原子中电子的分布

1、第三节原子中电子的分布第三节原子中电子的分布第五章第五章 原子结构和元素周期性原子结构和元素周期性 第三节第三节原子中电子的分布原子中电子的分布5-3-1 多电子原子轨道的能级多电子原子轨道的能级取决于主量子数多电子原子轨道的能级取决于主量子数n和角量子数和角量子数l ： 主量子数主量子数n相同时，相同时，l 越大，能量越高越大，能量越高 角量子数角量子数l 相同时，相同时，n越大，能量越高越大，能量越高 当主量子数当主量子数n和角量子数和角量子数l 都不同时都不同时，可，可以发生能级交以发生能级交错的现象。错的现象。n =1n =2n =3n =4l = sl = pl = dl 相同时n

2、相同时图5-1不同量子数的原子轨道能级5-3-2多电子原子轨道的能级多电子原子轨道的能级5-3-1多电子原子轨道的能级多电子原子轨道的能级6s5s4s3s2s1s6p5p4p3p2p5d4d3d4fPONMLK1s2p2s3p3s4p3d4s5p4d5s6p5d4f6s1. 能级能级KLMNOP3. 同一原子，不同电子亚层有同一原子，不同电子亚层有能级交错现象如能级交错现象如E5s E4d E5p2. 同一电子层：同一电子层：Ens Enp End Enf近似能级图近似能级图4.n,l相同时，轨道能量相同相同时，轨道能量相同5-1基态原子中电子分布原基态原子中电子分布原理理5-2 基态原子中电

3、子的分布原理基态原子中电子的分布原理泡利不相容原理泡利不相容原理每一个原子轨道，每一个原子轨道，最多只能容纳两个自旋方向相反的电子最多只能容纳两个自旋方向相反的电子能量最低原理能量最低原理原子为基态时，电子原子为基态时，电子尽可能地分布在能级较低的轨道上，使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原子处于能级最低状态洪德规则洪德规则在同一亚层的等价轨道中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电子尽可能地单独分布在不同的轨道上,且自旋方向相同且自旋方向相同如如7N 1s22s22p31s 2s 2p此外，还有此外，还有洪德规则特例洪德规则特例补充规则，用以解释以上

4、规补充规则，用以解释以上规则不足以说明实验事实的一些特例。则不足以说明实验事实的一些特例。它是从周期系中各元素原子轨道图中归它是从周期系中各元素原子轨道图中归纳出的一般规律纳出的一般规律,不能反映每种元素原子不能反映每种元素原子轨道能级的相对高低轨道能级的相对高低, 所以是近似的。所以是近似的。对近似能级图的几点说明对近似能级图的几点说明只能反映同一原子内各原子轨道能级的只能反映同一原子内各原子轨道能级的相对高低相对高低, 不能比较不同元素原子轨道。不能比较不同元素原子轨道。只能反映同一原子外电子层中原子轨道只能反映同一原子外电子层中原子轨道能级的相对高低，不能反映内电子层中能级的相对高低，不

5、能反映内电子层中原子轨道能级的相对高低。原子轨道能级的相对高低。电子在轨道上的能级与原子序数有关。电子在轨道上的能级与原子序数有关。5-5- - 基态原子中电子的分布基态原子中电子的分布5-3-3 基态原子中电子的分布基态原子中电子的分布(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，应用核外电子填入轨道顺序，根据泡利不相容原理、能量最根据泡利不相容原理、能量最低原理、洪德规则，可以写出低

6、原理、洪德规则，可以写出元素原子的核外电子分布式元素原子的核外电子分布式 22Ti 1s22s22p63s23p63d24s2 25Mn 1s22s22p63s23p63d54s2 核外电子填入轨道的顺序核外电子填入轨道的顺序基态原子外层电子填充顺序基态原子外层电子填充顺序ns (n-2)f (n-1)d np 例：例：11Na 17Cl19种元素原子的外层电子分布有例外种元素原子的外层电子分布有例外 基态原子电子分布基态原子电子分布其中：其中：29Cu24Cr同样有：同样有：47Ag、 79Au 、 46Pd同样有：同样有：42Mo、 64Gd、 96Cm当电子分布为全充满当电子分布为全充满

7、(p6、d10、f14)、半充满半充满(p3、 d5、f7)、全空全空(p0、d0、f0)时时, 原子结构较稳定原子结构较稳定例外的还有：例外的还有： 41Nb、 44Ru、 45Rh、 57La、 58Ce、78Pt、89Ac、90Th、91Pa、92U、 93Np1s22s22p63s23p63d104s1 全充满全充满1s22s22p63s23p63d54s1 半充满半充满价层电子构型的书写规则价层电子构型的书写规则 主族元素主族元素：写出最外层的s轨道和p轨道上的电子分布。 过渡金属过渡金属元素元素：写出次外层的d 轨道和最外层的s 轨道上的电子分布。 镧系和锕系元素镧系和锕系元素：写

8、出(n-2)层的f 轨道和最外层的s 轨道上的电子分布。少数元素 (n-1) 层的d 轨道上有电子，也应写出。 离子离子：要写出同一层的全部电子分布。AA0一一11s1AAAAAA21s2二二3456789 10三三11 12BBBB BBB13 14 15 16 17 18四四19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36五五37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54六六55 56 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85

