无机化学原子结构省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

8.1 原子结构原子结构Bohr理论理论8.2 微观粒子运动基本特征微观粒子运动基本特征8.3 氢原子结构氢原子结构 量子力学描述量子力学描述第八章第八章 原子结构原子结构8.4 多电子原子结构多电子原子结构8.5 元素周期表元素周期表8.6 元素性质周期性元素性质周期性第二篇第二篇 物质结构基础物质结构基础第1页8.1.1 历史回顾历史回顾8.1.3 Bohr原子结构理论原子结构理论8.1.2 氢原子光谱氢原子光谱8.1 原子结构原子结构Bohr理论理论第2页8.1.1 历史回顾历史回顾 Dalton原子学说 (18)Thomson“西瓜式”模型 (19)Rutherford核式模型 (19)Bohr电子分层排布模型 (19)量子力学模型(1926年)第3页1.光和电磁辐射8.1.2 氢原子光谱氢原子光谱红 橙 黄 绿 青 蓝 紫第4页2.氢原子光谱 用如用如图图所表示所表示试验试验装置，能装置，能够够得到得到氢线氢线状光状光谱谱，这这是最是最简单简单一个原子光一个原子光谱谱。第5页HHHH 氢氢原子光原子光谱谱特点是在可特点是在可见见区有四条比区有四条比较显较显著著谱线谱线，通，通惯惯用用 H，H，H，H 来表示，来表示，见见下列下列图图。第6页 不连续光谱，即线状光谱 其频率含有一定规律n=3,4,5,6式中 2，n，3.2891015各代表什么意义？经验公式：氢原子光谱特征：第7页8.1.3 Bohr原子结构理论原子结构理论Plank量子论(19)：微观领域能量不连续。Einstein光子论(19)：光子能量与光频率成正比 h 光子能量 光频率 hPlanck常量，h=6.62610-34Js第8页Bohr理论(三点假设)：核外电子只能在有确定半径和能量轨道上运动,且不辐射能量；通常，电子处于离核最近轨道上，能量最低基态；原子取得能量后，电子被激发到高能量轨道上，原子处于激发态；从激发态回到基态释放光能，光频率取决于轨道间能量差。E：轨道能量第9页原子能级第10页第11页n=3 红（H）n=4 青（H）n=5 蓝紫（H）n=6 紫（H）Balmer线系其它线系第12页式中：RH 为Rydberg常数，其值：能级间能量差RH=2.17910-18J第13页氢原子各能级能量：第14页 玻尔理论对于代表氢原子线状光谱规律性玻尔理论对于代表氢原子线状光谱规律性 Rydberg 公式经验公式解释，是令人满意。公式经验公式解释，是令人满意。玻尔理论极其成功地解释了氢原子光谱，但它玻尔理论极其成功地解释了氢原子光谱，但它原子模型依然有着不足。玻尔理论即使引用了原子模型依然有着不足。玻尔理论即使引用了 Planck 量子论，但在计算氢原子轨道半径时，仍量子论，但在计算氢原子轨道半径时，仍是以经典力学为基础，所以它不能正确反应微粒运是以经典力学为基础，所以它不能正确反应微粒运动规律，所以它为以后发展起来量子力学和量子化动规律，所以它为以后发展起来量子力学和量子化学所取代势所必定。学所取代势所必定。第15页8.2.1 微观粒子波粒二象性微观粒子波粒二象性8.2.2 不确定原理与微观粒子不确定原理与微观粒子 运动统计规律运动统计规律8.2 微观粒子运动基本特征微观粒子运动基本特征第16页1924年，de Broglie关系式 1927年，Davisson和Germer应用Ni晶体进行电子衍射试验，证实电子含有波动性。E=h,p=h/8.2.1 微观粒子波粒二象性微观粒子波粒二象性第17页8.2.2 不确定原理与微观粒子不确定原理与微观粒子 运动统计规律运动统计规律1927年，Heisenberg不确定原理x微观粒子位置测量偏差p微观粒子动量偏差微观粒子运动不遵照经典力学规律。