原子結(jié)構(gòu)參考

1、第八章 原子結(jié)構(gòu)(Atomic Structure)8.1氫原子結(jié)構(gòu)8.2多電子原子結(jié)構(gòu)8.3元素周期律8.1氫原子結(jié)構(gòu)(Hydrogen Atomic Structure) 8.1.1氫原子光譜與玻爾理論 8.1.2電子的波粒二象性 8.1.3薛定諤方程與波函數(shù) 8.1.4量子數(shù)的物理意義 8.1.5波函數(shù)與原子軌道圖形8.1.6幾率密度與電子云圖形第八章 原子結(jié)構(gòu) 8.1氫原子結(jié)構(gòu)8.1.1 氫原子光譜與波爾理論1. 氫原子光譜 (Hydrogen Atomic Spectrum)（1）實(shí)驗(yàn)第八章原子結(jié)構(gòu)（2） 表達(dá)式 8.1氫原子結(jié)構(gòu)1n = l= 3.289 1015(1n-211)

2、s-1n22（3） 評(píng)價(jià)（n2 n1，正整數(shù)） 把一個(gè)實(shí)驗(yàn)事實(shí)用數(shù)學(xué)表達(dá)式定量表達(dá)； 說(shuō)明譜線是不連續(xù)的； 沒(méi)從理論上解釋氫原子光譜是如何產(chǎn)生。式中各項(xiàng)代表何種意義？第八章原子結(jié)構(gòu) 8.1氫原子結(jié)構(gòu)2. 玻爾理論(Bohrs Theory)（1） 假設(shè)v 核外電子不能沿任意軌道運(yùn)動(dòng)，而只能在確定半徑和能量的軌道上運(yùn)動(dòng)；v 正常情況下，原子中電子盡可能處在離核最近的軌道上運(yùn)動(dòng)，此時(shí)能量最低 原子處于基態(tài)（最低能級(jí)n1=1）。當(dāng)原子受到輻射獲得能量后，電子可躍遷到離核較遠(yuǎn)的軌道上 原子處于激發(fā)態(tài)（較高能級(jí)n2）；第八章原子結(jié)構(gòu) 8.1氫原子結(jié)構(gòu)v 處于激發(fā)態(tài)的電子不穩(wěn)定，可以躍遷到離核較近的軌道上

3、，能量差以電磁波的形式輻射 = E2 - E1hE：軌道能量(Orbital Energy) ：頻率( Frequency )h：Planck常數(shù)(Planck Constant)普朗克第八章原子結(jié)構(gòu) 8.1氫原子結(jié)構(gòu)（2） 求出氫原子軌道的半徑、能量、輻射能頻率r = 0.053n2(nm)如E = - 2.179 10181Jn2n=1，r = 0.053(nm)， E= -2.17910-18J = E2- E1 h=-)2.18 10-1811nn126.626 10-34 (22= 3.289 1015(11-1nn-)s2212第八章原子結(jié)構(gòu) 8.1氫原子結(jié)構(gòu)（3） 評(píng)價(jià) 成功解釋

4、了氫原子光譜的產(chǎn)生； 證實(shí)了里德堡公式； 提出了能級(jí)概念； 但不能說(shuō)明多電子原子光譜。第八章原子結(jié)構(gòu)8.1.2 電子的波粒二象性 8.1氫原子結(jié)構(gòu)(Wave-particle Dualism of Electron)1. 引出1924年，L.de.Broglie提出，質(zhì)量為m， 運(yùn)動(dòng)速度為v的粒子，相應(yīng)的波長(zhǎng)為 = h =hpmv第八章原子結(jié)構(gòu) 8.1氫原子結(jié)構(gòu)2. 證實(shí)：電子衍射實(shí)驗(yàn)的干涉圖紋1927年，Davisson和Germer應(yīng)用Ni晶體進(jìn)行的電子衍射實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了電子具有波動(dòng)性的假設(shè)。干涉圖紋X射線電子束第八章原子結(jié)構(gòu) 8.1氫原子結(jié)構(gòu)8.1.3 薛定諤方程和波函數(shù)1. 薛定諤方程(

