原子核外电子排布规律_第1页
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文档简介

1、原子核外电子排布规律能量最低原理:电子层划分为KLMOPQ,对应电子层能量增大;原子核外电子排布按照能量较低者低优先排布原则.每个电子层最多只能容纳2n2个电子。口最外层最多只能容纳8个电子(口层为最外层时不能超过2个)次外层最多只能容纳叽个电子(口层为次外层时不能超过2个倒数第三层最多只能容纳32个电子注意:多条规律必须同时兼顾。口简单例子的结构特点:(1)离子的电子排布:主族元素阳离子跟上一周期稀有气体的电子层排布相同,如钠离子、镁离子、铝离子和氖的核外电子排布是相同的。阴离子更同一周期稀有气体的电子排布相同:负氧离子,氟离子和氖的核外电子排布是相同的。(2)等电子粒子(注意主要元素在周期

2、表中的相对位置)10电子粒子皿4、口口3、NH口2、NH3、NH口4、O口口2、H2O、H3O、口、HF、Ne、Na、Mg口2、口1口3等。口18电子粒子:SiH4、口口3、PH3、口口2、HS、H2S、Cl、HCl、Ar、口、Ca口2、PH口4等。特殊情况:F2、H2O2、C2H6、CH3OH口核外电子总数及质子总数均相同的阳离子有:Na口、NH口4、H3O等;阴离子有:、口、口口口2;、Cl口等。口前18号元素原子结构的特殊性:(1)原子核中无中子的原子:11口口(2)最外层有1个电子的元素:H、Li、口;最外层有2个电子的元素(3)元素(3)最外层电子总数等于次外层电子数的元素:、(4最

3、外层电子数等于次外层电子数倍的元素:;是次外层电子数倍的元素:;是次外层电子数倍的元素:(5最外层电子数是内层电子数一半的元素、(6电子层数与最外层电子数相等的元素:、(7电子总数为最外层电子数倍的元素:(8次外层电子数是最外层电子数倍的元素:、元素周期表的规律:(1)最外层电子数大于或等于3而又小于8的元素一定是主族元素,最外层电子数为1或2的元素可能是主族、副族或0族元素,最外层电子数为的元素是稀有气体(例外)()在元素周期表中,同周期的II、川族元素的原子序数差别有:第2周期(短周期)元素原子序数都相差;第、周期相差;第、周期相差(3)同主族、邻周期元素的原子序数差位于过渡元素左侧的主族

4、元素,即IAI族,同主族、邻周期元素原子序数之差为下一周期元素所在周期所含元素总数;相差的数分别为2,8,8,;8,;8,32位于过渡元素左侧的主族元素,即川VII族,同主族、邻周期元素原子序数之差为下一周期元素所在周期所含元素种数。例如,氯和溴的原子序数之差为35-1(7溴=1所8在第四周期所含元素的种数)。相差的数分别为8,18,1,83,23.2同主族非县令的原子序数差为上述连续数的加和,如和的原子序数为2+8+8+18+18=54(4元素周期表中除VIII族元素之外,原子序数为奇数(偶数)的元素,所属所在族的序数及主要化合价也为奇数(偶数)。如:氯元素的原子序数为17,而其化合价有-1

5、、+1、+3、+5、+7,最外层有个电子,氯元素位于川族;硫元素的原子序数为,而其化合价有24价,最外层有个电子,硫元素位于丫1族。(5)元素周期表中金属盒非金属元素之间有一分界线,分界线右上方的元素为非金属元素,分界线左下方的元素为非金属元素(除外),分界线两边的元素一般既有金属性也有非金属性。每周期的最右边金属的族序数与周期序数相等,如:为第三周期III族。元素周期律:(1)原子半径的变化规律:同周期主族元素自左向右,原子半径逐渐增大;同主族元素自上而下,原子半径逐渐增大。(2元素化合价的变化规律:同周期自左向右,最高正价:最高正价主族序数(、除外),负价由,非金属负价-族序数)(3)元素

6、的金属性:同周期自左向右逐渐减弱;同主族自上而下逐渐增强。(4)元素的非金属性:同周期制作仙游逐渐增强;同主族自上而下逐渐减弱。(5)最高价化合物对应水化物的酸、碱性:同周期自左向右酸性逐渐增强,碱性逐渐减弱;同主族自上而下酸性逐渐减弱,碱性逐渐增强。(6)非金属气态氢化物的形成难以、稳定性:同周期自左向右形成由难到易,稳定性逐渐增强;同主族自上而下形成由易到难,稳定性逐渐减弱。原子核外电子按照轨道式排布时遵守下列次序:1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d规律总结:有个轨道,最多容纳个电子有个轨道,最多容纳个电子有个轨道,最多容纳个电子有个轨道,最多容纳个电子每一个轨道可以容纳两个自选方向

7、相反的电子sp(Nd+)1sNd(N+1)p(Nf+2()Ns+1N)d原子核外电子排布规律1、泡利不相容原理:每个轨道最多只能容纳两个电子,且自旋相反配对2、能量最低原理:电子尽可能占据能量最低的轨道3、洪特规则:简并轨道(能级相同的轨道)只有被电子逐一自旋平行地占据后,才能容纳第二个电子另外:等价轨道在全充满、半充满或全空的状态是比较稳定的,亦即下列电子结构是比较稳定的:全充满或或半充满或或全空或或还有少数元素(如某些原子序数较大的过渡元素和镧系、锕系中的某些元素)的电子排布更为复杂,既不符合鲍林能级图的排布顺序,也不符合全充满、半充满及全空的规律。而这些元素的核外电子排布是由光谱实验结构

