第8章原子结构

1、无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE28.1 氢原子结构氢原子结构 8.2 多电子原子结构多电子原子结构 8.3 元素周期律元素周期律第八章第八章 原子结构原子结构无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE3一、一、 氢原子光谱与氢原子光谱与BohrBohr理论理论 8.1 氢原子结构氢原子结构五、五、 氢原子的激发态氢原子的激发态四、四、 氢原子的基态氢原子的基态三、三、 Schrdinger方程与量子数方程与量子数二、二、 电子的波粒二象性电子的波粒二象性无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE41.光和电磁辐射光和

2、电磁辐射一、一、 氢原子光谱与氢原子光谱与BohrBohr理论理论红红 橙橙 黄黄 绿绿 青青 蓝蓝 紫紫无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE5 太阳光、白炽灯光和固体加热时发出的光，太阳光、白炽灯光和固体加热时发出的光，其频率十分齐全，在谱图上所得谱线十分密集，其频率十分齐全，在谱图上所得谱线十分密集，连成一片，称连成一片，称连续光谱连续光谱( (continuous spectrumcontinuous spectrum)-)- -表示能量连续变化。表示能量连续变化。 然而并非所有的光源都给出连续光谱，当气体然而并非所有的光源都给出连续光谱，当气体原子被火花、电

3、流等激发而产生的光，经过分光后原子被火花、电流等激发而产生的光，经过分光后，得到的是分立的、有明显分界的谱线，叫做，得到的是分立的、有明显分界的谱线，叫做不连不连续光谱续光谱或或线状光谱线状光谱。 德国化学家德国化学家BunsenBunsen首次注首次注意到每种元素都有自己的特征线状光谱。意到每种元素都有自己的特征线状光谱。无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE6 在熔接着两个电极的真空玻璃管内，充入氢气，在熔接着两个电极的真空玻璃管内，充入氢气，通过电极加上电压，玻璃管会发光，这是核外电子从高通过电极加上电压，玻璃管会发光，这是核外电子从高能状态回迁到低能状态释放能

4、量所发出的光。此光通过能状态回迁到低能状态释放能量所发出的光。此光通过棱镜分光，在黑色屏幕上可以看到对棱镜分光，在黑色屏幕上可以看到对应的光谱。应的光谱。 无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE718sm10998. 2 cc光速光速 /nmH3 .65657. 4H1 .48607. 6H0 .43491. 6H2 .41031. 71 /s)10 (14无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE8 不连续光谱不连续光谱,即线状光谱即线状光谱 其频率具有一定的规律其频率具有一定的规律12215s )121(10289. 3nvn= 3,4,5,

5、6式中式中 2，n，3.2891015各代表什么意义？各代表什么意义？经验公式：经验公式：氢原子光谱特征：氢原子光谱特征：无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE93.Bohr理论理论 三点假设：三点假设： 核外电子只能在有确定半径和能量的轨核外电子只能在有确定半径和能量的轨道上运动道上运动,且不辐射能量；且不辐射能量； 通常，电子处在离核最近的轨道上，能通常，电子处在离核最近的轨道上，能量最低量最低基态；原子获得能量后，电子被基态；原子获得能量后，电子被激发到高能量轨道上，原子处于激发态；激发到高能量轨道上，原子处于激发态； 从激发态回到基态释放光能，光的频率从激发态

6、回到基态释放光能，光的频率取决于轨道间的能量差。取决于轨道间的能量差。hEEEEh1212E：轨道能量轨道能量h：Planck常数常数无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE10 由上所述，原子吸收或发射能量是不连由上所述，原子吸收或发射能量是不连续的，即量子化的，也就是说只能以一份一续的，即量子化的，也就是说只能以一份一份的方式吸收或释放能量。份的方式吸收或释放能量。 所谓能量子就是指辐射能量的最小单位。所谓能量子就是指辐射能量的最小单位。由于能量子是以光的形式传播的，所以又叫由于能量子是以光的形式传播的，所以又叫光量子（或光子）。光子的能量大小与光的光量子（或光子）