x v h/2m第18页 不不过过对对于于 m=0.01 kg 宏宏观观物物体体，比比如如子子弹弹，h/2m 数数量量级级为为 10-32。假假设设位位置置测测量量偏偏差差 x 到到达达 10-9 m，这这个个精精度度完完全全满满足足要要求求，其其速速度度测测量量偏偏差差 v 尚尚能能够够到到达达 10-23 m s-1。这这个偏差已个偏差已经经小到在宏小到在宏观观上无法上无法觉觉察程度了。察程度了。对对于于电电子子来来说说，其其 m=9.11 10-31 kg,h/2m 数数量量级级为为104。原原子子半半径径数数量量级级为为 1010 m 左左右右，所所以以核核外外电电子子位位置置测测量量偏偏差差 x 不不能能大大于于 10-12 m，这这时时其其速速度度测测量量偏偏差差 v 一一定定大大于于 108 m s-1。这这个个偏偏差差过过大大，已已靠靠近近光光速速，根根本无法接收。本无法接收。第19页 微观粒子波动性与粒子行为统计性规律联络在一起，表现为：微观粒子波动性是大量微粒运动表现出来性质，即是含有统计意义概率波。第20页 这这种种统统计计结结果果表表明明，对对于于微微观观粒粒子子运运动动，即即使使不不能能同同时时准准确确地地测测出出单单个个粒粒子子位位置置和和动动量量，但但它它在在空空间间某个区域内出现机会多与少，却是符合统计性规律。某个区域内出现机会多与少，却是符合统计性规律。从从电电子子衍衍射射环环纹纹看看，明明纹纹就就是是电电子子出出现现机机会会多多区区域域，而而暗暗纹纹就就是是电电子子出出现现机机会会少少区区域域。所所以以说说电电子子运运动能够用统计性规律去进行研究。动能够用统计性规律去进行研究。第21页 要要研研究究电电子子出出现现空空间间区区域域，则则要要去去寻寻找找一一个个函函数数，用用该该函函数数图图象象与与这这个个空空间间区区域域建建立立联联络。这种函数就是微观粒子运动波函数络。这种函数就是微观粒子运动波函数 。1926 年年奥奥地地利利物物理理学学家家 E.Schrdinger 建建立立了了著著名名微微观观粒粒子子波波动动方方程程，即即 Schrdinger 方方程程。描描述述微微观观粒粒子子运运动动状状态态波波函函数数 ，就就是是解解 Schrodinger 方程求出。方程求出。第22页8.3.2 量子数量子数8.3 氢原子结构量子力学描述氢原子结构量子力学描述8.3.3 概率密度与电子云概率密度与电子云8.3.4 原子轨道与电子云原子轨道与电子云 空间图像空间图像8.3.1 Schrodinger方程与波函数方程与波函数第23页8.3.1 Schrodinger方程与波函数方程与波函数 Schrdinger 方程是一个二阶偏微分方程方程是一个二阶偏微分方程 第24页 代代数数方方程程解解是是一一个个数数；微微分分方方程程解解是是一一组组函函数数；对对于于 Schrdinger 方方程程，偏偏微微分分方方程程来来说说，它它解解将将是是一一系系列列多多变变量量波波函函数数 详详细细函函数数表表示示式式。而而和和这这些些波波函函数数图图象象相相关关空空间间区区域域，与与所所描述粒子出现几率亲密相关。描述粒子出现几率亲密相关。第25页 r 表示空间一点表示空间一点 P 到球心距离，取值范围到球心距离，取值范围 0 ；表示表示 OP 与与 z 轴夹角，取值范围轴夹角，取值范围 0 2 ；表示表示 OP 在在 xOy 平面内投影平面内投影 OP与与 x 轴夹角轴夹角，取值取值范围范围 0 。第26页球坐标(r,)与直角坐标系关系 222zyxr+=cosrz=qsinsinry=qcossinrx=q坐标变换第27页第28页 式中式中 R(r)称为波函数称为波函数 径向部分，径向部分，Y(，)称为波函数角度部分。称为波函数角度部分。（621）波函数波函数 是一个三变数是一个三变数 r，和三参数和三参数 n，l，m 函数。函数。