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1、一、一、原子结构与元素周期率原子结构与元素周期率2021/8/9 星期一1氢原子光谱氢原子光谱氢原子光谱氢原子光谱(1)(1)氢原子光谱氢原子光谱氢原子光谱氢原子光谱太阳光或白炽灯发出的白光，通过玻璃三棱镜时，所含不同波长的光可太阳光或白炽灯发出的白光，通过玻璃三棱镜时，所含不同波长的光可折射成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等没有明显分界线的光谱，这类光折射成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等没有明显分界线的光谱，这类光谱称为连续光谱。谱称为连续光谱。原子（包括氢原子）得到能量（高温、通电）会发出单色光原子（包括氢原子）得到能量（高温、通电）会发出单色光，经过棱镜，经过棱镜分光得到线状光谱。即原子光谱属
2、于不连续光谱。每种元素都有自己的分光得到线状光谱。即原子光谱属于不连续光谱。每种元素都有自己的特征线状光谱。特征线状光谱。氢原子光谱的特征：氢原子光谱的特征：不连续光谱，即线状光谱。不连续光谱，即线状光谱。其频率具有一定的规律。其频率具有一定的规律。Balmer经验公式：经验公式：n=3,4,5,6原子结构模型：球、西瓜模型、行星模型、波尔理论2021/8/9 星期一2（2 2）玻尔理论）玻尔理论）玻尔理论）玻尔理论19131913年丹麦物理学家年丹麦物理学家BohrBohr发表了原子结构理论的三点发表了原子结构理论的三点假设：假设：核外电子只能在有确定半径和能量的轨道上运动，且不辐能量。核外
3、电子只能在有确定半径和能量的轨道上运动，且不辐能量。通常，电子处在离核最近的轨道上，能量最低通常，电子处在离核最近的轨道上，能量最低基态；基态；原子原子 得能量后，电子被激发到高能轨道上，原子处于激发态。得能量后，电子被激发到高能轨道上，原子处于激发态。从激发态回到基态释放光能，光的频率取决于轨道间的能量差。从激发态回到基态释放光能，光的频率取决于轨道间的能量差。2021/8/9 星期一33 3、微观粒子的波粒二象性微观粒子的波粒二象性微观粒子的波粒二象性微观粒子的波粒二象性1924年，法国年轻的物理学家年，法国年轻的物理学家L.de Broglie指出，对于光指出，对于光的本质的研究，人们长
4、期以来注重其波动性而忽略其粒子性；的本质的研究，人们长期以来注重其波动性而忽略其粒子性；与其相反，对于实物粒子的研究中，人们过分重视其粒子性与其相反，对于实物粒子的研究中，人们过分重视其粒子性而忽略了其波动性。而忽略了其波动性。L.deBroglie从从Einstein的质能联系公式的质能联系公式E=mc2和光子和光子的能量公式的能量公式E=h 的联立出发，进行推理：的联立出发，进行推理：用用P表示动量，则表示动量，则P=mc，故有公式，故有公式2021/8/9 星期一4式子的左侧动量式子的左侧动量P是表示粒子性的物理量，而右是表示粒子性的物理量，而右侧波长侧波长 是表示波动性的物理量。二者通
5、过公式联是表示波动性的物理量。二者通过公式联系起来。系起来。感光屏幕感光屏幕薄晶体片薄晶体片衍射环纹衍射环纹电电子子枪枪电电子子束束2021/8/9 星期一51927年，德国人年，德国人Heisenberg提出了测不准原理提出了测不准原理。该原理指出对于具有波粒二象性的微观粒子，不能同时测准其该原理指出对于具有波粒二象性的微观粒子，不能同时测准其位置和动量位置和动量。用用 x表示表示位置的测不准量，用位置的测不准量，用 P表示表示动量的测不准量，动量的测不准量，则有则有式中式中，h普朗克常数普朗克常数6.626 1034Js，圆周率，圆周率，m质量，质量，v表示速度的测不准量。表示速度的测不准