7、。光子的能量大小与光的频率成正比：频率成正比： E = h E 光子的能量，光子的能量，光的频率，光的频率，hplanck常数。常数。 无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE11H原子光谱及原子能级原子光谱及原子能级无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE12玻尔理论的贡献：玻尔理论的贡献： 玻尔理论玻尔理论能够解释许多由单电子运动决定的光谱能够解释许多由单电子运动决定的光谱实验事实实验事实，还为类氢离子，还为类氢离子(即只有一个核外电子的体即只有一个核外电子的体系，如系，如He、Li2+、Be3+等等)的光谱实验所证实的光谱实验所证实; 玻尔

8、理论提出玻尔理论提出能级能级的概念，引入量子化条件，成的概念，引入量子化条件，成功地解释了氢原子光谱，功地解释了氢原子光谱，把宏观的光谱现象和微观把宏观的光谱现象和微观的原子内部电子分层结构联系的原子内部电子分层结构联系起来，推动了原子结起来，推动了原子结构理论的发展，是原子结构理论发展过程中的一个构理论的发展，是原子结构理论发展过程中的一个重大进展。重大进展。无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE13 但玻尔理论但玻尔理论（a a） 无法解释原子光谱的精细结构无法解释原子光谱的精细结构（b b） 不能说明多电子原子的光谱不能说明多电子原子的光谱（c c） 不能解释原

9、子的稳定性不能解释原子的稳定性BohrBohr 波尔理论提出能级概念，引入量波尔理论提出能级概念，引入量子化条件，成功地解释了子化条件，成功地解释了H原子光谱，原子光谱，认为光谱的不连续来自能级的不连续。认为光谱的不连续来自能级的不连续。无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE141924年，年，Louis de Broglie认为：认为：质量为质量为 m ，运动速，运动速度为度为的粒子，相应的波长的粒子，相应的波长为：为：二、二、 电子的波粒二象性电子的波粒二象性 1927年，年，Davissson和和Germer应应用用Ni晶体进行电子衍晶体进行电子衍射实验，证实电

10、子具射实验，证实电子具有波动性。有波动性。= h/m = h/p，h=6.62610-34Js，Plank常量。常量。de Brogliede Broglie无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE15 任何运动物体，包括宏观物体都可按任何运动物体，包括宏观物体都可按de Broglie公式计算其波长。但是宏观物体的波长极公式计算其波长。但是宏观物体的波长极短以至根本无法测量。短以至根本无法测量。如：一粒枪弹，如：一粒枪弹，m=0.01kg, =1.0103ms-1 计算得其波长计算得其波长 =6.610-35m 所以，宏观物体的波动性难以察觉，主要所以，宏观物体的波动

11、性难以察觉，主要表现为粒子性，服从经典力学的运动规律；只有表现为粒子性，服从经典力学的运动规律；只有像电子、原子等微观粒子是以波动性和粒子性的像电子、原子等微观粒子是以波动性和粒子性的统一体存在。统一体存在。无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE16薛定谔方程薛定谔方程是一个偏微分方程，其形式如下：是一个偏微分方程，其形式如下：22x22y22z)(822VEhm+=- （x,y,z）式中：式中： （x,y,z）为波函数，表示核外电子运动状态的函）为波函数，表示核外电子运动状态的函数式。数式。是是电子具有波动性的表现电子具有波动性的表现 m为电子的质量，为电子的质量，

12、 E为电子的总能量，等于动能与为电子的总能量，等于动能与势能之和，势能之和，V为电子的势能。为电子的势能。 这些都是这些都是电子具有粒子性的表现电子具有粒子性的表现 1.Schrdinger方程方程三、三、 Schrdinger方程与量子数方程与量子数无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE17Schrdinger无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE182.四个量子数四个量子数 主量子数主量子数 n 角量子数角量子数n=1, 2, 3,u与电子能量有关，与电子能量有关，n越大，电子的能量越高；越大，电子的能量越高；u不同的不同的n值，对应于不

13、同的电子层：值，对应于不同的电子层：K L M N O l 的取值的取值 0，1，2，3n1 对应着对应着 s, p, d, f. (亚层亚层) l 决定了决定了的角度函数的形状（的角度函数的形状（伸展方向伸展方向 ）。）。无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE19 磁量子数磁量子数 m 自旋量子数自旋量子数 ms,21smllm.,0,.21smm可取可取 0，1, 2l ； 其值决定了其值决定了角度函数的空间取向。角度函数的空间取向。无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE20m=0m=1m=-1m=0无机化学HANDAN COLLEGEH