(r,)=R(r)Y(,)第29页 对应于一组合理对应于一组合理 n，l，m 取值，则有一个确定波取值，则有一个确定波函数函数 (r，)n,l,m 波函数波函数 是量子力学中用以描述核外电子运动状态函是量子力学中用以描述核外电子运动状态函数，波函数数，波函数 叫做原子轨道（叫做原子轨道（orbital）。）。波函数所表示原子轨道代表核外电子一个运动状波函数所表示原子轨道代表核外电子一个运动状态，是表示电子运动状态一个函数。它和经典力学中态，是表示电子运动状态一个函数。它和经典力学中轨道轨道(orbit)意义不一样，它没有物体在运动中走过轨意义不一样，它没有物体在运动中走过轨迹含义。上面提到迹含义。上面提到 1,0,0 就是我们熟悉就是我们熟悉 1s 轨道，也表轨道，也表示为示为 1s，2,0,0 就是就是 2s 轨道，即轨道，即 2s，2,1,0 就是就是2pz 轨道，即轨道，即 2pz。第30页 对应于一组合理对应于一组合理 n，l，m 取值则有一个确定波函取值则有一个确定波函数数 (r，)n，l，m 其中其中 n，l，m 称为量子数，因为它们决定着一个称为量子数，因为它们决定着一个波函数所描述电子及其所在原子轨道一些物理量量子波函数所描述电子及其所在原子轨道一些物理量量子化情况。如电子能量、角动量，原子轨道离原子核远化情况。如电子能量、角动量，原子轨道离原子核远近、原子轨道形状和它在空间取向等，就能够由量子近、原子轨道形状和它在空间取向等，就能够由量子数数 n，l，m 来说明。来说明。8.3.2 量子数量子数第31页1.主量子数主量子数 n n=1,2,3,4,5,6 正整数对应 K,L,M,N,O,P 电子层与电子能量相关，对于氢原子而言，电子能量唯一决定于n。n愈大，电子离核平均距离愈远，能量愈高。第32页 l=0，1，2，3,4,(n1)对应着 s,p,d,f,g.电子亚层 l 受 n 限制：n=1，l=0；1s亚层。n=2，l=0,1；2s,2p亚层。n=3，l=0,1,2；3s,3p,3d亚层。n=4，l=0,1,2,3；4s,4p,4d,4f亚层。2.角量子数角量子数 l第33页角量子数角量子数 l 决定原子轨道形状。比如决定原子轨道形状。比如 n=4 时，时，l 有有 4 种取值种取值0、1、2 和和 3，它们分别代表核外第四层，它们分别代表核外第四层4种形状不种形状不一样原子轨道一样原子轨道 l=0 表示表示 s 轨道，形状为球形，即轨道，形状为球形，即 4s 轨道；轨道；l=1 表示表示 p 轨道，形状为哑铃形，即轨道，形状为哑铃形，即 4p 轨道；轨道；l=2 表示表示 d 轨道，形状为花瓣形，即轨道，形状为花瓣形，即4d 轨道；轨道；l=3 表示表示 f 轨道，形状更复杂，即轨道，形状更复杂，即 4f 轨道。轨道。在第四层上，共有在第四层上，共有 4 种不一样形状轨道。在种不一样形状轨道。在 n 相同同相同同层中不一样形状轨道称为亚层，也叫分层。就是说核外第层中不一样形状轨道称为亚层，也叫分层。就是说核外第四层有四层有 4 个亚层或分层。角量子数个亚层或分层。角量子数 l 不一样取值代表同一不一样取值代表同一电子层中含有不一样状态亚层或分层。电子层中含有不一样状态亚层或分层。第34页m=0，1,2，3 l；m决定原子轨道在核外空间取向。l=0，m=0，s轨道为球形，只一个取向；l=1，m=0,1，代表pz,px和py3个轨道；l=2，m=0,1,2，代表d亚层有5个取向轨道：3.磁量子数磁量子数m第35页磁量子数磁量子数 m，普通与原子轨道能量无关。所以三种，普通与原子轨道能量无关。所以三种不一样取向不一样取向 p 轨道，其能量相等。我们说沿轨道，其能量相等。我们说沿 x 轴、沿轴、沿 y轴和沿轴和沿 z 轴分布三种轴分布三种 p 轨道能量简并，或者说轨道能量简并，或者说 p 轨道轨道是三重简并，或者说是三重简并，或者说 p 轨道重简度为轨道重简度为 3。