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

第一节 原子结构 一、原子的组成 原子、原子核和核外电子 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） 元素与同位素 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。 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）。   元素的原子量 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 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 二、原子核外电子的排布规律 1.电子云的概念 无法准确测定核外电子的瞬时位置和速度 运用统计学方法计算电子的出现概率 氢原子 氢原子电子云 离核近，密度大 离核远，密度小 原子轨道 2. 核外电子运动状态的描述 根据测不准原理，无法用位移及速度来宏观物理量来描述核外电子的运动状态。 只能从微观的量子化参数来进行表达： 四个量子数（n、l、m、ms）来确定，缺一不可 主量子数 (n) 副量子数 (l) 磁量子数 (m) 自旋量子数 (ms) 2. 核外电子运动状态的描述 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。 n 的取值为从1开始的正整数， 即：n =1，2，3……，也就是电子层序数。 项目名称 相互关系 电子层序数n 光谱符号 离核距离 电子能量 1 K 2 L 近 低 3 M 4 N 5 O 6 P 远 高 7 Q … … 副量子数 l 又称为角量子数表示亚层 （能级），也反映了电子云（原子轨道）的形状。 l 的取值为0，1，2……（n -1）的正整数。 且：n ≥l＋1 电子层序数、角量子数和光谱符号的关系 项目名称 相互关系 电子层序数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 … 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： l≥|m| l 值确定后，m取值为0，±1，±2，±3，…，±l ，共（2l+1）个数值。 项目名称 相互关系 角量子数l 0 1 2 3 … 磁量子数m  0 -1、0、+1 -1、0、+1、 -2、+2 … … 电子层序数、电子亚层和伸展方向的关系 反映出该电子亚层下电子轨道的数目 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。 n l m 轨道数 电子数(2n2) K 1 s 0 0 1 1 2 2 L 2 s 0 0 1 4 2 8 p 1 0、 ±1 3 6 M 3 s 0 0 1 9 2 18 p 1 0、 ±1 3 6 d 2 0、±1、±2 5 10 N 4 s 0 0 1 16 2 32 p 1 0、 ±1 3 6 d 2 0、±1、±2 5 10 f 3 -0、±1、±2、±3 7 14 掌握：n≥ l+1 l≥▕m▏ 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 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 =-1∕2 课堂互动 判断下列各组量子数合理吗？ (1) n=3, l=3, m=+2, ms =+1/2 (2) n=2, l=1, m=+1, ms = – 1/2 (3) n=1, l=1, m= – 1, ms =+1/2 (4) n=4, l=3, m=0, ms = – 1/2 (5) n=2, l=3, m=+1, ms =+1/2 （2）（4）合理 3.多电子原子轨道的能级组和近似能级图 原子轨道 n+ 值 能级组 组内电子数 1s 1.0 1 2 2s 2p 2.0 2.7 2 8 3s 3p 3.0 3.7 3 8 4s 3d 4p 4.0 4.4 4.7 4 18 5s 4d 5p 5.0 5.4 5.7 5 18 6s 4f 5d 6p 6.0 6.1 6.4 6.7 6 32 n+0.7 l值、能级组和组内电子