14、ANDAN COLLEGE21yY2pxyzxY2pxyzxyzzY2pP轨道的角度分布图轨道的角度分布图无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE2222yxd 2zdxydxzdyzdm=+2m=-1m=-2m=+1m=0无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE233d：5种伸展方向：种伸展方向：0，2, 12d3zxyzyzd3xyzxzd3xyzxyd3xyz22d3yx xyz无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE24 n, l, m 一定，轨道也确定一定，轨道也确定 例如例如: n =2， l =0， m =0

15、， 2s n =3， l =1， m =0， 3pz n =3， l =2， m =0， 3dz2思考题：思考题： 当当n为为3时时, l ,m 分别可以取何值？轨道分别可以取何值？轨道的名称怎样的名称怎样?无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE25 通过一组特定的通过一组特定的n、l、m ，就可以得到，就可以得到一个相应的波函数一个相应的波函数n,l,m，它表示，它表示H原子中核原子中核外电子运动的某一种状态。外电子运动的某一种状态。例如例如: n =1, l =0, m =0 时的波函数为时的波函数为1s n =2, l =0, m =0 时的波函数为时的波函数为

16、2s n =2, l =1, m =0 时的波函数为时的波函数为2pz 由薛定谔方程得到这些波函数的同时，可由薛定谔方程得到这些波函数的同时，可得到与这些状态相对应的能量得到与这些状态相对应的能量E。无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE262. 波函数和原子轨道波函数和原子轨道 由解薛定谔方程所得的结果表明，由解薛定谔方程所得的结果表明，H原子的基态能原子的基态能量是一个定值，但描述电子在空间运动状态的量是一个定值，但描述电子在空间运动状态的却不却不是一个定值，而是空间位置是一个定值，而是空间位置r的函数。的函数。 1927年，德国物理学家年，德国物理学家W.Hei

17、senberg提出了量子提出了量子力学中的力学中的测不准原理测不准原理：如果用经典力学所用的物理量：如果用经典力学所用的物理量（位置和动量）来描述微观粒子的运动状态，所测位（位置和动量）来描述微观粒子的运动状态，所测位置的准确度越高，其动量准确度就越低，反之亦然。置的准确度越高，其动量准确度就越低，反之亦然。 也就是说经典力学中总有办法同时确知宏观物体也就是说经典力学中总有办法同时确知宏观物体的运动速度和位置，而对微观粒子，当确定了其运动的运动速度和位置，而对微观粒子，当确定了其运动速度时，却不能确定其位置。速度时，却不能确定其位置。无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLE

18、GE27 量子力学理论认为微观粒子在极小空间量子力学理论认为微观粒子在极小空间(分子、原子中的电子分子、原子中的电子)的运动都如此，它们没的运动都如此，它们没有固定的轨迹，只有统计的分布规律。也就是有固定的轨迹，只有统计的分布规律。也就是说说只能用概率，而不能用轨道来描述它们的运只能用概率，而不能用轨道来描述它们的运动状态。动状态。这正是考虑了微观离子在极小空间运这正是考虑了微观离子在极小空间运动时的波、粒二象性。动时的波、粒二象性。 波函数波函数是量子力学中描述核外电子在空是量子力学中描述核外电子在空间运动状态的数学函数式，一定的波函数表示间运动状态的数学函数式，一定的波函数表示一种电子的运

19、动状态。一种电子的运动状态。无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE28 量子力学中常借用经典力学中描述物体运量子力学中常借用经典力学中描述物体运动的动的“轨道轨道”的概念，把的概念，把波函数波函数的空间图像叫的空间图像叫做原子轨道做原子轨道。原子在不同条件。原子在不同条件(n, l, m)下的波下的波函数函数的空间图像叫做相应条件下的原子轨道。的空间图像叫做相应条件下的原子轨道。例如：例如：1,0,0就是就是1s轨道，或表示为轨道，或表示为1s 2,0,0就是就是2s轨道，或表示为轨道，或表示为2s 2,1,0就是就是2pz轨道，或表示为轨道，或表示为2pz注意：注意