l=2时，时，m 有五种取值有五种取值 0、1、1、2、和、和2，表示形状为花瓣形表示形状为花瓣形 d 轨道，在核外空间中有五种不一轨道，在核外空间中有五种不一样分布方向。这五种样分布方向。这五种 d 轨道能量简并。轨道能量简并。l=3f 轨道，在轨道，在空间有七种不一样取向。形状更复杂，空间有七种不一样取向。形状更复杂，f 轨道重简度为轨道重简度为 7。第36页n主层l亚层m原子轨道1 K 0 1s 01s2 L012s2p00,12s2pz,2px,2py3 M 0123s3p3d00,10,1,23s3pz,3px,3py4 N 01234s4p4d4f00,10,1,20,1,2,34s4pz,4px,4py第37页4.自旋量子数自旋量子数 ms电子自旋现象试验装置第38页原子单电子波函数，又称原子轨道波函数，比如：n=1，l=0，m=0即1s轨道；2s 轨道；2pz 轨道；轨道；第39页0/301area-=其中，()41,Y=q()0/3012arearR-=氢原子基态：n=1，l=0，m=0式中，a0=52.9pm，称为Bohr半径。第40页第41页球形对称。角度部分第42页1 电子云图电子云图含有波粒二象性电子并不象宏观物体那样，沿着含有波粒二象性电子并不象宏观物体那样，沿着固定轨道运动。我们不可能同时准确地测定核外某电固定轨道运动。我们不可能同时准确地测定核外某电子在某一瞬间所处位置和运动速度，不过我们能用统子在某一瞬间所处位置和运动速度，不过我们能用统计方法去讨论该电子在核外空间某一区域内出现机会计方法去讨论该电子在核外空间某一区域内出现机会多少。多少。8.3.3 概率密度与电子云概率密度与电子云第43页我们称电子在核外空间某个区域内出现机会叫做几我们称电子在核外空间某个区域内出现机会叫做几率。率。电子衍射试验中，衍射环纹亮环处电子出现机会电子衍射试验中，衍射环纹亮环处电子出现机会多，即几率大，而暗环处电子出现机会较少，即几率较多，即几率大，而暗环处电子出现机会较少，即几率较小。小。在空间某单位体积内出现几率则称为几率密度。所在空间某单位体积内出现几率则称为几率密度。所以电子在核外空间某区域内出现几率等于几率密度与以电子在核外空间某区域内出现几率等于几率密度与该区域总体积乘积，当然这只有在几率密度相等前提该区域总体积乘积，当然这只有在几率密度相等前提下才成立。下才成立。第44页电电子运子运动动状状态态由波函数由波函数 (r，)描述，波函数描述，波函数 (r，)没有明确物理意没有明确物理意义义，但，但 (r，)2物理意物理意义义却十分明确。它表示空却十分明确。它表示空间间一点一点P（r，）处单处单位体位体积积内内电电子出子出现现几率，即几率，即该该点点处处几率密度，几率密度，由此由此进进而能而能够够知道知道电电子在某个区域内出子在某个区域内出现现几率。几率。第45页对于原子核外一个电子运动，比如氢对于原子核外一个电子运动，比如氢1s电子，我们还电子，我们还能够用下列图能够用下列图 所表示电子云图，以统计性规律描述电所表示电子云图，以统计性规律描述电子经常出现区域，这是核外一个球形子经常出现区域，这是核外一个球形空间。空间。小黑点密集小黑点密集地方电子出现几率密度大，在那样区域里电子出现几率地方电子出现几率密度大，在那样区域里电子出现几率则大。由此可见，电子云就是几率密度形象化图示，也则大。由此可见，电子云就是几率密度形象化图示，也能够说电子云图是能够说电子云图是2 图象。图象。图图 65 氢原子氢原子 1s 电子云图电子云图第46页处于不一样运动状态电子，它们波函数处于不一样运动状态电子，它们波函数 各不相同，各不相同，其其2也当然各不相同。表示也当然各不相同。表示2图象，即电子云图图象，即电子云图当然也不一样。下列图当然也不一样。下列图 给出了各种状态电子云分布形给出了各种状态电子云分布形状。状。