6、量。这两个式子表示了这两个式子表示了Heisenberg测不准原理。测不准原理。Heisenberg测不准原理测不准原理2021/8/9 星期一61-3波函数和原子轨道波函数和原子轨道波函数波函数 的几何图象可以用来表示微观粒子活动的区域。的几何图象可以用来表示微观粒子活动的区域。1926年，奥地利物理学家薛定谔（年，奥地利物理学家薛定谔（Schodinger)提出一个提出一个方程，被命名为薛定谔方程。波函数方程，被命名为薛定谔方程。波函数 就是通过解薛定就是通过解薛定谔方程得到的。谔方程得到的。薛定谔方程薛定谔方程这是一个偏微分方程这是一个偏微分方程式中式中 波函数波函数，E能量能量，V势能
7、势能，m微粒的质量，微粒的质量，圆周率圆周率，h普朗克常数普朗克常数2021/8/9 星期一7由薛定谔方程解出来的由薛定谔方程解出来的描述电子运动状态的描述电子运动状态的波函数（有时是波函数（有时是波函数的线性组合），在量子力学上叫做原子轨道。它可以表示波函数的线性组合），在量子力学上叫做原子轨道。它可以表示核外电子的运动状态。核外电子的运动状态。解出每一个原子轨道，都同时解得一个特定的能量解出每一个原子轨道，都同时解得一个特定的能量E与之相与之相对应。对于氢原子来说对应。对于氢原子来说式中式中z是原子序数，是原子序数，n是参数，是参数，eV是能量单位。是能量单位。2021/8/9 星期一8z
8、y+pypzzx+zx+s各种波函数的角度分布图各种波函数的角度分布图zx+px2021/8/9 星期一9+yxdxy+zxdxz+zydyz+dx2y2yx+dz2zx2021/8/9 星期一10电子云电子层、亚层轨道的意义能级的概念氢原子和多电子原子核外的能级电子排布式和轨道表示式洪特规则及特例 核外电子运动状态的四个量子数2021/8/9 星期一111、电子云 电子云是一个形象的比喻，不是实质性的云雾，不能理解为由无数电子组成的云雾。应该指出，氢原子核外只有一个电子，也仍可以用电子云来描述。电子云表示单位体积内，电子出现的几率密度。单独一个小黑点没有任何意义。2021/8/9 星期一12
9、2电子层、亚层、电子层表示两方面意义：一方面表示电子到原子核的平均距离不同，另一方面表示电子能量不同。K、L、M、N、O、P电子到原子核的平均距离依次增大，电子的能量依次增高。亚层也表示两方面意义：表示电子云形状和能量不同。s电子云：球形 p电子云：无柄哑铃形d和f电子云形状复杂。s、p、d、f电子能量依次增高。2021/8/9 星期一13四个量子数四个量子数(重点讲授）重点讲授）波函数波函数 的下标的下标1，0，0；2，0，0；2，1，0所对应的所对应的n，l，m，称为量子数。，称为量子数。（1）主量子数主量子数n取值取值1，2，3，4n为正整数为正整数(自然数自然数)，光谱学上用光谱学上用
10、K，L，M，N表示表示。意义意义表示原子轨道的大小，核外电子离核的远近，或者说表示原子轨道的大小，核外电子离核的远近，或者说是电子所在的电子层数。是电子所在的电子层数。n=1表示第一层表示第一层(K层层)，离核最近。，离核最近。n越大离核越远。越大离核越远。单电子体系，电子的能量由单电子体系，电子的能量由n决定决定E电子能量，电子能量，Z原子序数，原子序数，eV电子伏特，能量单位，电子伏特，能量单位，1eV=1.603 1019J2021/8/9 星期一14对于对于H原子原子n=1E=13.6eVn=2E=3.40eVn E=0即自由电子，其能量最大，为即自由电子，其能量最大，为0。n的数值大
11、，电子距离原子核远，的数值大，电子距离原子核远，则具有较高的能量。则具有较高的能量。主量子数主量子数n只能取只能取1，2，3，4等自然数，故能量只有不连等自然数，故能量只有不连续的几种取值，即能量是量子化的。所以续的几种取值，即能量是量子化的。所以n称为量子数。称为量子数。（2）角量子数角量子数l取值取值受主量子数受主量子数n的限制，的限制，对于确定的主量子数对于确定的主量子数n，角，角量子数量子数l可以为可以为0，1，2，3，4(n1)，共共n个取值，个取值，光谱学上依次用光谱学上依次用s，p，d，f，g表示表示。2021/8/9 星期一15（3）磁量子数磁量子数m磁量子数磁量子数m取值受角