5、Schodinger Equation)（1）方程式2yx2+ 2yy2+ 2yz282m= -h2( E- v )y其中：x、y、z：空間直角坐標(biāo)；m：微觀粒子的質(zhì)量； E：總能量；y：波函數(shù)，是薛定諤方程的解；h：Planck常數(shù)； V：勢(shì)能。第八章原子結(jié)構(gòu) 8.1氫原子結(jié)構(gòu)（2）意義與目的反映了微觀粒子的波粒二象性。所謂求解薛定諤方程，就是求得描述微粒運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的波函數(shù)y以及與該狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的能量E。第八章原子結(jié)構(gòu) 8.1氫原子結(jié)構(gòu)（3）求解對(duì)薛定諤方程求解yE = - 2.179 10-18( z )2ny1(x,y,z）y2(x,y,z）.x=rsinqcosf y=rsinqsinf

6、z=rcosq x2+y2+z2=r2y1(r, q, f)y2(r, q, f).第八章原子結(jié)構(gòu) 8.1氫原子結(jié)構(gòu)2. 波函數(shù)的引出每一種波都有描述其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的數(shù)學(xué)函數(shù)式及圖形。 氫原子的若干波函數(shù)y軌道y( r, q, f )R(r )Y(q, f )1s1e-r/a0 a3021 e-r/a0a30 14p2s1412a30( 2 - r)e-r/ 2a0a0 1( 2 - r)e-r/ 2a08a3a0014p2pz141(r)e-r/ 2a0 cos 2a3a001e-r/ 2a024a303 cos 4第八章原子結(jié)構(gòu) 8.1氫原子結(jié)構(gòu)3. 波函數(shù)的物理意義y 本身沒(méi)有明確的物理意義

7、，只能說(shuō)是描述核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的數(shù)學(xué)函數(shù)式；y 2 有明確的物理意義：代表電子在原子空間的某點(diǎn)(x，y，z)附近單位微體積內(nèi)出現(xiàn)的概率即概率密度。y 2 = dpdt第八章原子結(jié)構(gòu)4. 波函數(shù)的限制 8.1氫原子結(jié)構(gòu)對(duì)薛定諤方程求解 yE = - 2.179 10-18( z )2ny1(x,y,z）y2(x,y,z）.y1n,l,m(x,y,z）y2n,l,m(x,y,z）.每一個(gè)y 表示電子的一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一種波函數(shù)稱(chēng)一個(gè)原子軌道第八章原子結(jié)構(gòu) 8.1氫原子結(jié)構(gòu)5. 波函數(shù) y 的同義詞原子軌道和波函數(shù)是同義詞。第八章原子結(jié)構(gòu) 8.1氫原子結(jié)構(gòu)8.1.4 量子數(shù)的物理意義及表示方法1. 主量

8、子數(shù)(Principal Quantum Number)意義：原子中電子出現(xiàn)幾率最大的區(qū)域離核的遠(yuǎn)近；是決定電子能級(jí)高低的主要因素。取值：n個(gè) ，從1 （任何非零的正整數(shù)） 。舉例：n=1 代表電子出現(xiàn)幾率最大的區(qū)域離核最近；代表能量低的電子層。主量子數(shù)1234567電子層符號(hào)KLMNOPQ列表：第八章原子結(jié)構(gòu) 8.1氫原子結(jié)構(gòu)2. 角量子數(shù) (Azimuthal Quantum Number)意義：決定原子軌道符號(hào)及形狀，對(duì)應(yīng)著同一主層的電子亞層,和n共同決定電子能級(jí)。取值：n個(gè)，從0 n-1（n個(gè)從零開(kāi)始的正整數(shù)）。舉例：l=0的原子軌道，在光譜中規(guī)定為s軌道；l=0的原子軌道，說(shuō)明角動(dòng)量