9、 86ns12 (n-1)d19ns12 ns2np16(n-1)d10ns12价层价层价电子所在的亚层价电子所在的亚层价层电子构型价层电子构型指价层的电子分布式指价层的电子分布式基态原子的价层电子构型基态原子的价层电子构型5-3-4 简单基态阳离子的电子分布简单基态阳离子的电子分布基态原子外层电子填充顺序：基态原子外层电子填充顺序： ns (n-2)f (n-1)d np 价电子电离顺序：价电子电离顺序： np ns (n-1)d (n-2)f5-3-4 简单基态阳离子的电子分布简单基态阳离子的电子分布例例 26Fe 1s22s22p63s23p63d64s2 或或 Ar 3d64s2 Fe

10、2+ 1s22s22p63s23p63d6 或或 Ar 3d6原子实原子实原子中除去最高能级组以外原子中除去最高能级组以外 的原子实体的原子实体经验规律经验规律5-3-5元素周期系与核外电子分布元素周期系与核外电子分布的关系的关系AA0一一1AAAAAA2二二3456789 10三三11 12BBBB BBB13 14 15 16 17 18四四19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36五五37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54六六55 56 71* 72 73

11、74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86七七87 88 103*104 105 106 107 108 109 110 111 1125-3-5元素周期系与核外电子分布的关系元素周期系与核外电子分布的关系镧系镧系57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71锕系锕系89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99100 101 102103Sddspfns12 (n-1)d19ns12(n-1)d10ns12ns2np16(n-2)f014(n-1)d02ns2最后一个电子一般填入次外层最后一个电子一

12、般填入次外层d亚层亚层区区最后一个电子一般填入次外层最后一个电子一般填入次外层d亚层亚层最后一个电子填入最后一个电子填入s亚层亚层AA0一一1AAAAAA2二二3456789 10三三11 12BBBB BBB13 14 15 16 17 18四四19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36五五37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54六六55 56 71* 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86七七87 88103*1

13、04 105 106 107 108 109 110 111 1125-3-5元素周期系与核外电子分布的关系元素周期系与核外电子分布的关系镧系镧系57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71锕系锕系89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99100 101 102103Sddspfns12 (n-1)d19ns12(n-1)d10ns12ns2np16(n-2)f014(n-1)d02ns2区区最后一个电子填入外层最后一个电子填入外层p亚层亚层最后一个电子一般填入外数第三层最后一个电子一般填入外数第三层 f 亚层亚层5-3-5元素

14、周期系与核外电子分布的关系元素周期系与核外电子分布的关系区区根据最后一个电子填入的亚层确定根据最后一个电子填入的亚层确定最后一个电子填入的亚层最后一个电子填入的亚层区区最外层的最外层的 s 亚层亚层s最外层的最外层的 p 亚层亚层p一般为次外层的一般为次外层的 d 亚层亚层d一般为次外层的一般为次外层的 d 亚层亚层, 且为且为d10ds一般为外数第三层的一般为外数第三层的 f 亚层亚层f5-3-5元素周期系与核外电子分布的关系元素周期系与核外电子分布的关系族族根据区和最外层、次外层电子数确定根据区和最外层、次外层电子数确定区区族族s、p主族主族(A)，族数最外层电子数，族数最外层电子数d副族

15、副族(B)族数族数(最外层次外层最外层次外层d)电子数电子数ds副族副族(B)，族数最外层电子数，族数最外层电子数f镧系、锕系镧系、锕系5-3-元素周期表元素周期表5-3-6 元素周期表元素周期表元素在周期表的位置元素在周期表的位置(周期、区、族周期、区、族)取决于该元素原子核外电子的分布取决于该元素原子核外电子的分布例例 20Ca写出电子排布式写出电子排布式 1s22s22p63s23p64s2周期数电子层数周期数电子层数 第四周期第四周期最后一个电子填入最后一个电子填入s亚层亚层s区元素区元素族数最外层电子数族数最外层电子数2AACa 为第为第四四周期、周期、A族元素族元素元素在周期表的位

16、置元素在周期表的位置(周期、区、族周期、区、族)取决于该元素原子核外电子的分布取决于该元素原子核外电子的分布例例 24Cr写出电子排布式写出电子排布式 1s22s22p63s23p63d54s1周期数电子层数周期数电子层数 第四周期第四周期最后一个电子填入次外层最后一个电子填入次外层d亚层亚层 d区元素区元素族数族数(最外层最外层+次外层次外层d)电子数电子数 (1+5)=6BBCr 为第为第四四周期、周期、 B族元素族元素练习原子序数 核外电子分布式价层电子构型周期族区191s22s22p63s23p53d104s1四B作业146：3,7,8；147：1,2,3,6,8原子序数 核外电子分布式价层电子构型周期族区21252924第二节原子结构的近代概念第二节原子结构的近代概念第五章第五章 原子结构和元素周期性原子结构和元素周期性 第三节第三节 结束结束元素在周期表的位置元素在周期表的位置(周期、区、族周期、区、族)取决于该元素原子核外电子的分布取决于该元素原子核外电子的分布例例 47Ag写出电子排布式写出电子排布式 Kr4d105s1周期数电子层数周期数电子层数 第五周期第五周期最后一个电子填入次外层最后一个电子填入次外层d亚层，亚层，而而d电子数为电子数为10 ds区元素区元素族数最外层电子数族数最外层电子数1 IBAg 为第为第五五周期、周期、 IB族元