《无机化学》课程教学资源（课件讲稿）第一章 原子结构 1.3 元素周期律

原子结构总结1.薛定鹦方程：ayyay8元^m=0ax?h2azay求解方程，最终要得到的描述微观粒子运动的波函数亞和微观粒子在该状态下的能量E。2.波函数业没有明确的直观的物理意义，但波函数绝对值的平方|W2|却有明确的物理意义，它表示电子在核外空间某处出现的概率，即电子云

原子结构总结 1. 薛定鹗方程： 求解方程，最终要得到的描述微观粒子 运动的波函数Ψ和微观粒子在该状态下的 能量E 。 2. 波函数 没有明确的直观的物理意义，但 波函数绝对值的平方  2 却有明确的物理 意义，它表示电子在核外空间某处出现的 概率， 即电子云   0 8 2 2 2 2 2 2 2 2            E V Ψ h m z Ψ y Ψ x Ψ π

3、四个量子数NameSymbolValuesMeaningIndicates名称符号取值表示指明尺寸size1, 2, ...shell,电子层principlen主量子数energy能层主要决定能量Orbital angular1subshell energy形状shape0, 1,.., n1momentum亚层能级影响电子能量角量子数magneticorbitals ofdirectionm0, ±1, ±2, ....±Isubshell磁量子数空间伸展方向亚层轨道Spin magnetic+1/2, -1/2spin stateSpin directionms自旋状态电子自旋方向自旋磁量子数

Name 名称 Symbol 符号 Values 取值 Meaning 表示 Indicates 指明 principle 主量子数 n 1, 2,  shell, 电子层 energy 能层 尺寸 size 主要决定能量 Orbital angular momentum 角量子数 l 0, 1,, n-1 subshell energy 亚层能级 形状 shape 影响电子能量 magnetic 磁量子数 m 0, 1, 2, ,  l orbitals of subshell 亚层轨道 direction 空间伸展方向 Spin magnetic 自旋磁量子数 ms +1/2, -1/2 spin state 自旋状态 Spin direction 电子自旋方向 3、 四个量子数

多电子原子轨道能级Pauling的近似能级图品610005000000(六)1000000065015pSPOOOYidc0000(五)Ad5sO能级分裂5:4P.O00Y(四3000o3d能级交错4sO4:3POOY3p(三)35396虚线相连的轨道是氢原子中的简并轨道（能量相等）2p20(=)2:02s()能级组（具有相近能量的轨道）1sO1s

原子核外电子排布的基本原理(1）1最低能量原理核外电子在各原子轨道上的排布方式应使整个原子能量处于最低的状态。GI61:00050.00000刷(六）00006sis5/55POOY（五）d0001d5sO5.5A04P.00Y（四）3000003ct4sO小s3POOY3n(三)353s2p2PO002s02sPauling近似能级图1sOS

（2）Pauli不相容原理（WolfgangPauli，1926）“在同一原子中没有4个量子数完全相同的电子”。该原理也可表述为：“同一原子轨道仅可容纳2个自旋相反的电子”。（3）Hund规则“电子在能量相同的轨道上分布时，总是尽可能以自旋同的方向分占不同的轨道”。这样的电子填入方式可使原子能量最低。当轨道被电子半充满或全充满时较为稳定（如pdfp,dio,f14）。这些规则称为Hund规则，实际上属于能量最低原理

7T核外电子填入轨道的顺序6s6p6dSp5d5s5f周期表中每个元素外层电子的填充4p4d4s43d3p352p2s

1. 核外电子填入轨道的顺序 周期表中每个元素外层电子的填充

价层电子结构：价电子所在的亚层通称价层。但价层中的电子并非一定全是价电子。例：21号元素Sc1s22s22p63s23p64s23dlSc [Ar]3d14s2失去电子时，先失去4s2电子，然后失去3dl电子

价层电子结构： • 价电子所在的亚层通称价层。 • 但价层中的电子并非一定全是价电子。 例：21号元素 Sc 1s 22s 22p 63s 23p 64s 23d 1 Sc [Ar] 3d 14s 2 失去电子时，先失去4s 2 电子，然后失去3d 1电子

5.3.4简单基态阳离子的电子分布1．价层电子的失电子顺序：并不是后填充的电子先失去。例Fe基态原子外层电子填充顺序：(n2) f （n-1) dns+ np价电子电离顺序：（(n一2）f（n-1）d→nsnp

5.3.4 简单基态阳离子的电子分布 1. 价层电子的失电子顺序： 并不是后填充的电子先失去。例Fe 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

元素周期律原子的核外电子排布与元素周期系关系元素性质的周期性

原子的核外电子排布与 元素周期系关系 元素周期律 元素性质的周期性

Li1s22s1. Na1s22S22P63S1 K1s22S22P63S23P64S11s22S22P63S23P63d104S24P65S1: Rb

• Li • Na • K • Rb 1s22s1 1s22S22P63S1 1s22S22P63S23P64S1 1s22S22P63S23P63d104S24P65S1