8、得出的,我们应该尊重光谱实验事实。对于核外电子排布规律,只要掌握一般规律,注意少数例外即可。处于稳定状态的原子,核外电子将尽可能地按能量最低原理排布,另外,由于电子不可能都挤在一起,它们还要遵守保里不相容原理和洪特规则,一般而言,在这三条规则的指导下,可以推导出元素原子的核外电子排布情况,在中学阶段要求的前36号元素里,没有例外的情况发生。1最低能量原理电子在原子核外排布时,要尽可能使电子的能量最低。怎样才能使电子的能量最低呢?比方说,我们站在地面上,不会觉得有什么危险;如果我们站在20层楼的顶上,再往下看时我们心理感到害怕。这是因为物体在越高处具有的势能越高,物体总有从高处往低处的一种趋势,

9、就像自由落体一样,我们从来没有见过物体会自动从地面上升到空中,物体要从地面到空中,必须要有外加力的作用。电子本身就是一种物质,也具有同样的性质,即它在一般情况下总想处于一种较为安全(或稳定)的一种状态(基态),也就是能量最低时的状态。当有外加作用时,电子也是可以吸收能量到能量较高的状态(激发态),但是它总有时时刻刻想回到基态的趋势。一般来说,离核较近的电子具有较低的能量,随着电子层数的增加,电子的能量越来越大;同一层中,各亚层的能量是按s、的次序增高的。这两种作用的总结果可以得出电子在原子核外排布时遵守下列次序:、3、s3、4s、3、4、2保里不相容原理我们已经知道,一个电子的运动状态要从4个

10、方面来进行描述,即它所处的电子层、电子亚层、电子云的伸展方向以及电子的自旋方向。在同一个原子中没有也不可能有运动状态完全相同的两个电子存在,这就是保里不相容原理所告诉大家的。根据这个规则,如果两个电子处于同一轨道,那么,这两个电子的自旋方向必定相反。也就是说,每一个轨道中只能容纳两个自旋方向相反的电子。这一点好像我们坐电梯,每个人相当于一个电子,每一个电梯相当于一个轨道,假设电梯足够小,每一个电梯最多只能同时供两个人乘坐,而且乘坐时必须一个人头朝上,另一个人倒立着(为了充分利用空间)。根据保里不相容原理,我们得知:亚层只有个轨道,可以容纳两个自旋相反的电子;亚层有个轨道,总共可以容纳个电子;亚

11、层有个轨道,总共可以容纳个电子。我们还得知:第一电子层(层)中只有亚层,最多容纳两个电子;第二电子层(层)中包括和两个亚层,总共可以容纳个电子;第电子层(层)中包括、三个亚层,总共可以容纳个电子第层总共可以容纳个电子3洪特规则从光谱实验结果总结出来的洪特规则有两方面的含义:一是电子在原子核外排布时,将尽可能分占不同的轨道,且自旋平行;洪特规则的第二个含义是对于同一个电子亚层,当电子排布处于全满(、11半满(、)全空(、0)时比较稳定。这类似于我们坐电梯的情况中,要么电梯是空的,要么电梯里都有一个人,要么电梯里都挤满了两个人,大家都觉得比较均等,谁也不抱怨谁;如果有的电梯里挤满了两个人,而有的电

12、梯里只有一个人,或有的电梯里有一个人,而有的电梯里没有人,则必然有人产生抱怨情绪,我们称之为不稳定状态。二、核外电子排布的方法对于某元素原子的核外电子排布情况,先确定该原子的核外电子数(即原子序数、质子数、核电荷数),如24号元素铬,其原子核外总共有个电子,然后将这个电子从能量最低的亚层依次往能量较高的亚层上排布,只有前面的亚层填满后,才去填充后面的亚层,每一个亚层上最多能够排布的电子数为:亚层个,亚层个,亚层个,亚层个。最外层电子到底怎样排布,还要参考洪特规则,如24号元素铬的24个核外电子依次排列根据洪特规则,亚层处于半充满时较为稳定,故其排布式应根据洪特规则,亚层处于半充满时较为稳定,故

13、其排布式应为:最后,按照人们的习惯“每一个电子层不分隔开来”,改写成即可原子核外电子排布应遵循的三大规律一)泡利不相容原理:1在同一个原子里,没有运动状态四个方面完全相同的电子存在,这个结论叫泡利不相容原理。2根据这个原理,如果有两个电子处于一个轨道(即电子层电子亚层电子云的伸展方向都相同的轨道),那么这两个电子的自旋方向就一定相反。3各个电子层可能有的最多轨道数为,每个轨道只能容纳自旋相反的两个电子,各电子层可容纳的电子总数为2个。(二)能量最低原理:1在核外电子的排布中,通常状况下,电子总是尽先占有能量最低的原子轨道,只有当这些原子轨道占满后,电子才依次进入能量较高的原子轨道,这个规律叫能量最低原理。2能级:就是把原子中不同电子层和亚层按能量高低排布成顺序,象台阶一样叫做能级。(1同一电子层中各亚层的能级不相同,它们是按sp,的次序增高。不同亚层:(2在同一个原子中,不同电子层的能级不同。离核越近,越小的电子层能级越低。同中亚层:;(3)能级交错现象:多电子原子的各个电子,除去原子核对它们有吸引力外,同时各个电子之间还存在着排斥力,

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