高中化学选修3原子轨道(原子结构--化学选修3)

一:基本概念

1.物质由分子组成,分子有原子构成,原子包括原子核和电子,原子核又由质子和中子组成。

2.性质:电荷有正电荷(质子)和负电荷(电子),质子数=核电荷数=电子数=原子序数。现在用的元素周期表不是门捷列夫周期表,门捷列夫周期表按照原子量递增排列,现代元素周期表按质子数递增排列的。

3.质量:质子数 质子数 中子数=质量数

中子数

4.原子半径:有核外电子决定。

5.同位素:相同质子数不同中子数的几个元素

化学性质相似,物理性质(质量、核变化)

6.核素:质子数、中子数相同的原子====相同核素

质子数、中子数至少一个不同====不同核素

二:原子结构研究

1.卢瑟福原子模型:

高中化学选修3原子轨道(原子结构--化学选修3)(1)

1. 量子力学:1.黑体辐射:光的能量不是连续的,光的量子化 E=hυ

2. 测不准原理

3. 光电效应

4. 宏观物体:经典力学 微观:量子力学

三:核外电子运动状态:随机运动, 概率。能量

四:薛定谔方程:

一维:动能 势能=总能量

方程的解:四个量子数----描述核外电子运动状态

主量子数n=1.2.3…… 电子层

角量子数 l=0,1,2,3,4….n-1 电子亚层

磁量子数 m=0, -1 -2 …. -l 轨道

自旋量子数 ms= - 1/2 自旋

能量与 n l 有关 n ,l m 决定电子的位置 四个决定电子的状态

电子排布表示方法:

高中化学选修3原子轨道(原子结构--化学选修3)(2)

能量相同的轨道称为简并轨道

电子应遵循:泡林不相容原理:自旋相反,同一个原子内不可能出现四个量子数相同的电子;能量最低原理;洪特规则:电子排布出现全满、半满、全空有利于能量最低,稳定性越高。(费米子与玻色子)

洪特规则---------对称额外提升稳定性(对称额外引起能量降低)

非H原子:电子之间有排斥力导致了能级大小关系发生了变化

屏蔽效应:内层电子对外层电子收到原子核引力的屏蔽

钻穿效应:外层电子跃迁到内层时屏蔽效应减弱

有效电荷:屏蔽效应使有效核电荷数降低

能级分裂与交错:能级大小的变化

能量差的变化

五:1.核外电子排布对元素分类

ns2np6 ---零族元素 (稀有气体)

无能级交错-----主族元素

有能级交错-----过渡元素

2.过渡元素原子的电子排布

主族和过渡元素的区别:1.主族无能级交错,能量差大,而过渡金属有能级交错,能量差小,不会通过电子跃迁符合洪特规则

2.能量差巨大,只有最外层是价电子发生得失,主族金属唯一正价

过渡元素有能级交错的能级的电子都是价电子,都能得失电子,过渡金属多个正价,能量差小,有时通过电子跃迁符合洪特规则

3.过渡金属的多种正价

Fe 价电子:

高中化学选修3原子轨道(原子结构--化学选修3)(3)

高中化学选修3原子轨道(原子结构--化学选修3)(4)

小结:对比金属

结构 价电子 正价 化合物 颜色

主族 无交错 最外层 唯一正价 简单 简单

过渡 有交错 最外层 次外层部分 多种正价 复杂 复杂

六.能级交错带来的影响

1.6 S2惰性电子对效应

高中化学选修3原子轨道(原子结构--化学选修3)(5)

高中化学选修3原子轨道(原子结构--化学选修3)(6)

一般只失去6P的电子

例子

高中化学选修3原子轨道(原子结构--化学选修3)(7)

高中化学选修3原子轨道(原子结构--化学选修3)(8)

2.镧系收缩

预备知识:原子核对最外层电子吸引力:

高中化学选修3原子轨道(原子结构--化学选修3)(9)

一般,同一周期,从左到右,原子半径减小,镧系原子半径变化不大基本一样

高中化学选修3原子轨道(原子结构--化学选修3)(10)

七:电子云图像

S亚层电子云球形 n增大 半径增大

高中化学选修3原子轨道(原子结构--化学选修3)(11)

P亚层电子云哑铃型

高中化学选修3原子轨道(原子结构--化学选修3)(12)

八.H原子光谱

基态:原子初始的排布状态,能量最低

激发态:电子吸收能量跃迁到高能级,能量高,不稳定,总要跃回到基态,发射光子,释放能量

1. 光子为电子提供能量

1.1一次一个光子对一个电子

1.2.光子能量:

高中化学选修3原子轨道(原子结构--化学选修3)(13)

高中化学选修3原子轨道(原子结构--化学选修3)(14)

1.3. 电子向激发天跃迁:原子吸收光谱

电子向基态跃迁:原子发射光谱

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