9、在各方向無(wú)變化，原子軌道呈球形；l=0 的原子軌道，又稱(chēng)s亞層。第八章原子結(jié)構(gòu) 8.1氫原子結(jié)構(gòu)角量子數(shù) l原子軌道原子軌道形狀電子亞層符號(hào) 角量子數(shù)的意義0s球形s1p雙球形p2d花瓣形d3ff第八章原子結(jié)構(gòu) 8.1氫原子結(jié)構(gòu)z+xy s原子軌道第八章原子結(jié)構(gòu) 8.1氫原子結(jié)構(gòu)2pxz+-xy 2p yz-+xy 2pzz+x-y 2p原子軌道第八章原子結(jié)構(gòu) 8.1氫原子結(jié)構(gòu)dx - y22zd 2zz+-+-xyx+y 3d原子軌道dxyz+-+xyd yzz-+x+-yd xzz-+x-y 主量子數(shù)和角量子數(shù)關(guān)系主量子數(shù)l 個(gè)數(shù)l 取值原子軌道原子軌道形狀電子亞層符號(hào)1101s球形1s2

10、202s球形2s12p雙球形2p3303s球形3s13p雙球形3p23d花瓣形3d4404s球形4s14p雙球形4p24d花瓣形4d34f4f第八章原子結(jié)構(gòu) 8.1氫原子結(jié)構(gòu)3. 磁量子數(shù) (Magnetic Quantum Number)意義：描述原子軌道在空間的伸展方向，每一個(gè)伸展方向相當(dāng)于一個(gè)原子軌道。取值：2l + 1個(gè)，從 0l 。第八章原子結(jié)構(gòu) 8.1氫原子結(jié)構(gòu)舉例：l=0，s 軌 道 ，m=2l+1=1 個(gè) ，m=0， 1 個(gè) s 軌 道l=1，p 軌道，m=2l+1=3個(gè)，m=0，13個(gè)p 軌道l=2，d 軌道，m=2l+1=5個(gè)，m=0，1，2 5個(gè)d 軌道對(duì)于n，l 相等但

11、m不相等的軌道稱(chēng)為簡(jiǎn)并軌道或等價(jià)軌道， 其能量相等：如3個(gè)np 軌道、5個(gè)nd 軌和7個(gè) nf 軌道。第八章原子結(jié)構(gòu) 8.1氫原子結(jié)構(gòu) p電子云角度分布圖的空間取向第八章原子結(jié)構(gòu) 8.1氫原子結(jié)構(gòu) 角量子數(shù)與磁量子數(shù)關(guān)系角量子數(shù) lm個(gè)數(shù)m取值伸展方向數(shù)原子軌道數(shù)0(s)1011個(gè)s 軌道: s1(p)30+1, -133個(gè)p 軌道: pzpx,py2(d)50+1, -155個(gè)d軌道:d 2zdxz, dyz+2, -2dxy , dx2 - y2主量l 個(gè)子數(shù)數(shù)l 取 原子值軌道原子軌道形狀m 個(gè) m 取數(shù)值空間 軌道取 向 數(shù)1101s球形10112202s球形10112p雙球形30,1

12、343303s球形10113p雙球形30,1323d花瓣形50,1,2594404s球形10114p雙球形30,1324d花瓣形50,1,2534f7716第八章原子結(jié)構(gòu) 8.1氫原子結(jié)構(gòu)z+xy s軌道角度分布圖第八章原子結(jié)構(gòu) 8.1氫原子結(jié)構(gòu)2pxz+-xy 2p yz-+xy 2pzz+x-y 2p軌道角度分布圖第八章原子結(jié)構(gòu) 8.1氫原子結(jié)構(gòu)dx - y22zd 2zz+-+-xyx+y 3d軌道角度分布圖dxyz+-+xyd yzz-+x+-yd xzz-+x-y第八章原子結(jié)構(gòu) 8.1氫原子結(jié)構(gòu)4. 自旋量子數(shù)（ms）(Spin Quantum Number)意義：代表電子在原子軌道

13、中的自旋方向。取值： + 12,- 1分別代表順時(shí)針?lè)较蜃孕头磿r(shí)針?lè)较蜃孕Ｃ總€(gè)軌道中允許容納2個(gè)電子，但必須自旋相反。2自旋方向相反自旋方向相同，+ 1,- 122+ 1,+ 122和- 12，- 12第八章原子結(jié)構(gòu) 8.1氫原子結(jié)構(gòu) 四個(gè)量子數(shù)的基本概念 量子數(shù)符號(hào)名 稱(chēng)取 值主要意義n主量子數(shù)1,2,3l角量子數(shù)0,1,2m磁量子數(shù)0,1電子離核遠(yuǎn)近軌道能級(jí)高低軌道形狀， 符號(hào)軌道伸展方向1ms自旋量子數(shù) + 2,- 12電子的自旋第八章原子結(jié)構(gòu) 8.1氫原子結(jié)構(gòu)例：n=1，l=0，m=0， m= + 1,- 1,s用四個(gè)量子數(shù)表示。22解： (1, 0 , 0 , + 1 )2(1

