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1、第一章 原子结构,1,教学运用,Knowledge Point 1.1,玻尔理论： 氢原子或类氢原子核外电子的能量： single-electron system 1ev = 1.610-19J,单电子体系，核外电子的能量由 n 决定。,Example,2,教学运用,Knowledge Point 1.2 薛定谔方程 量子力学中描述核外电子在空间运动的数学函数式，波函数，即原子轨道 E轨道能量（动能与势能总和 ） m微粒质量 h普朗克常数 V 势能 x, y, z 为微粒的空间坐标,3,教学运用,Knowledge Point 1.3,波函数、原子轨道，描述电子在该原子轨道上的运动状态，本身无
2、明确的物理意义。,表示空间某处单位体积内电子现现的几率， 即电子在核外空间出现的几率密度,电子云： 是 的图象，电子云可以表示电子在空间的几率密度。,example,4,教学运用,Knowledge Point 1.4,电子云图,1s,2 p,Example,5,教学运用,波函数(原子轨道)角度分布图,y,Knowledge Point 1.5,6,教学运用,7,教学运用,Knowledge Point 1.6,电子云角度分布图,8,教学运用,Knowledge Point 1.7,径向分布图,几率峰的数目 = n l,节面的数目 = n l 1,原子轨道形状分布由角度部分决定,9,教学运用,
3、钻穿效应,Knowledge Point 1.8,3d 与 4s轨道的径向分布图,Cu E 4 s E 3 d ，形成 Cu+ 时，先失去 4s 电子 ； K E 4 s E 3 d ，先填充 4s 。如何解释这种现象？,Example,10,教学运用,Knowledge Point 1.9,1.主量子数 (n) main quantum number (principle) n =1, 2, 3, 4, , n 正整数 2.角量子数 (l) subshell quantum number l = 0, 1, 2, 3, , (n-1) 3.磁量子数(m) orbital quantum nu
4、mber(magnetic) m = 0, 1, 2, 3, ., l 4.自旋量子数 (ms) spin quantum number ms = 1/2 n,l,m表征原子轨道； n,l,m,m,s表征电子的一种运动状态。,Example,11,教学运用,Knowledge Point 1.10,第能级组 1s 第能级组 2s 2p 第能级组 3s 3p 第能级组 4s 3d 4p 第能级组 5s 4d 5p 第能级组 6s 4f 5d 6p 第能级组 7s 5f 6d 7p,Pauling 能级图,Example,12,教学运用,Knowledge Point 1.11,屏蔽效应,多电子原
5、子体系中一个电子的能量：,计算原子轨道的能量 计算电离能,Example,13,教学运用,Knowledge Point 1.12,核外电子排布,1. 原子实，原子实后面是价层电子。 2. 电子排布式: 1)填充时按照Pauling能级图进行填充，并接合三原则 2)书写排布结果时：按主量子数从小到大排列。即：虽先排 4s 后排 3d ， 但要先写3d，后写 4s。 3.有些元素原子的核外电子排布比较特殊，不能根据三原则写，要根据实验测定结果（见表3-4）。,Example,14,教学运用,Knowledge Point 1.13,原子半径的周期性,r/pm 154 136 118 117 11
6、0 104 99 154,相邻元素之间，平均减少幅度 10 pm 。, Short period 短周期,平均减少幅度 4 pm 。,r/pm 144 132 122 118 117 117 116 115 117 125, Long period 长周期,ns, np上，每增加一个电子，n-1层对本层屏蔽为0.85， 而有效电荷 增加0.15，半径变化幅度大，减少快。,nd上每增加一个电子，n-1层对本层屏蔽为1， 因此有效电荷增加的少，所以半径减少的幅度小,15,教学运用,镧系收缩,Knowledge Point 1.14,15 种元素，r 共减小 11 pm。电子填到内层 (n2) f
7、轨道，屏蔽系数更大，Z* 增加的幅度更小。所以 r 减小的幅度很小。 “镧系收缩”,16,教学运用,17,教学运用,Knowledge Point 1.15,电离能（I）,电离能越小，说明原子在气态时越易失去电子，金属性越强(气态条件)。 电离能与原子核外电子排布有关,I1 / kJmol1 Li Be B C N O F Ne 520 900 801 1086 1402 1314 1681 2081,example,18,教学运用,电子亲合能（E）electron affinity energy,电子亲合能数值越大，该气态原子生成气态负离子的倾向性越大。,B C N O F E1 / kJm
8、ol 1 23 122 ( 58 ) 141 322,与原子半径有关,E1(F) E1(Cl) 、 E1(O) E1(S) 。,与原子核外电子排布有关,Knowledge Point 1.16,19,教学运用,Knowledge Point 1.17,电负性表示一个元素的原子在分子中吸引电子的能力。 可用来直接比较原子得失电子的能力,电负性,金属性增强,电负性减小,Cs 0.79,Example,20,教学运用,Example1.12,中科05,BACK,21,教学运用,1.12,2. 铁原子(Z=26)在基态下的单电子数是（） (A) 0 (B) 2 (C) 3 (D) 4,BACK,22,
9、教学运用,Example1.11,在多电子原子中，具有下列各量子数的电子，能量最高的是（A） A 3，2，+1，+1/2； B 2，1，+1，-1/2； C 3，1，0，-1/2； D 3，1，-1，+1/2,BACK,23,教学运用,Example1.10,氢原子核外原子轨道的个数是 （D） A 1个； B 2个； C 3个； D 无穷多个,BACK,24,教学运用,1.9,量子力学所描述的原子轨道是指（C） A n,l,m,ms； B电子云； Cn,l,m,； D几率密度,25,教学运用,1.9,3,2,1表示简并轨道中的一个轨道是（B） A 2p； B 3d； C 3p； D 4f,BA
10、CK,26,教学运用,1.1,钠原子1s电子的能量与氢原子1s电子的能量相比较，两者的关系是（C） A 前者高； B 相等； C 前者低； D 数值相等符号相反,27,教学运用,1.11,计算Li的第三电离能？,28,教学运用,1.1,Li2+的1s电子与H的1s电子的能量之比为（C） A 3：1 ； B 6：1； C 9：1； D 1：3,BACK,29,教学运用,1.4,电子云是（B） A 波函数在空间分布的图形； B 波函数2在空间的分布图形 C 波函数径向部分Rn,l(r)的图形； D Y2l,m(,)的图形,BACK,30,教学运用,1.8,在各种不同的原子中,4s和3d电子的能量相比（D） A 3d一定大于4s； B 4s一定大于3d； C 3d与4s几乎相等； D 不同原子中情况可能不,BACK,31,教学运用,1.17,电负性最大的元素？ F 电负性最小的元素？ Cs 电离能最大的元素？ He 电离能最小的元素？Cs,BACK,32,教学运用,33,教学运用,BACK,34,教学运用,BACK,35,教学运用,1.15,BACK,36,教学运用,