12、量子数取值受角量子数l的影响的影响，对于给定的，对于给定的l，m可取：可取：0，1，2，3，l。共共2l+1个值。个值。若若l=3，则，则m=0，1，2，3，共共7个值。个值。m决定原子轨道的空间取向。决定原子轨道的空间取向。n和和l一定的轨道，如一定的轨道，如2p轨道轨道（n=2，l=1）在空间有三种不同的取向。）在空间有三种不同的取向。2021/8/9 星期一16每一种每一种m的取值，对应一种空间取向。的取值，对应一种空间取向。zyxm的不同取值，或者说原子轨道的不同空间取向，一般不影的不同取值，或者说原子轨道的不同空间取向，一般不影响能量。响能量。3种不同取向的种不同取向的2p轨道能量相
13、同。我们说这轨道能量相同。我们说这3个原子轨个原子轨道是能量简并轨道，或者说道是能量简并轨道，或者说2p轨道是轨道是3重简并的。重简并的。而而3d则有则有5种不同的空间取向，种不同的空间取向，3d轨道是轨道是5重简并的。重简并的。2021/8/9 星期一17（4）自旋量子数自旋量子数ms电子既有围绕原子核的旋转运动，也有自身的旋转，称为电电子既有围绕原子核的旋转运动，也有自身的旋转，称为电子的自旋。子的自旋。ms的取值只有两个，的取值只有两个，+1/2和和1/2。电子的自旋方式只。电子的自旋方式只有两种，通常用有两种，通常用“”和和“”表示。表示。所以所以Ms也是量子化也是量子化的。的。因为电
14、子有自旋，所以电子具有自旋角动量，而自旋角动量因为电子有自旋，所以电子具有自旋角动量，而自旋角动量沿外磁场方向上的分量，可用沿外磁场方向上的分量，可用Ms表示，且有如下关系式表示，且有如下关系式Ms=ms式中式中ms为自旋量子数。为自旋量子数。所以，描述一个电子的运动状态，要用四个量子数：所以，描述一个电子的运动状态，要用四个量子数：n，l，m，ms同一原子中，没有四个量子数完全相同的两个电子存在。同一原子中，没有四个量子数完全相同的两个电子存在。2021/8/9 星期一18意义意义角量子数角量子数l决定原子轨道的形状决定原子轨道的形状。例如。例如n=4时，时，l有有4种取值，就是说核外第四层
15、有种取值，就是说核外第四层有4种形状不同的原子轨道：种形状不同的原子轨道：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，轨道，形状为哑铃形，4p轨道；轨道；l=2表示表示d轨道，形状为花瓣形，轨道，形状为花瓣形，4d轨道；轨道；l=3表示表示f轨道，形状更复杂，轨道，形状更复杂，4f轨道。轨道。由此可知，在第四层上，共有由此可知，在第四层上，共有4种不同形状的轨道。同层中种不同形状的轨道。同层中(即即n相同相同)不同形状的轨道称为亚层，也叫分层。就是说核外第不同形状的轨道称为亚层，也叫分层。就是说核外第四层有四层有4个亚层或分层。个
16、亚层或分层。如如n=3，角量子数角量子数l可取可取0，1，2共三个值，共三个值，依次表示为依次表示为s，p，d。2021/8/9 星期一19例例用四个量子数描述用四个量子数描述n=4，l=3的所有电子的运动状态。的所有电子的运动状态。解：解：l=3对应的有对应的有m=0，1，2，3，共共7个值。个值。即有即有7条轨道。每条轨道中容纳两个自旋量子数分别为条轨道。每条轨道中容纳两个自旋量子数分别为+1/2和和1/2的自旋方向相反的电子，所以有的自旋方向相反的电子，所以有2 7=14个运动状态不同个运动状态不同的电子。分别用的电子。分别用n，l，m，ms描述如下：描述如下：n，l，m，ms4301/
17、24311/24311/24321/24321/24331/24331/2n，l，m，ms4301/24311/24311/24321/24321/24331/24331/22021/8/9 星期一203.轨道的意义轨道：电子云所占据的立体空间，称为轨道。轨道的大小、形状分别由电子层、亚层、电子云伸展方向决定。除了s电子云是球形外，其余亚层的电子云都有方向，有几个方向就有几个轨道。每一个原子核外都有许多电子层、亚层，因此，每个原子核外都有许多轨道。p、d、f亚层的电子云分别有3个、5个和7个伸展方向。因而分别有3、5、7个轨道：3个p轨道、5个 d轨道和7个f轨道。它们的能量完全相同；电子云形
