04.14 原子結構--化學選修3

一:基本概念

1.物質由分子組成,分子有原子構成,原子包括原子核和電子,原子核又由質子和中子組成。

2.性質:電荷有正電荷(質子)和負電荷(電子),質子數=核電荷數=電子數=原子序數。現在用的元素週期表不是門捷列夫週期表,門捷列夫週期表按照原子量遞增排列,現代元素週期表按質子數遞增排列的。

3.質量:質子數 質子數+中子數=質量數

中子數

4.原子半徑:有核外電子決定。

5.同位素:相同質子數不同中子數的幾個元素

化學性質相似,物理性質(質量、核變化)

6.核素:質子數、中子數相同的原子====相同核素

質子數、中子數至少一個不同====不同核素

二:原子結構研究

1.盧瑟福原子模型:

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1. 量子力學:1.黑體輻射:光的能量不是連續的,光的量子化 E=hυ

2. 測不準原理

3. 光電效應

4. 宏觀物體:經典力學 微觀:量子力學

三:核外電子運動狀態:隨機運動, 概率。能量

四:薛定諤方程:

一維:動能+勢能=總能量

方程的解:四個量子數----描述核外電子運動狀態

主量子數n=1.2.3…… 電子層

角量子數 l=0,1,2,3,4….n-1 電子亞層

磁量子數 m=0,+-1 + -2 …. +-l 軌道

自旋量子數 ms=+ - 1/2 自旋

能量與 n l 有關 n ,l m 決定電子的位置 四個決定電子的狀態

電子排布表示方法:

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能量相同的軌道稱為簡併軌道

電子應遵循:泡林不相容原理:自旋相反,同一個原子內不可能出現四個量子數相同的電子;能量最低原理;洪特規則:電子排布出現全滿、半滿、全空有利於能量最低,穩定性越高。(費米子與玻色子)

洪特規則---------對稱額外提升穩定性(對稱額外引起能量降低)

非H原子:電子之間有排斥力導致了能級大小關係發生了變化

屏蔽效應:內層電子對外層電子收到原子核引力的屏蔽

鑽穿效應:外層電子躍遷到內層時屏蔽效應減弱

有效電荷:屏蔽效應使有效核電荷數降低

能級分裂與交錯:能級大小的變化

能量差的變化

五:1.核外電子排布對元素分類

ns2np6 ---零族元素 (稀有氣體)

無能級交錯-----主族元素

有能級交錯-----過渡元素

2.過渡元素原子的電子排布

主族和過渡元素的區別:1.主族無能級交錯,能量差大,而過渡金屬有能級交錯,能量差小,不會通過電子躍遷符合洪特規則

2.能量差巨大,只有最外層是價電子發生得失,主族金屬唯一正價

過渡元素有能級交錯的能級的電子都是價電子,都能得失電子,過渡金屬多個正價,能量差小,有時通過電子躍遷符合洪特規則

3.過渡金屬的多種正價

Fe 價電子:

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小結:對比金屬

結構 價電子 正價 化合物 顏色

主族 無交錯 最外層 唯一正價 簡單 簡單

過渡 有交錯 最外層+次外層部分 多種正價 複雜 複雜

六.能級交錯帶來的影響

1.6 S2惰性電子對效應

原子結構--化學選修3

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一般只失去6P的電子

例子

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2.鑭系收縮

預備知識:原子核對最外層電子吸引力:

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一般,同一週期,從左到右,原子半徑減小,鑭系原子半徑變化不大基本一樣

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七:電子雲圖像

S亞層電子雲球形 n增大 半徑增大

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P亞層電子雲啞鈴型

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八.H原子光譜

基態:原子初始的排布狀態,能量最低

激發態:電子吸收能量躍遷到高能級,能量高,不穩定,總要躍回到基態,發射光子,釋放能量

1. 光子為電子提供能量

1.1一次一個光子對一個電子

1.2.光子能量:

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1.3. 電子向激發天躍遷:原子吸收光譜

電子向基態躍遷:原子發射光譜


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