20、： 这里的这里的原子轨道原子轨道和宏观物体的运动轨道是根本和宏观物体的运动轨道是根本不同的，它只是代表原子中电子运动状态的一个不同的，它只是代表原子中电子运动状态的一个空空间图像间图像，代表原子核外电子的一种运动状态。，代表原子核外电子的一种运动状态。无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE293. 电子云、电子云、概率密度（概率密度（几率密度）几率密度）2 ：原子核外出现电子的概率密度。：原子核外出现电子的概率密度。 电子云电子云是电子出现的概率密度的形象化是电子出现的概率密度的形象化描述。或者说：电子云是描述。或者说：电子云是2的图象。的图象。 波函数波函数没有很明

21、确的物理意义，但没有很明确的物理意义，但2表示表示电子在原子空间的某点附近单位体积内出现的概电子在原子空间的某点附近单位体积内出现的概率。率。无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE30 1s (b) 1s )a(2界面图界面图电子云的电子云的图及电子云图及电子云的的r 电子云界面图是一个等密度面，电子在此界面之外电子云界面图是一个等密度面，电子在此界面之外的概率很小的概率很小(99%),通常通常认为在界面外发现电子的概率可忽略不计。认为在界面外发现电子的概率可忽略不计。无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE31222cossinsincoss

22、inzyxrrzryrx ,YrR ),( ),( zyx 波函数波函数是一个与坐标有关的量，可用直角坐标表是一个与坐标有关的量，可用直角坐标表示，也可用球坐标表示。由于核电荷产生的势场是球形示，也可用球坐标表示。由于核电荷产生的势场是球形对称的，所以解薛定谔方程应在含对称的，所以解薛定谔方程应在含 r，变量的球极变量的球极坐标系中进行。坐标系中进行。4. 原子轨道、原子轨道、电子云的角度分布图电子云的角度分布图的角度部分的角度部分的径向部分的径向部分无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE32 12 0/30arearR径向部分41,Y,1rs是一种球形对称分布是一种

23、球形对称分布角度部分角度部分xzy氢原子的电子运动氢原子的电子运动无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE33 如果将如果将Y(,)随随，的变化作图，可得到的变化作图，可得到的角度分布图；将的角度分布图；将Y2(,)对对，作图，则得到作图，则得到电子云的角度分布图。电子云的角度分布图。 由于由于Y(,)只与量子数只与量子数 l, m 有关，与主量有关，与主量子数子数 n无关，故只要量子数无关，故只要量子数 l, m 相同的原子轨相同的原子轨道，它们的角度分布相同。如道，它们的角度分布相同。如2pz, 3pz, 4pz的原的原子轨道角度分布相同，统称为子轨道角度分布相同，

24、统称为pz轨道。余类推。轨道。余类推。无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE34 波函数波函数( (原子轨道原子轨道) )的角度分布图的角度分布图 电子云的角度分布图电子云的角度分布图无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE35yY2pxyzxY2pxyz22pxYxyzxyz2p2yYxyz2p2zYxyzzY2pP轨道的角度分布图轨道的角度分布图无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE36 波函数是用不同量子数波函数是用不同量子数(n,l,m)来表征的，量子数与原子来表征的，量子数与原子能量、原子轨道及电子云的关系为

25、：能量、原子轨道及电子云的关系为：（1）主量子数主量子数 n 规定着规定着电子出现最大概率区域离电子出现最大概率区域离核的远近，以及原子能量的高低核的远近，以及原子能量的高低；（2）角量子数角量子数 l 规定电子云在空间角度分布情况，规定电子云在空间角度分布情况，即即与电子云形状有关与电子云形状有关。l 相同，电子云性质相同；相同，电子云性质相同；（3）磁量子数磁量子数 m 反映出原子轨道在空间的不同取反映出原子轨道在空间的不同取向。向。m 不同，取向不同不同，取向不同；（4）自旋量子数自旋量子数 ms 决定电子的决定电子的自旋方式自旋方式。自旋方。自旋方式只表示电子的两种不同的运动状态式只表

26、示电子的两种不同的运动状态, 常用常用或或表示。表示。无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE37小结：小结： 四个量子数规定了核外电子的运动状态，每个四个量子数规定了核外电子的运动状态，每个电子都可以用上述的四个量子数的一套数据来描述电子都可以用上述的四个量子数的一套数据来描述其运动状态（对应着一个波函数），其运动状态（对应着一个波函数），同一原子中没同一原子中没有四个量子数完全相同的电子有四个量子数完全相同的电子。换句话说，在同一。换句话说，在同一原子中的各个电子，它们的运动状态不可能完全相原子中的各个电子，它们的运动状态不可能完全相同，即四个量子数中至少有一个量子