18、状也基本相同 2021/8/9 星期一214能级的概念 在电子层、亚层、轨道和自旋这四个方面中，与电子能量有关的是电子层和亚层。因此，将电子层和亚层结合起来，就可以表示核外电子的能量。核外电子的能量是不连续的，而是由低到高象阶梯一样，每一个能量台阶称为一个能级。因此，1s、2s、2p分别表示一个能级。2021/8/9 星期一22轨道能量的大小轨道能量的大小对于单电子体系，其能量为对于单电子体系，其能量为即单电子体系中，轨道即单电子体系中，轨道(或轨道上的电子或轨道上的电子)的能量，只由主量的能量，只由主量子数子数n决定。决定。n相同的轨道，能量相同相同的轨道，能量相同：E4s=E4p=E4d=
19、E4f而且而且n越大能量越高越大能量越高：E1sE2sE3sE4s多电子体系中，电子不仅受到原子核的作用，而且受到其余电多电子体系中，电子不仅受到原子核的作用，而且受到其余电子的作用。故能量关系复杂。所以多电子体系中，能量不只由主量子的作用。故能量关系复杂。所以多电子体系中，能量不只由主量子数子数n决定。决定。2021/8/9 星期一23（1）原子轨道近似能级图原子轨道近似能级图Pauling，美国著名结构化学家，根据大量光谱实验数据和，美国著名结构化学家，根据大量光谱实验数据和理论计算，提出了多电子原子的原子轨道近似能级图。理论计算，提出了多电子原子的原子轨道近似能级图。第一组第一组1s第二
20、组第二组2s2p第三组第三组3s3p第四组第四组4s3d4p第五组第五组5s4d5p第六组第六组6s4f5d6p第七组第七组7s5f6d7p其中除第一能级组只有其中除第一能级组只有一个能级外，其余各能级组一个能级外，其余各能级组均以均以ns开始，以开始，以np结束。结束。所有的原子轨道，共分成七个能级组所有的原子轨道，共分成七个能级组各能级组之间的能量高各能级组之间的能量高低次序，以及能级组中各能低次序，以及能级组中各能级之间的能量高低次序，在级之间的能量高低次序，在下页的图示中说明。下页的图示中说明。2多电子原子的能级多电子原子的能级2021/8/9 星期一24能量能量1s2s2p3s3p4
21、s4p3d5s5p4d6s6p5d4f7s7p6d5f组内能级间能量差小组内能级间能量差小能级组间能量差大能级组间能量差大每个每个代表一个原子轨道代表一个原子轨道p三重简并三重简并d五重简并五重简并f七重简并七重简并2021/8/9 星期一25（2）屏蔽效应屏蔽效应以以Li原子为例说明这个问题原子为例说明这个问题：研究外层的一个电子。研究外层的一个电子。它受到核的它受到核的的引力，同时又受到内层电子的的引力，同时又受到内层电子的2的斥力。的斥力。实际上受到的引力已经不会恰好是实际上受到的引力已经不会恰好是+3，受到的斥力也不会恰，受到的斥力也不会恰好是好是2，很复杂。，很复杂。我们把我们把看成
22、是一个整体，即被中和掉部分正电的看成是一个整体，即被中和掉部分正电的的原子核。的原子核。于是我们研究的对象于是我们研究的对象外层的一个电子就相当于处在单电外层的一个电子就相当于处在单电子体系中。中和后的核电荷子体系中。中和后的核电荷Z变成了有效核电荷变成了有效核电荷Z*。2021/8/9 星期一26在多电子体系中，核外其它电子抵消部分核电荷，使被讨论的在多电子体系中，核外其它电子抵消部分核电荷，使被讨论的电子受到的核的作用变小。这种作用称为其它电子对被讨论电子的电子受到的核的作用变小。这种作用称为其它电子对被讨论电子的屏蔽效应。屏蔽效应。Z*=Z，为屏蔽常数。为屏蔽常数。于是公式于是公式，变成