14、, 0 , 0 , - 1 )21s2第八章原子結(jié)構(gòu) 8.1氫原子結(jié)構(gòu)例：填表。原子軌道nlm個(gè)數(shù)容納電子數(shù)212437146012525102px 4f 6s 5d第八章原子結(jié)構(gòu) 8.1氫原子結(jié)構(gòu)8.1.5 波函數(shù)及原子軌道角度分布圖對(duì)薛定諤方程求解 可求出y一系列y1(x,y,z)y2(x,y,z).y1 n,l,my(x,y,z)x=rsinqcos fy=rsinqsin f2 n,l,m(x,y,z).z=rcosq x2+y2+z2=r2yn,l,m(r, q, f)=Rn,l(r).Yl,m(q, f)Rn,l(r) 是波函數(shù)徑向分布函數(shù)Yl,m(q, f)是波函數(shù)角度分布函數(shù)例

15、：s軌道角度分布圖。軌道Y(r, q, f)Rn,l(r)Yl,m(q, f)1s（1） 表達(dá)式：e-r/a01a30Y1,m =1-r/a014a2e3014z+xy（2） 列表：與角度無(wú)關(guān)。（3） 作圖：（4） 結(jié)論： Yl,m與n無(wú)關(guān)， 所有的s原子軌道角度分布圖是一個(gè)半徑為 1的4球面，符號(hào)為正。第八章原子結(jié)構(gòu) 8.1氫原子結(jié)構(gòu)例：pz 軌道角度分布圖軌道y (r,q ,f)Rn,l (r)Yl ,m (q ,f)p11(r)e-r/ 2a0cos 1(r)e-r/a03400cos00z4( 2a3 )a( 24a3 )a（1）表達(dá)式= Yl m(q,j) = Yp z(q,j)=3

16、 cos 4第八章原子結(jié)構(gòu) 8.1氫原子結(jié)構(gòu)（2）列表： 不同角的 Y 值0306090120150180cos10.8660.50-0.5-0.866-1Ypz0.4890.4230.2440-0.244-0.423-0.489第八章原子結(jié)構(gòu) 8.1氫原子結(jié)構(gòu)xpyforqp(x,y,z)或(r, q, f)z（3） 作圖x=rsincos y=rsinsin z=rsin（4） 結(jié)論由于三角函數(shù)在不同象限有正負(fù)值，導(dǎo)致原子軌道有正負(fù)； Y( l , m)與n無(wú)關(guān)，所有的pz 都是雙球形。第八章原子結(jié)構(gòu) 8.1氫原子結(jié)構(gòu)2pz軌道輪廓圖z+-yxxy節(jié)面第八章原子結(jié)構(gòu) 8.1氫原子結(jié)構(gòu)8.1

17、.6 幾率密度及電子云角度分布圖波函數(shù)徑向分布函數(shù)yn,l,m(r, q, f)=Rn,l(r) Yl,m(q, f)波函數(shù)角度分布函數(shù) 2 = dpd 概率密度， y2的空間分布叫電子云。2(r,) = R2(r) Y 2(,)n,l,mn,ll,m電子云徑向分布函數(shù)電子云角度分布函數(shù)第八章原子結(jié)構(gòu) 8.1氫原子結(jié)構(gòu)電子云的概念：電子在原子核外出現(xiàn)的概率分布叫電子云。+第八章原子結(jié)構(gòu) 8.1氫原子結(jié)構(gòu)區(qū)別：原子軌道角度分布圖符號(hào)有正有負(fù)， 電子云圖形無(wú)正負(fù)號(hào)；原子軌道角度分布圖較寬大，電子云圖形較瘦小。第八章原子結(jié)構(gòu) 8.1氫原子結(jié)構(gòu) 原子軌道角度分布圖和電子云角度分布圖的區(qū)別+-+x2p