27、数是不同的。同，即四个量子数中至少有一个量子数是不同的。无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE38一、一、 多电子原子轨道能级多电子原子轨道能级8.2 多电子原子结构多电子原子结构二、二、 核外电子排布核外电子排布无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE39轨道：轨道：与氢原子类似，其电子运动状态与氢原子类似，其电子运动状态 可描述为可描述为1s, 2s, 2px, 2py, 2pz, 3s能量：能量：与氢原子不同与氢原子不同, 能量不仅与能量不仅与n有关有关, 也与也与l有关有关; 在外加场的作用下在外加场的作用下, 还还 与与m有关。有关。

28、一、一、 多电子原子轨道能级多电子原子轨道能级无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE401.Pauling近似能级图近似能级图(1) l 相同的能级的能量高低由相同的能级的能量高低由n决定。决定。如如E1sE2sE3s(2) n相同，相同，l 不同的能级，能量随不同的能级，能量随 l 的的增大而升高。如：增大而升高。如：EnsEnpEndEnf，称为称为“能级分裂能级分裂”(3) n和和 l 均不相同时，出现均不相同时，出现能级交错能级交错现象。如现象。如E4sE3dE4p无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE413.屏蔽效应屏蔽效应+2e-

29、e-He+2e-He+2-e-假想假想He由核外电子云抵消一些核电由核外电子云抵消一些核电荷的作用。荷的作用。屏蔽效应：屏蔽效应：J)(10179.22218nZE为屏蔽常数为屏蔽常数，可用，可用 Slater 经验规则算得。经验规则算得。Z= Z*，Z* 有效核电荷数有效核电荷数无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE42 进入原子内部空间，进入原子内部空间，受到核的较强的吸引作用。受到核的较强的吸引作用。2s,2p轨道的径向分布图轨道的径向分布图3d 与与 4s轨道的径向分布图轨道的径向分布图4.钻穿效应钻穿效应钻穿效应示意图钻穿效应示意图无机化学HANDAN CO

30、LLEGEHANDAN COLLEGE43核外电子分布三规则：核外电子分布三规则： 最低能量原理最低能量原理 电子在核外排列应尽先分布在低能级轨电子在核外排列应尽先分布在低能级轨道上道上, 使整个原子系统能量最使整个原子系统能量最 低。低。 Pauli不相容原理不相容原理 每个原子轨道中最多容纳两个自旋方式每个原子轨道中最多容纳两个自旋方式相反的电子。相反的电子。 Hund 规则规则 在在 n 和和 l 相同的轨道上分布的电子相同的轨道上分布的电子,将尽将尽可能分占可能分占 m 值不同的轨道值不同的轨道, 且自旋平行。且自旋平行。二、二、 核外电子排布核外电子排布无机化学HANDAN COLL

31、EGEHANDAN COLLEGE44半满全满规则：半满全满规则： 当轨道处于全满、半满时，原子较稳定。当轨道处于全满、半满时，原子较稳定。Z = 26 Fe：1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2 N：1s2 2s2 2p3 14s3dAr 4s3d3p3s2p2s1s:Cr 2451562622 Z 称称为为Ar 4s3dAr 4s3d3p3s2p2s1s:Cu 2911011062622 Z原子芯原子芯无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE45电子填入轨道次序图电子填入轨道次序图无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE46

32、一、一、 原子的电子层结构和原子的电子层结构和 元素周期系元素周期系8.3 元素周期律元素周期律二、二、 元素性质的周期性元素性质的周期性无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE47一、一、 原子的电子层结构和元素周期系原子的电子层结构和元素周期系无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE48 元素周期律：元素周期律：元素以及由它形成的单质元素以及由它形成的单质和化合物的性质，随着元素的原子序数和化合物的性质，随着元素的原子序数(核电核电荷数荷数)的依次递增，呈现周期性的变化。的依次递增，呈现周期性的变化。元素周期表元素周期表(长表长表)：周期号数

