wjhx053原子中电子的分布课件

第四节结束

第5章原子结构和元素周期性

5.3原子中电子的分布5.3.1多电子原子轨道的能级6s5s4s3s2s1s6p5p4p3p2p5d4d3d4f6543211s2p2s3p3s4p3d4s5p4d5s6p5d4f6s1.能级E1s<E2s<E3s<E4s2.同一电子层：

Ens<Enp<End<Enf近似能级图3.同一原子，不同电子亚层有能级交错现象：“n+0.7l”值越小，原子轨道能级越低。

E5s<E4d<E5pE6s<E4f<E5d<E6p4s

3d

E4s<E3d<E4p它是从周期系中各元素原子轨道图中归纳出的一般规律，所以是近似的。

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相对高低,不能比较不同元素原子轨道能级的相对高低。遵循以下三个原则：能量最低原理泡利不相容原理洪特规则原子核外电子排布三原理5.３.2基态原子中电子的分布原理1.

能量最低原理

原子为基态时，电子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。3.洪特规则

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,且自旋方向相同。如

7N1s22s22p31s2s2p

7N1s22s22p31s2s2p洪特规则特例：等价轨道全充满、半充满、或全空的状态一般比较稳定。

总的排布结果是使该原子系统的能量最低。全充满p6d10f14半充满p3d5f7

全空p0d0f0应用核外电子填入轨道顺序图，根据三原理，可以写出元素原子的核外电子分布式。如19K1s22s22p63s23p64s1

26Fe1s22s22p63s23p63d64s2核外电子填入轨道的顺序1s2s2p3p3s3d4s4p4d4f5f5d5p5s6s6p6d7s7p

19K1s22s22p63s23p64s1

[Ar]4s1

26Fe1s22s22p63s23p63d64s2

[Ar]3d64s2

35Br1s22s22p63s23p63d104s24p5[Ar]3d104s24p5

17Cl1s22s22p63s23p5

[Ne]3s23p5电子排布式轨道表示式原子的电子层结构两种表示方法：

为了避免电子结构式过长，通常把内层电子已达到稀有气体结构的部分写成稀有气体的元素符号外加方括号的形式来表示，这部分称为“原子实”。(1)电子排布式

用□或○表示一条原子轨道和用上下箭头分别表示两种不同自旋方向的电子。(2)轨道表示式

1s

2s

2p

如氧原子的轨道排布图。以下元素原子的外层电子分布有例外

29Cu1s22s22p63s23p63d104s1全充满同样有：

46Pd、47Ag、79Au或

[Ar]3d104s1以下元素原子的外层电子分布有例外

24Cr1s22s22p63s23p63d54s1半充满同样有：

42Mo、64Gd、96Cm或

[Ar]3d54s1基态原子外层电子填充顺序：

→ns→(n-2)f→(n-1)d→np5.3.4

简单基态阳离子的电子分布例26Fe1s22s22p63s23p63d64s2

经验规律价电子电离顺序：

→np→ns→(n-1)d→(n-2)f

Fe2+1s22s22p63s23p63d6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：

→np→ns→(n-1)d→(n-2)f例29Cu1s22s22p63s23p63d104s1

Cu2+1s22s22p63s23p63d9ⅠA0一1ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA2二345678910三1112ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧBⅠBⅡB131415161718四192021222324252627282930313233343536五373839404142434445464748495051525354六555671727374757677787980818283848586七87881031041051061071081091101111125.3.5元素周期系与核外电子分布的关系镧系5758596061626364656667686970锕系8990919293949596979899100101102原子核外电子分布的周期性是元素周期律的基础。元素周期律

元素周期表是周期律的表现形式。元素的性质随着原子序数（核电荷数）的递增呈现周期性的变化。1.电子层的结构与周期元素所在的周期数等于该元素原子的电子层数。即周期数

=最外层的主量子数n

各周期元素的数目等于相应能级组中原子轨道所能容纳的电子总数。区族d副族(B)族号＝(最外层＋次外层d)电子数[Ar]3d54s1第四周期ⅥB族ds副族(B)，族号＝最外层电子数f镧系、锕系f区元素s区元素素p区元d区元素ds区元素3.电子层的结构与元素的分区最后一个电子填入的亚层区最外层的ns亚层,价电子构型(ns1-2)s最外层的np亚层,价电子构型(ns2np1-6)p一般为次外层的(n-1)d亚层,价电子构型(n-1)d1-9ns1-2d一般为次外层的

(n-1)d

亚层,且为

d10,

价电子构型(n-1)d10ns1-2ds最后一个电子填入的亚层区一般为倒数第三层的（n-2)f层f5.3.6元素周期表元素在周期表的位置(周期、区、族)取决于该元素原子核外电子的分布例20Ca写出电子排布式1s22s22p63s23p64s2周期数＝电子层数四周期最后一个电子填入s亚层s区元素族数＝最外层电子数＝2ⅡACa为第四周期、ⅡA族元素例24Cr写出电子排布式1s22s22p63s23p63d54s1周期数＝电子层数四周期最后一个电子填入次外层d亚层d区元素族数＝(最外层+次外层d)电子数＝(1+5)=6ⅥBCr为第四周期、ⅥB族元素例

47Ag写出电子排布式[Kr]4d105s1周期数＝电子层数五周期最后一个电子填入次外层d亚层，而d电子数为10ds区元素族数＝最外层电子数＝1ⅠBAg为第五周期、IB族元素例已知某副族