电子云轮廓图电子云轮廓图第47页电子云轮廓图电子云轮廓图从图中看出，从图中看出，s 电子云是球形；电子云是球形；p 电子云沿着某一坐电子云沿着某一坐标轴方向上呈无柄哑铃形状，共有三种不一样取向；标轴方向上呈无柄哑铃形状，共有三种不一样取向；d 电子云形状似花瓣，它在核外空间中有五种不一电子云形状似花瓣，它在核外空间中有五种不一样取向。样取向。第48页第49页 1s电子云等密度面图。数字表示曲面上概率密度。1s电子云界面图。界面内电子概率90%。2 几率密度分布其它表示法几率密度分布其它表示法第50页径向几率密度径向几率密度图图 以几率密度以几率密度2 为纵为纵坐坐标标，半径，半径 r为为横坐横坐标标作作图图。曲。曲线线表明表明1s电电子几率密度子几率密度2 随半随半径径 r增大而减小。增大而减小。1s 态径向几率密度图态径向几率密度图第51页节面数=n11s2s第52页空间微体积（单位厚度球壳中几率4r2 2）D(r)是 r函数，D(r)称为径向分布函数。第53页1s态 最大值出现在近核处，1s态D(r)最大值出现在52.9pm处。若以 D(r)为纵坐标，对横坐标 r 作图，可得各种状态电子径向几率分布图。第54页氢原子各种状态径向分布图N峰=nl1s2s3s2p3p3dN节 nl1 第55页当电子径向几率分当电子径向几率分布曲线几率峰数目大于布曲线几率峰数目大于 1时，在几个峰中总有时，在几个峰中总有一个几率最大主峰，且一个几率最大主峰，且主量子数主量子数 n相同电子，相同电子，如如 2s 和和 2p，其几率最，其几率最大主峰离核远近相同，大主峰离核远近相同，比比 1s 几率峰离核远些。几率峰离核远些。3s、3p和和3d，其几率最大主峰离核远近也相同，比，其几率最大主峰离核远近也相同，比 2s 和和 2p 几几率峰离核又远些。率峰离核又远些。4s、4p、4d 和和 4f 径向几率分布曲线主峰离核将径向几率分布曲线主峰离核将更远更远 所以，从径向分布意义上核外电子可看作是按层分布。所以，从径向分布意义上核外电子可看作是按层分布。第56页几率峰与几率峰之间，曲线与坐标轴相切处，表示一个球面。几率峰与几率峰之间，曲线与坐标轴相切处，表示一个球面。在这个球面上电子出现几率为零，我们称这个球面为节面。因为在这个球面上电子出现几率为零，我们称这个球面为节面。因为节面出现在几率峰与几率峰之间，若用节面出现在几率峰与几率峰之间，若用N 节表示节面数目，则节表示节面数目，则N节节 nl1 第57页氢原子1s态 和径向分布图径向几率密度径向几率密度图图 第58页8.3.4 原子轨道与电子云空间图像原子轨道与电子云空间图像第59页10.8660.50-0.5-1 A0.866A0.5A0-0.5A-A 第60页第61页 原子轨道和电子云角度分布图：第62页原子轨道和电子云角度分布图：第63页原子轨道和电子云角度分布图：第64页当原子角度分布图和径向分布图相乘积就得到原子轨道真实图像第65页电子云实际形状电子云实际形状第66页小结：n：决定电子云大小 l：决定电子云形状 m：决定电子云伸展方向 一个原子轨道可由n,l,m 3个量子数确定。一个电子运动状态必须用n,l,m,ms 4个量子数描述。第67页8.4.1 多电子原子轨道能级多电子原子轨道能级8.4.2 核外电子排布核外电子排布8.4 多电子原子结构多电子原子结构第68页1.Pauling近似能级图8.4.1 多电子原子轨道能级多电子原子轨道能级第69页 E1s E2s E3s E4s Ens Enp End Enf “能级分裂”E4s E3d E4p “能级交织”。l 相同能级能量随 n 增大而升高。n 相同能级能量随 l 增大而升高。值得注意是，除第一能级组只有一个能级外，值得注意是，除第一能级组只有一个能级外，其余各能级组均从其余各能级组均从 ns 能级开始到能级开始到 np 能级结束。能级结束。