23、，变成受到屏蔽作用的大小，因电子的角量子数受到屏蔽作用的大小，因电子的角量子数l的不同而不同。的不同而不同。4s，4p，4d，4f受到其它电子的屏蔽作用依次增大，故有受到其它电子的屏蔽作用依次增大，故有E4sE4pE4dE3d，形成，形成Cu+时，先失去时，先失去4s电子电子；KE4sE3d，先填充，先填充4s。如何解释这种现象？如何解释这种现象？科顿能级图讨论了原子轨道的能量与原子序数之间的关系。科顿能级图讨论了原子轨道的能量与原子序数之间的关系。2021/8/9 星期一292核外电子排布的原则核外电子排布的原则（1）能量最低原理）能量最低原理电子先填充能量低的轨道，后填充能电子先填充能量低
24、的轨道，后填充能量高的轨道。尽可能保持体系的能量最低。量高的轨道。尽可能保持体系的能量最低。（2）Pauli(保利保利)不相容原理不相容原理即同一原子中没有运动即同一原子中没有运动状态完全相同的电子，即同一原子中没有四个量子数完全相同的状态完全相同的电子，即同一原子中没有四个量子数完全相同的两个电子。于是每个原子轨道中只能容纳两个自旋方向相反的电两个电子。于是每个原子轨道中只能容纳两个自旋方向相反的电子。子。（3）Hunt(洪特洪特)规则规则电子在能量简并的轨道中，尽量电子在能量简并的轨道中，尽量以相同自旋方式成单排布。简并的各轨道保持一致，则体系的能量以相同自旋方式成单排布。简并的各轨道保持
25、一致，则体系的能量低。低。轨道全空轨道全空半充满半充满全充满全充满以上几种情况对称性高，体系稳定。对于简并度高的以上几种情况对称性高，体系稳定。对于简并度高的d、f轨道尤其明显；对于简并度低的轨道尤其明显；对于简并度低的p轨道则不明显。轨道则不明显。2021/8/9 星期一30 电子在等能量轨道（如三个p轨道）上排布时，将尽可能先占满所有轨道，并且自旋方向相同。特例是指当等能量轨道半满（p3、d5、f7）、全满（p6、d10、f14）以及全空（p0、d0、f0）时，都可使原子整体能量处于相对较低的状态。正因为如此，铬的特征电子排布变为3d54s1（而不是3d44s2）。练习：书写1-36号元素
26、的电子排布式。2021/8/9 星期一31 5电子排布式和轨道表示式 核外电子排布情况有两种表示方法：电子排布式和轨道表示式。1s22s22p33s1就是违背了能量最低原理，1s22s32p3就是违背了泡利不相容原理。原子实：Cl表示为Ne3s23p5。价电子排布：Fe：4s23d6（1s22s22p63s23p64s23d6）2021/8/9 星期一32核外电子的排布（原子的电子层结构）核外电子的排布（原子的电子层结构）1HHydrogen氢氢1s1*2HeHelium氦氦1s23LiLithium锂锂1s22s14BeBeryllium铍铍1s22s25BBoron硼硼1s22s22p1*
27、6CCarbon碳碳1s22s22p27NNitrogen氮氮1s22s22p38OOxygen氧氧1s22s22p49FFluorine氟氟1s22s22p510NeNeon氖氖1s22s22p6原子原子序数序数电子轨道图电子轨道图元素元素符号符号英文名称英文名称中文中文名称名称电子结构式电子结构式2021/8/9 星期一3311NaSodium钠钠 1s22s22p63s112 MgMagnesium镁镁1s22s22p63s213 AlAluminium铝铝1s22s22p63s23p114 SiSilicon硅硅1s22s22p63s23p215PPhosphorus磷磷1s22s22
28、p63s23p316SiSulfur硫硫1s22s22p63s23p417 ClChlorine 氯氯1s22s22p63s23p518ArArgon氩氩1s22s22p63s23p6原子原子序数序数元素元素符号符号英文名称英文名称中文中文名称名称电子结构式电子结构式2021/8/9 星期一34*Ar原子实，表示原子实，表示Ar的的电子结构式电子结构式电子结构式电子结构式 1s22s22p63s23p6。原子实后面是价层电子，即在化学反应中可能发生变化的电子。原子实后面是价层电子，即在化学反应中可能发生变化的电子。*虽先排虽先排4s后排后排3d，但但电子结构式中先写电子结构式中先写电子结构式中