18、yzzz-yyy+x2pxzx2pzzzyyyxY22p xxY22pyxY22p z8.2多電子原子結(jié)構(gòu)(Polyelectron Atomic Structure) 8.2.1多電子原子軌道級(jí) 8.2.2核外電子排布三原則8.2.3核外電子排布第八章原子結(jié)構(gòu) 8.2多電子原子結(jié)構(gòu)8.2.1 多電子原子軌道能級(jí)1. Pauling 近似能級(jí)圖6p6p5d4f5d66s3d4p4s55s3p3s能4量2p2s321s1能級(jí)組5p4d3p 3s2p 2s1s4f5p6s4d 5s 4p3d 4s鮑林7s6s 5s 4s 3s 2s1s7p6p 5p 4p 3p2p7d6d 5d 4d3d7f6f

19、 5f4f第八章原子結(jié)構(gòu) 8.2多電子原子結(jié)構(gòu) 各亞層的電子填充順序第八章原子結(jié)構(gòu) 8.2多電子原子結(jié)構(gòu) Pauling近似能級(jí)圖表示的順序1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d7p（1）意義反映了原子軌道能級(jí)高低，電子填充的順序。第八章原子結(jié)構(gòu)（2） 特點(diǎn) 8.2多電子原子結(jié)構(gòu) 其一，按能級(jí)高低而不是按電子層的順序排列。 其二，原子軌道與能級(jí)組、周期、電子最大容量的關(guān)系：原子軌道1s2s 2p3s 3p4s 3d 4p5s 4d 5p6s4f 5d6p7s5f 6d7p能級(jí)組一二三四五六七周期1234567電子最大容量288181832未滿第八章原子結(jié)構(gòu) 8

20、.2多電子原子結(jié)構(gòu) 其三，對(duì)n，l 相同的軌道(等價(jià)軌道)，其能量相同。 其四，各原子軌道的能級(jí)由n，l 共同決定。 l 相同，n 不相同：n 越大，能量越高；E1sE2sE3sE2pE3pE4p n 相同，l 不相同：l 越大，能量越高；（除氫原子外）E3sE3pE3dEnsEnpEndEnf n , l 都不同：能級(jí)交錯(cuò)。E4sE3dE4pE6sE4fE5dE6p第八章原子結(jié)構(gòu) 8.2多電子原子結(jié)構(gòu) 其五，劃分 ：(n+0.7l)第一位數(shù)字相同為一組；(n+0.7l)大，能級(jí)高。原子軌道1s2s 2p3s 3p4s 3d 4p5s 4d 5p6s4f 5d 6p7s5f 6d 7pn+0.

21、7l1.02.02.73.03.74.04.44.75.05.45.766.16.46.777.17.47.7能級(jí)組一二三四五六七第八章原子結(jié)構(gòu) 8.2多電子原子結(jié)構(gòu)2. 屏蔽效應(yīng) (Screening Effect) 解釋E1sE2sE3s ， E2pE3pE4p（1） 產(chǎn)生（2） 定義由于其它電子對(duì)某一個(gè)電子的排斥作用，而抵消一部分核電荷，從而使有效核電荷降低，削弱了核電荷對(duì)該電子的吸引，這種作用稱(chēng)為屏蔽效應(yīng)。第八章原子結(jié)構(gòu) 8.2多電子原子結(jié)構(gòu)（3） 表示式Z*=Z-s其中：Z*： 有效核電荷數(shù)(Effect Nuclear Number)Z： 核電荷數(shù)(Nuclear Charge N

22、umber)s： 屏蔽常數(shù)(Screening Constant)第八章原子結(jié)構(gòu) 8.2多電子原子結(jié)構(gòu)氫原子系統(tǒng)的總能量E = -2.179 10-18 ( Zn)2 J多電子原子中每個(gè)電子的能量為E =-2.179 10-18 (Zn2- s )2J第八章原子結(jié)構(gòu) 8.2多電子原子結(jié)構(gòu)（4） Slater 經(jīng)驗(yàn)規(guī)則 (值的估算) 將原子中的軌道分組：(1s) (2s,2p) (3s,3p) (3d) (4s,4p) (4d) (4f) (5s,5p) 位于被屏蔽電子右邊的各組軌道中的電子，對(duì)此電子無(wú)屏蔽作用，即= 0； 1s軌道兩電子之間的=0.30，其它主 量子數(shù)相同的各分層電子之間=0.

