第三章物质结构与元素周期律（课件）-《无机化学基础》第一课时同步教学（人卫版第四版）

原子结构和元素周期律 一、原子的组成 原子由原子核和核外电子构成，原子核位于原子的中心，体积很小，原子核由质子和中子构成，质子带正电荷，中子不带电荷，核外电子带负电荷，质子数与核外电子相等，整个原子呈电中性。 1.原子、原子核和核外电子 2,元素和同位素 元素是指原子核内具有相同质子数（核电荷数）的同一类原子的总称。 原子序数 ＝ 核电荷数 ＝ 核内质子数 ＝ 核外电子数 原子的质量数（A）= 质子数（Z）+ 中子数（N） 同位素是指原子核内具有相同的质子数而中子数不同的同种元素的不同原子互称。例如， （氕，符号 H）、 （氘，符号 D）、 （氚 ，符号T）。   元素的相对原子质量，简称元素的原子量是指该元素的各种天然同位素相对原子质量与其相应自然界丰度的平均值。即： 例如，普通Cl由77.53% 的 和22.47% 的 组成，故Cl的平均原子量：35×77.53% + 37×22.47% = 35.45 3. 元素的原子量 二、原子核外电子的排布规律 电子在空间某一区域（或单位体积）内出现的概率，称为概率密度。 常用密度不同的小黑点来表示，这种图像称之为“电子云”。把电子云概率密度相等的各点连接起来的曲面，称之为等概率密度。 1,电子云的概念 将原子核外电子在空间出现的总概率的90%以上包括在内的地方做一等密度图，就得到电子云界面图。 1s电子云示意图 电子云等概率密度剖面示意图 1s电子云界面的剖视图 离原子核较近的地方黑点密集；离 原子核较远的地方黑点稀疏。习惯 将电子在核外出现几率较大的区域 形象地称为“原子轨道”。 基态轨道s、p示意图动画 2,核外电子运动状态的描述 主量子数n 主量子数n表示电子所在的电子层，称为能层，它代表电子的能量。主量子数n的取值为从1开始的正整数，即n =1，2，3，4……，也就是电子层序数。 名称 相互关系 主量子数n 光谱符号 电子能量 离核距离 1 K 2 L 低 近 3 M 4 N 5 O 6 P 高 远 7 Q … … 主量子数n、光谱符号与能量三者的关系 电子运动“量子化”。用四个量子数（n、l、m、ms）来确定，缺一不可。 副量子数l 副量子数l又称为角量子数（能级），表示能级，也代表电子亚层，同时反映了电子云（原子轨道）的形状。对于给定的n值，副量子数l的取值为0，1，2…… n-1 。 l ≤ n-1 主量子数n、副量子数l与光谱符号的关系 名称 相互关系 主量子数n 1 2 3 4 … 角量子数l 0 0，1 0，1，2 0，1，2，3 … 光谱符号 s s，p s，p，d s，p，d，f … x x x y x x + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - s y px py pz dxy dyz dxz dz2 dx2-y2 z z x z z x x x x x y y y z x x + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - s z 电 子 云 形 状 的 空 中 图 像 磁量子数m 磁量子数m代表原子轨道在空间的伸展方向。m的取值受副量子数l的限制，它们之间的关系为： m ≤ | l | 当l 的取值确定后，m的取值为0，±1，±2，±3，…，±l ，共（2l+1）个数值。 项目名称 相互关系 电子层序数n 1 2 3 4 … 角量子数l 0 1 2 3 … 磁量子数m  0 -1、0、+1 -1、0、+1、 -2、+2 … … 主量子数n、副量子数l和磁量子数m的关系 自旋量子数ms 代表电子在空间的自旋方向，有顺时针和逆时针两种，用ms =+1/2或ms =-1/2表示，通常用 “↑”或“↓”表示。 下列各组量子数中，哪些不合理？为什么？ （1）n =3 l =1 m=+1 ms =+1∕2 （2）n =2 l =2 m==-1 ms =-1∕2 （3）n =3 l =4 m==+1 ms =-1∕2 （4）n =2 l =0 m==-1 ms =