29、先写电子结构式中先写 3d，后写后写后写后写 4s*21 Sc Scandium 钪钪Ar3d14s222 Ti Titanium钛钛Ar3d24s223 V Vanadium钒钒Ar3d34s224 Cr Chromium铬铬Ar3d54s125 MnManganese锰锰Ar3d54s226 Fe Iron铁铁Ar3d64s227 Co Cobalt钴钴Ar3d74s228 Ni Nickel镍镍Ar3d84s2*19 K Potassium钾钾Ar4s120 Ca Calcium钙钙Ar4s22021/8/9 星期一351元素的周期元素的周期周期的划分与能级组的划分完全一致，每个能级组都
30、独自周期的划分与能级组的划分完全一致，每个能级组都独自对应一个周期。共有七个能级组，对应一个周期。共有七个能级组，所以共有七个周期。所以共有七个周期。HHe1第一周期：第一周期：2种元素种元素第一能级组：第一能级组：2个电子个电子1个能级个能级1s1个轨道个轨道BeLiBCNOFNe2第二周期：第二周期：8种元素种元素第二能级组：第二能级组：8个电子个电子2个能级个能级2s2p4个个轨道轨道(2)元素周期系元素周期系2021/8/9 星期一36MgNaAlSiPSCl Ar3第三周期：第三周期：8种元素种元素第三能级组：第三能级组：8个电子个电子2个能级个能级3s3p4个个轨道轨道K Ca S
31、cTiVCr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr4YZr Nb Mo TcRh PdRuAg CdSrRbIn Sn Sb TeIXe5第五周期：第五周期：18种元素种元素第五能级组：第五能级组：18个电子个电子3个能级个能级5s4d5p9个个轨道轨道第四周期：第四周期：18种元素种元素第四能级组：第四能级组：18个电子个电子3个能级个能级4s3d4p9个个轨道轨道2021/8/9 星期一37第七周期：第七周期：32种元素种元素第七能级组：第七能级组：32个电子个电子4个能级个能级7s5f6d7p16个个轨道轨道BaCs6sCe Pr Nd Pm Sm Eu
32、 Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu4fLa Hf Ta W ReIrPtOsAu Hg5dTl Pb Bi Po At Rn6p第六周期：第六周期：32种元素种元素第六能级组：第六能级组：32个电子个电子4个能级个能级6s4f5d6p16个个轨道轨道RaFr7sTh PaU Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr5fAc Rf Db Sg Bh Hs Mt UunUuuUub6d7p2021/8/9 星期一3822元素的区和族元素的区和族元素的区和族元素的区和族s区元素区元素包括包括IA族，族，IIA族，价层电子组态为族，价层电子组态为ns12，属于活泼
33、金属。属于活泼金属。p区元素区元素包括包括IIIA族，族，IVA族，族，VA族，族，VIA族，族，VIIA族，族，0族族（VIIIA族族），价层电子组态为），价层电子组态为ns2np16，右，右上方为非金属元素，左下方为金属元素上方为非金属元素，左下方为金属元素。s区和区和p区元素的族数，等于价层电子中区元素的族数，等于价层电子中s电子数与电子数与p电子电子数之和。若和数为数之和。若和数为8，则为，则为0族元素，也称为族元素，也称为VIIIA族。族。价层电子是指排在稀有气体原子实后面的电子，在化学反应价层电子是指排在稀有气体原子实后面的电子，在化学反应中能发生变化的基本是价层电子。中能发生变化
34、的基本是价层电子。2021/8/9 星期一39二周期表中元素二周期表中元素性质的递变规律性质的递变规律1电离能 2亲核能 3电负性 2021/8/9 星期一401电离势对于多电子原子，使处于基态的气态原子变成1价气态阳离子所需要的能量，称为第一电离势，常用符号I1表示。以1价的气态阳离子再失去一个电子变成2价的气态阳离子所需要的能量称为第电离势，用I2表示，依次类推，有第电离势I3等等。电离势特别是第一电离势反映了单个原子失去电子能力的大小。元素的原子电离势越小，说明它越容易失去电子，其金属性越强。例：Li：I1=5.4ev I2=81ev O：I1I6 相差20ev，I7=601ev前三周期