23、35；第八章原子結(jié)構(gòu) 8.2多電子原子結(jié)構(gòu) 被屏蔽電子為(ns,np)時(shí)，主量子數(shù)為(n-1) 的各電子對(duì)屏蔽電子的=0.85，(n-2)及更小的各電子對(duì)屏蔽電子的=1.00； 被屏蔽電子為nd或nf時(shí),位于它左邊各組電子對(duì)屏蔽電子的=1.00，同組中各電子對(duì)屏蔽電子的屏蔽常數(shù)為0.35。例：Sc(z=21)核外電子排布為1s22s22p63s23p63d14s2, 試分別計(jì)算處于3p和3d軌道上電子的有效核電荷。解：3p電子Z* = Z - s= 21- (0.357 )+( 0.858 )+( 1.002 )= 9.753d電子Z* = Z - s = 21 -（1.0018）= 3第八章

24、原子結(jié)構(gòu) 8.2多電子原子結(jié)構(gòu)（5） 解釋E1sE2sE3s E2pE3pE4pn 越大，內(nèi)層電子越多，屏蔽效應(yīng)越大， 有效核電荷越小，核外電子受到吸引力小， 電子能級(jí)高。第八章原子結(jié)構(gòu) 8.2多電子原子結(jié)構(gòu)3. 鉆穿效應(yīng) (Penetration Effect)解釋?zhuān)?）產(chǎn)生Ens Enp End Enf E4s E3d E4p電子云徑向分布函數(shù)電子云角度分布函數(shù)y 2n,l, m( r, ) = R2n,l(r) Y2l m(, )第八章原子結(jié)構(gòu) 8.2多電子原子結(jié)構(gòu)離核最遠(yuǎn)處出現(xiàn)的幾率最大鉆穿徑向幾率O離核距離徑向幾率鉆穿3s3p3dO離核距離3s電子徑向幾率分布圖3s 3p 3d電子徑

25、向幾率分布圖第八章原子結(jié)構(gòu) 8.2多電子原子結(jié)構(gòu)（2） 定義外層電子鉆到內(nèi)層空間而靠近原子核的現(xiàn)象稱(chēng)鉆穿效應(yīng)(穿透效應(yīng))。主要表現(xiàn)在穿入內(nèi)層的小峰數(shù)目上。（3） 意義峰越多（峰數(shù)=n-l），鉆入內(nèi)層的小峰越多，穿透效應(yīng)越大，屏蔽效應(yīng)越小， Z* 越大，E越低。第八章原子結(jié)構(gòu)（4） 解釋EnsEnpEnd 8.2多電子原子結(jié)構(gòu)E4s d/2共價(jià)半徑(Covalence Radii ) dr = d/2金屬半徑( Metal radii )dr d/2范德華半徑(Vander Waals Radii)第八章原子結(jié)構(gòu)（2） 規(guī)律 8.3多電子原子結(jié)構(gòu) 原子半徑在同周期中的變化短周期：從左到右，原子半

26、徑減小。 原子半徑在同族中的變化同一主族元素從上到下，原子半徑增大；同一副族元素半徑增加的幅度減小，鑭系收縮所致。第八章原子結(jié)構(gòu) 8.3多電子原子結(jié)構(gòu)（3） 鑭系收縮(Lanthanide Contraction) 定義：鑭系元素從鑭到镥整個(gè)系列的原子半徑減小不明顯的現(xiàn)象稱(chēng)為鑭系收縮。 特點(diǎn)：緩慢，積累。 導(dǎo)致結(jié)果：B族后第五、六周期各對(duì)元素分離困難；金屬活潑性減弱。第八章原子結(jié)構(gòu) 8.3多電子原子結(jié)構(gòu) 元素的原子半徑變化趨勢(shì)第四周期元素ScTiVCrr/pm161145132125第五周期元素YZrNbMor/pm181160143146第六周期元素LuHfTaWr/pm1731591431