第70页 徐光宪能级高低近似标准：n+0.7l 比如：第四能级组 4s 3d 4pn+0.7l 4.0 4.4 4.7 第六能级组 6s 4f 5d 6pn+0.7l 6.0 6.1 6.4 6.7第71页2.Cotton原子轨道能级图 n 相同氢原子轨道简并性。原子轨道能量随原子序数增大而降低。伴随原子序数增大，原子轨道产生能级交织现象。第72页3.屏蔽效应+2e-e-He+2e-He+2-e-假想He由核外电子云抵消一些核电荷作用。屏蔽效应：为屏蔽常数，可用 Slater 经验规则算得。Z=Z*，Z*有效核电荷数第73页有效核电荷Z*H He1s 1 1.70 Li Be B C N O F Ne1s 2.70 3.70 4.70 5.70 6.70 7.70 8.70 9.702s,2p 1.30 1.95 2.60 3.25 3.90 4.55 5.20 5.85 Na Mg Al Si P S Cl Ar1s 10.70 11.70 12.70 13.70 14.70 15.70 16.70 17.702s,2p 6.85 7.85 8.85 9.85 10.85 11.85 12.85 13.853s,3p 2.20 2.85 3.50 4.15 4.80 5.45 6.10 6.75第74页 电子进入原子内部空间，受到核较强吸引作用。4.钻穿效应n相同时，l愈小电子，钻穿效应愈显著：nsnpndnf，EnsEnpEnd Enf。钠原子电子云径向分布图第75页8Z20：4s对K，L内层原子芯钻穿大，E4sE3d Z21：4s对原子芯钻穿效应相对变小，E4sE3d3d和4s对1s2s2p原子芯钻穿3d和4s对1s2s2p3s3p原子芯钻穿第76页1.基态原子核外电子排布标准 最低能量原理 电子在核外排列应尽先分布在低能级轨道上,使整个原子系统能量最 低。Pauli不相容原理 每个原子轨道中最多容纳两个自旋方式相反电子。Hund 规则 在 n 和 l 相同轨道上分布电子,将尽可能分占 m 值不一样轨道,且自旋平行。8.4.2 核外电子排布核外电子排布第77页半满全满规则：C：1s2 2s2 2p2He、Ar原子芯N：He 2s2 2p31s2s2pZ=24Z=29Cu：全满：p6，d10，f14；半满：p3，d5，f7；全空：p0，d0，f0。第78页2.基态原子核外电子排布 基态原子核外电子在各原子轨道上排布次序：1s,2s,2p,3s,3p,4s,3d,4p,5s,4d,5p,6s,4f,5d,6p,7s,5f,6d,7p出现d轨道时，依照ns,(n-1)d,np次序排布；d,f轨道均出现时，依照ns,(n-2)f,(n-1)d,np次序排布。第79页帮助记忆图第80页Z=11，Na：1s22s22p63s1或Ne 3s1，Z=20，Ca：1s22s22p63s23p64s2或Ar 4s2，Z=50，Sn：Kr 5s2 5p2，Z=56，Ba：Xe 6s2。价电子：比如：Sn价电子排布式为：5s2 5p2。第81页8.5.1 元素周期元素周期8.5.2 元素族元素族8.5 元素周期表元素周期表8.5.3 元素分区元素分区第82页8.5.1 元素周期元素周期第83页元素周期表中七个周期分别对应7个能级组周期特点能级组对应能级原子轨道数元素数一二三四五六七特短周期短周期短周期长周期长周期专长周期不完全周期12345671s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d7p144991616288181832应有32第84页8.5.2 元素族元素族 第1，2，13，14，15，16和17列为主族，即,A,A,A,A,A,A,A。主族：族序数=价电子总数 稀有气体(He除外)8e为A,通常称为零族，第37，11和12列为副族。即,B,B,B,B,B,B和B。前5个副族价电子数=族序数。B,B依据ns轨道上电子数划分。