奥赛原子结构课件

原子结构一、原子结构的Bohr理论1808年Dalton提出：每一种化学元素单位是原子，同种元素的原子质量相同，不同种元素由不同种原子，原子不可再分，在化学反应中，相关种类的原子以整数比结合成新物质。1897年J.J.Thomson发现了电子——原子可再分1911年Rutherford实验：α粒籽金箔Rutherford原子的核式结构模型：原子中的正电荷集中于很小区域（原子直径：10-10m；核直径：10-16～10-14m），原子质量主要集中在正电荷部分——原子核，原子中电子质量很小（9.109×10-28g），电子绕核旋转。如何说明多个电子在核外运动状态呢?氢原子光谱：Bohr原子结构理论：1、电子在原子核外的轨道上运动时，只能稳定于具的分立的、固定能量的状态中，这些状态称为定态——能级。处于定态的原子能量是量子化的，原子处于某一定态时原子是稳定的，并不发光。2、跃迁规则：原子能量变化（增加/减少）只能在某两定态之间以跃迁方式进行。在通常情况下，电子近可能处于能量最低的状态。hυ=ΔE=E2-E1氢原子在可见光区的发光谱线能量二、原子结构的量子力学描述1、微观粒子运动不符合经典力学规律，具有波粒二象性。2、Schrodinger方程：1926年E.Schrodinger根据微观粒子的波粒二象性，结合光的波动方程得出了氢原子的波动方程——Schrodinger方程。每个原子都可以建立其Schrodinger方程，解方程求得的每一个合理的解——波函数，描述了核外电子运动的某一定态。3、原子轨道电子是具有一定质量和动量的粒子，它的运动具有波动性，不可能同时测得它的准确位置和动量，它在核外运动空间符合一定波函数的空间图象——原子轨道。原子轨道的统计意义：原子轨道的形状，不是电子运动画过的痕迹，而是某一时刻在该区域内找到该电子的几率。三个量子数1、主量子数（n）代表原子轨道离原子核的平均距离——电子层，是决定在该轨道中运动电子能量的主要因素。n的可取值为：1、2、3、4……分别代表第一、第二、……子层(K,L,M,N,O…)2、角量子数（l）代表同一层原子轨道的空间形状，是决定在该轨道中运动电子的角动量，同时对电子能量的决定起次要作用。n=4，第四电子层l=0（s）、1（p）、2（d）、3（f），有四个取值，有四个亚层不同亚层轨道形状spdp亚层：m可取取-1、0、1，有三条轨道。pxpzpyd亚层：m可取取-2、-1、0、1、2，有五条轨道三个量子数构成一套，共同决定一条原子轨道主量子数n主层符号角量子数l亚层符号磁量子数m原子轨道符号亚层中轨道数1K01s01s12L02s02s112p0,±12pz，2px，2py33M03s03s113p0,±13pz，3px，3py323d0,±1±23dz2,3dxz,3dyz3dxy3dx2-y254N04s04s114p0,±14pz，4px，4py324d0,±1±24dz2,4dxz,4dyz4dxy4dx2-y2534f0,±1,±2,±374、自旋量子数（ms）代表同原子轨道运动的电子自旋方向。银原子束实验：在同一条轨道上运动的电子还可以是两种不同方向的自旋，分别用自旋量子数：+1/2，-1/2来表示。所以：要描述原子中某一个电子的运动状态，必须用四个量子数（n,l,m,ms）来确定如某电子四个量子数为：（2，0，0，-1/2）表示该电子在2s轨道中运动主量子数(n)主层中亚层数角量子数(l)亚层符号磁量子数(m)原子轨道符号亚层中轨道数1101s01s12202s02s112p0,±12pz，2px，2py33303s03s113p0,±13pz，3px，3py323d0,±1±23dz2,3dxz,3dyz3dxy3dx2-y254404s04s114p0,±14pz，4px，4py324d0,±1±24dz2,4dxz,4dyz4dxy4dx2-y2534f0,±1,±2,±371、多电子原子轨道能级分布：（3）HUnd规则：电子在能量相同的原子轨道排布时，近可能以相同的自旋，分别占据不同的轨道。碳原子的电子排布图可写成：电子排布式1s22s22p2或[He]2s22p2能量相同的原子轨道又称简并轨道，当简并轨道为全满，半满、全空时原子体系相对稳定（内能较低）。例1：已知Na的原子序数为11，试写出Na，Na+，Na-的电子排布式答案：Na，1s22s22p63s1；Na+，1s22s22p6；Na-，1s22s22p63s2或[He]3s2例2：已知Ag的原子序数为47，试写出它的电子排布式答案：Ag，1s22s22p63s2p64s23d104p65s24d9洪特规则：

1s22s22p63s2p64s23d104p64d105s1或[Kr]4d105s1根据电子排布情况进行分区电子层次数各周期数，最外层电子数和族数相联系（教材已讲）最后一个电子填充在s轨道上，价电子为ns1-2最后一个电子填充在(n-1)d轨道上，价电子为(n-1)d1-10ns0-2最后一个电子填充在p轨道上，价电子为ns2np1-6最后一个电子填充在f轨道上，价电子为(n-2)f0-14(n-1)d0-2ns2最后一个电子填充在s轨道上，次外层d轨道满，价电子为(n-1)d10ns1-2118号：1s22s22p63s2p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d107p2[Rn]7s25f146d107p6

答案：第七周期；0族方法2：按周期元素个数计算将周期分组：1周期为1组；2、3周期为2组；4、5周期为3组；6、7周期为4组；8、9周期为5组……。相应周元素个数为2n2，n为所在的组数周期：123456789元数个数：288161632325050118号元素：第七周期最后一个元素，也就是0族114号元素：第七周期的第28个，也就是倒数第5个元素，Ⅳ族。2、元素的原子半径的周期限性变化3、元素的第一电离能的周期限性变化4、元素的电亲和能的周期限性变化6、元素的电负性的周期限性变化例3现代原子结构理论认为，在同一电子层上，可有s、p、d、f、g、h……亚层，各亚层分别有轨道数1、3、5、……。度根据电子填入轨道的顺序预测：1、第八周期共有多少种元素。2、原子核外出现第一个6f电子的元素的原子序数是多少？3、如果发现166号元素应为第几周期？哪一族？1、能级为：7p、8s、5g、6f、7d、8p；最后一个元素（0族元素）电子排布为：[118]8s25g186f147d108p6，因此本周期应为50个元素2、依题意：原子核外出现第一个6f电子的元素的原子的电子排布为：[118]8s25g186f1，因此，该元素原子序数为：1393、166元素的原子的电子排布为：[118]8s25g186f147d108p4，因此，该元素为：第8周期，ⅥA族例4：A、B、C、D、E五种元素，其中A、B、C属同一周期，A最外层p亚层的电子数等于次外层电子总数；B原子最外层中的两个不成对电子，D、E原子核内各自的质子数与中子数相等；B元素可分别和A、