33、周期号数等于电子层数。等于电子层数。各周期元素的数目各周期元素的数目等于相应能级组中原子轨等于相应能级组中原子轨道所能容纳的电子总数。道所能容纳的电子总数。主族元素的族号数主族元素的族号数等于原子最外层电子数。等于原子最外层电子数。无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE49s 区区ns12 p 区区ns2np16d 区区(n1)d110ns12 (Pd无无 s 电子电子)f 区区(n2)f114(n1)d02ns2结构分区：结构分区：无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE50量子数，电子层，电子亚层之间的关系量子数，电子层，电子亚层之间的关系

34、每个亚层中每个亚层中轨道数目轨道数目1 3 5 72 6 10 142 8 18 2n2每个亚层最多每个亚层最多容纳电子数容纳电子数每个电子层最多每个电子层最多 容纳的电子数容纳的电子数主量子数主量子数 n 1 2 3 4电子层电子层 K L M N角量子数角量子数 l 0 1 2 3电子亚层电子亚层 s p d f无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE511.有效核电荷有效核电荷Z* 元素原子序数增加时，原子的有效核电元素原子序数增加时，原子的有效核电荷荷Z*呈现周期性的呈现周期性的变化。变化。同一周期：同一周期： 短周期：从左到右，短周期：从左到右，Z*显著增加。

35、显著增加。 长周期：从左到右，前半部分有长周期：从左到右，前半部分有Z*增加增加 不多，不多，后半部分显著增加。后半部分显著增加。同一族：从上到下，同一族：从上到下，Z*增加，增加，但不显著。但不显著。二、二、 元素性质的周期性元素性质的周期性无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE52无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE532.原子半径（原子半径（r） 共价半径共价半径 van der Waals 半径半径 主族元素：从左到右主族元素：从左到右 r 减减小；小； 从上到下从上到下 r 增大。增大。过渡元素：从左到右过渡元素：从左到右r 缓慢

36、减小；缓慢减小； 从上到下从上到下r略略有增大。有增大。 金属半径金属半径无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE54125 132 145 161 r/pm Cr V Ti Sc 第四周期元素 元素的原子半径变化趋势元素的原子半径变化趋势137 143 159 173 r/pm WTa Hf Lu 第六周期元素146 143 160 181 r/pm Mo Nb Zr Y 第五周期元素无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE55 镧系元素从左到右，原子半径减小幅镧系元素从左到右，原子半径减小幅度更小，这是由于新增加的电子填入外数度更小，这是由于

37、新增加的电子填入外数第三层上，对外层电子的屏蔽效应更大，第三层上，对外层电子的屏蔽效应更大，外层电子所受到的外层电子所受到的 Z* 增加的影响更小。增加的影响更小。镧系元素从镧到镱整个系列的原子半径减镧系元素从镧到镱整个系列的原子半径减小不明显的现象称为小不明显的现象称为镧系收缩镧系收缩。无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE563.电离能电离能11molkJ2 .520 )g(LieLi(g)I 基态气体原子失去电子成为带一个正基态气体原子失去电子成为带一个正电荷的气态正离子所需要的能量称为第一电荷的气态正离子所需要的能量称为第一电离能，用电离能，用 I 1表示。表

38、示。 由由+1价气态正离子失去电子成为带价气态正离子失去电子成为带+2价气态正离子所需要的能量称为第二电离价气态正离子所需要的能量称为第二电离能，用能，用 I 2表示。表示。E+ (g) E 2+ (g) + e- I 2E (g) E+ (g) + e- I 1例如：例如：1332molkJ11815 )g(Lie(g)LiI122molkJ1 .7298 )g(Lie(g)LiI无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE57无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE58电离能变化电离能变化8.3 元素周期律元素周期律无机化学HANDAN COLLEGEHANDAN COLLEGE59 N、P、As、Sb、Be、Mg电离能较电离能较大大 半满，全满。半满，全满。同一主族同一主族：从上到下，最外层电子数相同；：从上到下，最外层电子数相同；Z*增加不多，增加不多，r 增大为主要因素，核对外增大为主要因素，核对外层电子引力依次减弱，电子易失去，层电子引力依次减弱，电子易失去，I 依依次变小。次变小。同一周期同一周期：主族元素主族元素从从A 到卤素，到卤素，Z*增增大，大，r 减小，减小，I 增大。其中增大。其中A 的的 I1 最小，最小，稀有气体的稀有气体的