 4 4 s 2 [Kr] 4 d 4 5 s 2 [Ar] 3 d 9 4 s 2 [Kr] 4 d 9 5 s 2 [Xe] 4 f 14 5 d 9 6 s 2 [Ar] 3 d 5 4 s 1 [Kr] 4 d 5 5 s 1 [Ar] 3 d 10 4 s 1 [Kr] 4 d 10 5 s 1 [Xe] 4 f 14 5 d 10 6 s 1 记住一些重要的例外, 它们与亚层半满状态和亚层全满状态的相对稳定性有关。 根据鲍林图中给出的能级顺序，写出基态原子的电子组态。 基态原子的电子组态：小结 ↓↑ ↓↑ ↓↑ ↑ —— —— —— —— —— 1s 2s 2px 2py 2pz ↓↑ ↓↑ ↑ ↑ ↑ —— —— —— —— —— 1s 2s