n相同时,1愈小,径向分布函数D(r)的峰越多,电子在核附近出现的可能性越大,受到的屏蔽就越弱,能量就愈低:Ens<Enp<End<Enf<...n、1都不同时,一般n越大,轨道能级愈高。但有时会出现反常现象,比如E4s<E3d,称为能级交错。鲍林的近似能级顺序是:E1s<E2s<E2p<E3s<E3p<E4s<E3d<E4p<...徐光宪用(n+0.71)估算原子轨道的能级。二原子的电子组态原子核外的电子排布又称为电子组态。基态原子的电子排布遵守三条规律。(一)Pauli不相容原理在同一原子中不可能有2个电子具有四个完全相同的量子数。或者说一个原子轨道最多只能容纳自旋相反的两个电子。据此,一个电子层最多可以容纳2n2个电子。(二)能量最低原理基态原子的电子排布时,总是依据近似能级顺序,先占据低能量轨道,然后才排入高能量的轨道,以使整个原子能量最低。(三)Hund规则电子在能量相同的轨道(简并轨道)上排布时,总是尽可能以自旋相同的方向,分占不同的轨道,因为这样的排布方式总能量最低。有些副族元素,简并轨道全充满、半充满或全空才是能量最低的稳定状态。这个规律称为洪特规则的补充规定。例如氮原子组态是1s22s22p3,三个2p电子的运动状态是:+2.1.1#1t12,1,0,++2: 2, 1, -1, +2在书写20号元素以后基态原子的电子组态时,虽然电子填充按近似能级顺序进行,但电子组态必须按电子层排列。为简化电子组态的书写,把内层达到稀有气体电子层结构的部分称为原子芯,用稀有气体元素符号加方括号表示。原子芯写法还指明了元素的价层电子结构。化学反应中价电子的结构发生改变,引起元素化合价的变化;原子芯部分的
n 相同时,l 愈小,径向分布函数 D(r)的峰越多,电子在核附近出现的可能 性越大,受到的屏蔽就越弱,能量就愈低: Ens <Enp <End <Enf<. n 、l 都不同时,一般 n 越大,轨道能级愈高。但有时会出现反常现象,比 如 E4s<E3d,称为能级交错。 鲍林的近似能级顺序是: E1s <E2s <E2p<E3s <E3p<E4s<E3d<E4p<. 徐光宪用(n+0.7l)估算原子轨道的能级。 二 原子的电子组态 原子核外的电子排布又称为电子组态。基态原子的电子排布遵守三条规律。 (一)Pauli 不相容原理 在同一原子中不可能有 2 个电子具有四个完全相同的量子数。或者说一个原 子轨道最多只能容纳自旋相反的两个电子。据此,一个电子层最多可以容纳 2n 2 个电子。 (二)能量最低原理 基态原子的电子排布时,总是依据近似能级顺序,先占据低能量轨道,然后 才排入高能量的轨道,以使整个原子能量最低。 (三)Hund 规则 电子在能量相同的轨道(简并轨道)上排布时,总是尽可能以自旋相同的方 向,分占不同的轨道,因为这样的排布方式总能量最低。 有些副族元素,简并轨道全充满、半充满或全空才是能量最低的稳定状态。 这个规律称为洪特规则的补充规定。 例如氮原子组态是 1s22s22p3,三个 2p 电子的运动状态是: 2,1,0, 2 1 + ;2,1,1, 2 1 + ;2,1,-1, 2 1 + 在书写 20 号元素以后基态原子的电子组态时,虽然电子填充按近似能级顺 序进行,但电子组态必须按电子层排列。 为简化电子组态的书写,把内层达到稀有气体电子层结构的部分称为原子 芯,用稀有气体元素符号加方括号表示。原子芯写法还指明了元素的价层电子结 构。化学反应中价电子的结构发生改变,引起元素化合价的变化;原子芯部分的