35、的铍、氮、镁、磷的第一电离势就显得“反常”的高，这与半满、全满的稳定结构相关。2021/8/9 星期一41一些原子的电离势（ev）元素 电子层 H1s113.6He1s224.654.4Li2s15.475.6122.5Be2s29.318.2153.9 217.7B2s22P18.325.237.9259.4 340.2C2s22P211.324.447.964.5392.0 489.9N2s22P314.529.647.577.597.9552.0Mg3s27.6415.080.2Al3s22P15.918.828.5120.02021/8/9 星期一422亲核能：一个基态的气态原子获得一
36、个电子成为负一价气态阴离子时所放出的能量称为该元素的第一电子亲核能。用符号E表示。在同一周期中，从左到右电子亲核势增大；在同一族中，从上到下电子亲核势减小。2021/8/9 星期一433电负性电负性差与成键两元素原子间单键的离子性百分率有关，电负性差越大成键时离子性越强，反之越弱。非金属间电负性差不大而形成共价化合物。电负性可用来判断价态的正、负。公式：xA=0.359Z*/r2 +0.744 Z*为有效核电荷，r为原子的共价半径。Z*=Z-Z为核电荷数，为屏蔽常数 的加和。n对n层电子=0.35（若n=1，则=0.3）（n-1）层对n层电子=0.85；其它层对n层为1例：Cl第17个电子的Z
37、*=17-21+80.85+60.35)=6.102021/8/9 星期一44H 2.20Li 0.98Be1.57B2.04C2.55N3.04O3.44F3.98Na0.93 Mg1.31Al1.61Si1.90P2.19S2.58Cl3.16K0.82Ca1.00Ga1.81Ge1.81As2.18Se2.55Br2.96Rb0.82Sr0.95In1.78Sn1.96Sb2.05Te2.1I2.66Cs0.79Ba0.89Tl2.04Pb2.33Bi2.02Po2.0附表：常见元素电负性数值2021/8/9 星期一451.右图表示元素X的前五级电离能的对数值，试推测X可能是哪些元素？2
38、.已知某元素的原子序数是50，试推测：（1）该元素原子的电子层结构；（2）该元素处在哪一周期，哪一族？（3）是金属还是非金属？（4）最高氧化态及其氧化物的酸碱性。12345lg(I)练习练习2021/8/9 星期一463.判断下列说法是否正确:（1）s电子绕核运动，其轨道为一圆周，而p电子是走 型的；（2）主量子数n为1时，有自旋相反的两条轨道；（3）主量子数n为4时，其轨道总数为16，电子层的电子最大容量为32；（4）主量子数n为3时，有3s、3p、3d三条轨道。4.根据鲍林原子轨道近似能级图，指出下表中各电子层中的电子数有无错误，错误的说明理由，并加以改正。2021/8/9 星期一47原子
39、序数KLMNOP19223033602222281088898182018223181225.说明下列各对原子中哪一种原子的第一电离能高，为什么？S和PAl和MgSr和RbCu和AuRn和At2021/8/9 星期一486.原子半径最小的元素是原子半径最大的元素是第一电子亲合能最大的是第一电离能最大的是电负性最大的元素是7.已知下列元素在周期表的位置，写出它们的价电子构型：五周期B族 四周期A族六周期B族 五周期B族六周期 A族 七周期A族2021/8/9 星期一49指出下列元素的名称和原子序数，写出电子排布式。第五个稀有气体元素前五周期的第十个元素常温下为液态的非金属单质的组成元素熔点最低的金属单质的组成元素原子中4p半充满的元素原子中3d半充满的元素原子中4s半充满的元素原子中4f半充满的元素 第四周期中，原子含成单电子最多的元素2021/8/9 星期一50