基态原子电子组态

基态原子电子组态 所需解决问题：核外电子均带负电，相互之间有排斥作用，为什么每个电子最终能稳定存在？ 这种排斥作用有什么规律？如何描述？处于不同原子轨道上的电子的能量高低如何判断？1-6-0屏蔽效应和钻穿效应（补充内容）一：屏蔽效应（C级重点掌握）1：屏蔽效应与有效核电荷（C级重点掌握）这种由于其它电子对某一电子的排斥作用而抵消了一部分核电荷对电子的吸引力的作用 称为屏蔽作用（或效应）,而把被其他电子屏蔽后的核电荷称为有效核电荷用符号Z*表示.于 是有：Z* = Z-a式中：Z为未屏蔽时的核电荷数（即原子序数）,0称为屏蔽系数，它代表了其它电子对所选电 子（又称目标电子）的排斥作用大小。值越大，表示目标电子受到的屏蔽作用就越人轨道 形状不同，对其它电子的屏蔽效应人小不同，即。值不同，一般情况下，0 s 0 p O d2：多电子原子的能量公式（C级重点掌握）对于氢原子，核外只有一个电子，不存在屏蔽效应，则其电子的能量只与主电子数n有关，即:(1-9)而对于多电子原子中的一个电子来说,由于这时有效核电荷取代了核电荷，所以其电子的能 量：(1-10)3：屏蔽效应的应用（C级重点掌握）（l）n不同，i相同时卫越人，电子离核越远，所受到的屏蔽作用就越强，则c越人,Z*越小，所以 能量越高. E1SE2SE3SE4s3d和4s轨道的几率径向分布图同理：E4dE5s： E4fE6s概括一下，能级交错现彖有:EnsE（n-l）dn4EnsE（n-2）fn6思考题：1-6.2：在氢原子中的4s和3d哪个能级能量高？铳原子中4s和3d又是哪个能级能量高？为 什么？（A级掌握）重点提示:掌握屏蔽效应和钻穿效应的概念以及对轨道能屋高低的影响。所需解决的问题：既然电子在核外是处在不同层和能级上，那麽，电子的填充需遵循什么原 则？1-6-1核外电子的填充原则-构造原理(C级重点掌握)电子在核外轨道上的填充必须满足以卜规则，即构造原理：1. 泡里不相容原理每一条原子轨道中最多只能容纳两个电子，而且这两个电子自旋方向必须相反，这就是泡里 不相容原理。或考说，在同一个原子中，不可能有两个运动状态完全相同(即四个量子数完全相 同)的电子存在.2. 洪特规则电子分布到能量相同的等价轨道(即简并轨道)时,总是尽量以自旋相同的方向，单独占据 能量相同的原子轨道(即m不同的轨道)，这就是洪特规则。量子力学理论也指出:在等价轨道上的电子排布为全充满，半充满或全空状态时是比较稳定 的即：相对稳定状态厂全空：pO, dO, ft)卜半充满:p3, d5, f71-全充满:p6, dlO, fl43. 能量最低原理多电子原子在基态时，核外电子总是尽可能分布在能量最低的轨道上，这就是能量最低原 理。练习：1-6.3：指出下列元素的价电子构型，哪些是错误的，请说明原因，并改正.(C级重点掌握) (!)Sn:5sl5p3(2)F:2sl2p6(3)V:3d54sO(4)Pb:6sl6p3(5)W:5d56sl(6)Mo:4d55sl(7)Ni:3dl04s01-6-2基态原子电子组态(或排布)所需解决的问题：核外电子的填充依据又是什么？ 一：能级组的划分(C级重点掌握)我国化学家徐光宪教授提出以(n+0.7 i )来划分能级的概念，其结果见下表。原子轨道11+0.71能级组周期数 组内状态数Is1.01第一周期22s2p2.02.7II第二周期83s3p3.03.7III第三周期84s3d4p4.04.44.7IV第四周期185s4d5p5.05.45.7V第五周期186s4f5d6.06.16.46.7VI第六周期327s5f6d7.07.17.4vn第七周期未完结论：电子在核外的排布是依据能级组不同从能屋低的能级依次排布到能量高的能级。练习：1-6.4：判断下列说法是否正确，并简述原因。（C级重点掌握）（A）多电子的原子中，由于屏蔽效应，而使同一主层中不同亚层的能级发生分裂，即 EnsEnpEndE4s（C）由于能级交错，核外电子不是按电子层顺序,而是按能级组顺序进行填充（D）原子核外电子填充顺序和失去电子的顺序是一致的二：近似能级图与原子序数的关系（E级掌握）我们把能量相等的原子轨道称为简并轨道。如p轨道是三重简并的，三条轨道最多可容纳 6个电子（可写成np6）： d轨道是五重简并的,五条轨道最多可容纳10个电子（可写成ndlO）； 而f轨道是七重简并的，七条轨道最多可容纳14个电子（可写成iifl4）o上述能级图是假定所有不同元素的原子能级高低次序都是一样的,这是一种近似。事实上, 不同原子中轨道能级高低次序不是完全一样的。思考题：1-6.3：不同元素的原子其相同能级（如Is能级）的能量都一样吗？为什么？ （B级掌握）1-6.4：上图中在Z21后，Z越大，3d能量越低于4s,为什 么？ （A级掌握）所需解决的问题：核外电子的排布情况用什么式子来表达？三：核外电子排布式（C级重点掌握）（1）.核外电子的电子排布式用轨道符号表示，并在其右上角标上数字,代表能级上的电子数如:Mg（Z=12）的电子排布式 为：Is22s22p63s2,又可表示为:Ne3s2 注意:Cu（Z=29）的电子排布顺序为:ls22s22p63s23p64s!3dl0.但最终习惯表示成 ls22s22p63s23p63d!04sl.练习：1-6.5：对基态钙原子的电子排布式正确的是().(C级掌握)(A) Is22s22p63s23p64s2 (B) Is22s22p63s23p64sl4pl(C) Is22s22p63s23p74sl(D) Is22s22p63s23p54s3(2).轨道排布式用一条下划短线”或以及O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.如氧原子的轨道排布图.练习：1-6.6：基态碳原子的电子排布正确的是()(C级掌握)(A) (B) (C) (D).价电子层构型指能参与化学反应并用于成键的电子的排布式.所谓价电子层，对主族元素是指最外层的ns 和np能级;对于副族是指最外层的ns和次外层的(ml)d能级.如P(Z=15)的价电子构型 为:3s23p3;Ni(Z=28)的价电子构型为:3d84s2.思考题：1-6.5：已知Cu的电子排布顺序为:Ai4sl3dl0,当Cu失去2个电子成为Cu2+时，应失去 能量高的3d能级上的电子，所以其离子的电子排布式为：Ai4sl3d8,这种说法对吗？(E级 重点掌握)练习：1-6.7：写出下列原子的核外电子排布式，价电子构型以及其轨道排布式。(C级重点掌握)A： Ba(Z=56)； B： Ag(Z=47); C： As(Z=33)； D： V(Z=23)； E： Mn2+(Z=25) F： Co3+(Z=27) 例6(C级重点掌握)重点提示:重点掌握能级组的分组并能熟练地由原子序数写出其核外电子排布式，轨道排 布式，价电子构型。