电子结构一般不改变。价电子所处的电子层称为价层。离子的电子组态仿照原子电子组态的方式书写。三、元素周期表(一)能级组和元素周期按能级的高低把原子轨道划分为若干能级组,不同能级组的原子轨道之间能量差别大,同一能级组内各能级之间能量差别小。能级组与近似能级顺序一致。(n+0.71)计算法同样能预测能级组。每一个能级组对应元素周期表的一个周期。第1能级组只有1s能级,容纳2个电子,对应的第1周期只有2个元素。。其后第n能级组从ns能级开始到np能级结束,形成第n周期。根据电子排布规律,各周期元素的数目按2、8、8、18、18、32、32的顺序增加。(二)价层电子组态与族原子价层电子组态相似的元素为一族。元素的性质也与价层电子组态相关。1.周期表中有8个主族:IA~VIIA。主族元素的内层轨道全充满,外层电子组态是nsl到ns-np,外电子层同时又是价层。外层电子的总数等于族数。2.周期表中有8个副族:IB~VIIB。副族元素一般是(n-1)d或(n-2)f轨道依次填充电子,(n-2)f、(n-1)d和ns电子都是副族元素的价层电子。第1、2、3周期没有副族元素。第4、5周期副族各有10个元素:IIIB~VIB,族数等于(n-1)d及ns电子数的总和;VB族有三列元素,(n-1)d及ns电子数的和达到8~10;IB、IIB族元素完成了(n-1)dI0电子结构,ns电子数等于族数。第6、7周期,IIIB族是镧系和钢系元素,它们各有14个,(n-2)f轨道被填充,(n-1)d轨道电子数为1或0。IVB族到IIB族元素的(n-2)f轨道全充满,(n-1)d和ns轨道的电子结构与第4、5周期相应的副族元素类似。(三)元素分区1.s区元素的价层电子组态是nsl和ns?,包括IA和IA族元素。除H外都是活泼金属。2.p区元素的价层电子组态是nsnpl~6,包括IIA~VIIA族。大部分是非金属元素。VIA族是稀有气体。第1周期的He在p区,电子组态是1s2,属稀有气体。p区元素多有可变的氧化值
电子结构一般不改变。价电子所处的电子层称为价层。 离子的电子组态仿照原子电子组态的方式书写。 三、元素周期表 (一)能级组和元素周期 按能级的高低把原子轨道划分为若干能级组,不同能级组的原子轨道之间能 量差别大,同一能级组内各能级之间能量差别小。能级组与近似能级顺序一致。 (n+0.7l)计算法同样能预测能级组。 每一个能级组对应元素周期表的一个周期。第 1 能级组只有 1s 能级,容纳 2 个电子,对应的第 1 周期只有 2 个元素。其后第 n 能级组从 ns 能级开始到 np 能级结束,形成第 n 周期。根据电子排布规律,各周期元素的数目按 2、8、8、 18、18、32、32 的顺序增加。 (二)价层电子组态与族 原子价层电子组态相似的元素为一族。元素的性质也与价层电子组态相关。 1. 周期表中有 8 个主族:ⅠA~ⅧA。主族元素的内层轨道全充满,外层电 子组态是 ns 1 到 ns 2np 6,外电子层同时又是价层。外层电子的总数等于族数。 2. 周期表中有 8 个副族:ⅠB~ⅧB。副族元素一般是 (n-1)d 或 (n-2)f 轨道 依次填充电子,(n-2)f、(n-1)d 和 ns 电子都是副族元素的价层电子。第 1、2、3 周期没有副族元素。第 4、5 周期副族各有 10 个元素:ⅢB~ⅦB,族数等于 (n-1)d 及 ns 电子数的总和;ⅧB 族有三列元素,(n-1)d 及 ns 电子数的和达到 8~10;ⅠB、 ⅡB 族元素完成了(n-1)d10 电子结构,ns 电子数等于族数。第 6、7 周期,ⅢB 族 是镧系和锕系元素,它们各有 14 个, (n-2)f 轨道被填充, (n-1)d 轨道电子数为 1 或 0。ⅣB 族到ⅡB 族元素的(n-2)f 轨道全充满,(n-1)d 和 ns 轨道的电子结构与 第 4、5 周期相应的副族元素类似。 (三)元素分区 1. s 区元素的价层电子组态是 ns 1 和 ns 2,包括ⅠA 和ⅡA 族元素。除 H 外都 是活泼金属。 2. p 区元素的价层电子组态是 ns 2np 1~6,包括ⅢA~ⅧA 族。大部分是非金属 元素。ⅧA 族是稀有气体。第 1 周期的 He 在 p 区,电子组态是 1s2,属稀有气体。 p 区元素多有可变的氧化值