第8,9,10列元素称为族，价电子排布（n-1)d6-8ns2。第85页8.5.3 元素分区元素分区 元素周期表中价电子排布类似元素集中在一起，分为5个区，并以最终填入电子能级代号作为区号。第86页s 区：ns12 p 区：ns2np16d 区：(n1)d110ns12 (Pd无 s 电子)(ds区：(n1)d10ns12)f 区：(n2)f014(n1)d02ns2第87页8.6.1 原子半径原子半径8.6.2 电离能电离能8.6.3 电子亲和能电子亲和能8.6 元素性质周期性元素性质周期性8.6.4 电负性电负性第88页共价半径 van der Waals 半径 主族元素：从左到右 r 减小；从上到下 r 增大。过渡元素：从左到右r 迟缓减小；从上到下r略有增大。金属半径8.6.1 原子半径原子半径rrr第89页主族元素半径改变主族元素半径改变第90页 元素原子半径改变趋势第91页 r改变受两原因制约：核电荷数增加，引力增强，r变小；核外电子数增加，斥力增强，r变大；增加电子不足以完全屏蔽核电荷；左右，有效核电荷Z*增加，r变小。同一周期：第92页 长周期：电子填入(n-1)d层，屏蔽作用大，Z*增加不多，r减小迟缓。B,B：d10构型,屏蔽显著,r略有增大。镧、锕系：电子填入(n-2)f亚层，屏蔽作用更大，Z*增加更小，r减小更不显著。第93页 镧系收缩：镧系元素从镧(La)到镱(Yb)原子半径依次更迟缓减小事实。第94页同一族：主族：从上到下，外层电子构型相同，电子层增加原因占主导，r增加。副族：第四面期到第五周期，r增大，第五周期到第六周期，r靠近。第95页 基态气体原子失去电子成为带一个正电荷气态正离子所需要能量称为第一电离能，用 I 1表示。由+1价气态正离子失去电子成为带+2价气态正离子所需要能量称为第二电离能，用 I 2表示。E+(g)E 2+(g)+e-I 2E(g)E+(g)+e-I 1比如：8.6.2 电离能电离能第96页第97页同一周期：短周期：I 增大。I1(A)最小，I1(稀有气体)最大。长周期前半部分I增加迟缓。N,P,As,Sb,Be,Mg电离能较大(半满、全满)同一族：I 变小。第98页 元素气态原子在基态时取得一个电子成为一价气态负离子所放出能量称为电子亲和能。当负一价离子再取得电子时要克服负电荷之间排斥力，所以要吸收能量。O(g)+e-O-(g)A1=-140.0 kJ.mol-1O-(g)+e-O2-(g)A2=844.2 kJ.mol-1比如：8.6.3 电子亲和能电子亲和能第99页第100页同一周期：从左到右，A 负值增加，卤素 A 展现最大负值。A(A)为正值，A(稀有气体)为最大正值。同一族：从上到下，大多 A负值变小。A(N)为正值。A 最大负值不出现在 F 原子而在 Cl 原子。第101页 原子在分子中吸引电子能力称为元素电负性，用 表示。电负性大小规律：8.6.4 电负性电负性同一周期：从左到右，增大。同一主族：从上到下，变小。电负性标度有各种，常见有：Pauling标度()，Mulliken标度()，Allred-Rochow 标度()，Allen标度()。第102页式中：m,n分别为p轨道，s轨道上 电子数。Ep,Es分别为p轨道，s轨道上 电子平均能量。第103页 H2.18 Li Be B C N O F 0.98 1.57 2.04 2.55 3.04 3.44 3.98 Na S Cl0.93 2.58 3.16 K Se Br0.82 2.55 2.96 Rb Te I0.82 2.10 2.66第104页 Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn 1.36 1.54 1.63 1.66 1.55 1.80 1.88 1.91 1.90 1.65 Y Zr1.22 1.33 Lu Hf1.20 1.30第105页电负性()第106页