27、37第八章原子結(jié)構(gòu) 8.3多電子原子結(jié)構(gòu)2. 電離能 (Ionization Energy ，用 I 表示 )（1）定義元素的氣態(tài)原子失去一個(gè)電子成為帶一個(gè)正電荷的氣態(tài)正離子所需要的能量稱(chēng)第一電離能（I1）。1Na(g)- e- Na+(g)I =495kJmol - 1氣態(tài)1價(jià)離子失去一個(gè)電子成為2 價(jià)離子所需的能量稱(chēng)第二電離能。第八章原子結(jié)構(gòu) 8.3多電子原子結(jié)構(gòu)電離能的大小，反映了原子失去電子的難易。元素的第一電離能越小表示越容易失去電子，即該元素的金屬性越強(qiáng)。-e-第八章原子結(jié)構(gòu) 8.3多電子原子結(jié)構(gòu)（2） 規(guī)律 同一周期主族元素從左到右，r減小，I增大；過(guò)渡元素從左到右， r減小緩慢

28、，I略有增大； 同一主族從上到下，r增大，I依次減小。第八章原子結(jié)構(gòu) 8.3多電子原子結(jié)構(gòu)NeNArHPKrAsXeSbLiNaKRbCs 電離能隨原子序數(shù)的增加呈現(xiàn)出周期性變化4.0He3.0I1/10-18J2.01.00102030405060為什么N、P、As、Sb (BeMg)電離能較大？第八章原子結(jié)構(gòu) 8.3多電子原子結(jié)構(gòu)3. 電子親和能 ( Electron Affinity，用A表示)（1）定義元素的氣態(tài)原子在基態(tài)時(shí)得到一個(gè)電子成為-1價(jià)氣態(tài)負(fù)離子所放出的能量稱(chēng)為第一電子親和能。F(g) + e- F-(g)A1 = -328 kJmol -1對(duì)于所有元素，第二電子親和能A2

29、都是正值。O(g) + e- = O-(g)A1 = -141kJmol -1O-(g) + e- = O2-(g)A2 = 844kJmol -1第八章原子結(jié)構(gòu) 8.3多電子原子結(jié)構(gòu)電子親和能的大小反映原子得到電子的難易。元素的電子親和能越大，原子得到電子的能力越大，非金屬性越強(qiáng)。-e-* 氣態(tài)基態(tài)原子 氣態(tài)負(fù)離子第八章原子結(jié)構(gòu) 8.3多電子原子結(jié)構(gòu)（2）規(guī)律同一周期：從左到右，半徑減小，總的趨勢(shì)是電子親和能增大。同一主族：從上到下，半徑增大，總的趨勢(shì)是電子親和能減小。第八章原子結(jié)構(gòu) 8.3多電子原子結(jié)構(gòu)主族元素的電子親和能A/(kJmol -1)H-72.7He+42.8Li-59.6Be

30、BCNOF+48.2-26.7-121.9+6.75-141.0(844.2)-328.0Ne+115.8Na-52.9MgAlSiPSCl+38.6-42.5-133.6-72.1-200.4(531.6)-3349.0Ar+96.5K-48.4CaGaGeAsSeBr+28.9-28.9-115.8-78.2-195.0-324.7Kr+96.5Rb-46.9SrInSnSbTeI+28.9-28.9-115.8-103.2-190.2-295.1Xe+77.2第八章原子結(jié)構(gòu) 8.3多電子原子結(jié)構(gòu)+*統(tǒng)一電負(fù)性只反映失電子能力-只反映得電子能力第八章原子結(jié)構(gòu) 8.3多電子原子結(jié)構(gòu)4. 電負(fù)性(Electronegativity，用 X表示)（1） 定義：分子中原子吸引電子的能力。（2） 規(guī)律同一周期：從左到右，電負(fù)性增大(F=4.0)同一主族：從上到下，電負(fù)性減小(Cs=0.79)金屬和非金屬電負(fù)性的分界面大致為2.0A*B分子 AB 元素的電負(fù)性第八章原子結(jié)構(gòu) 8.3多電子原子結(jié)構(gòu)H 2.18Li 0.98Be 1.57B2.04C2.55N3.04O3.4