第四章：碱金属原子和电子自旋
锂、钠、钾、铷、铯、钫
化学性质相仿、都是一价、电离电势都比较小，容易被电离，具有金属的一般性质。
一、碱金属原子的光谱
1、四个线系（锂为例）：其他碱金属光谱系相仿，只是波长不同
主线系:波长范围最广，第一条线是红色的，其余在紫外，系限2299.7埃；
第一辅线系（漫线系）：在可见部分；
第二辅线系（锐线系）：第一条线在红外，其余在可见部分；
伯格漫线系（基线系）：全在红外。
2、巴尔末氢原子光谱规律：,5,4,3),1-21(1~22===nnRvHλ
碱金属原子光谱：2*∞-~~nRvvn= R为里德伯常数，当，所以∞v~是线系限的波数，且有效量子数*n不是整数，Δ==-*nTRn
3、碱金属原子的光谱项：22*Δ)-(nRnRT==
4、同一线系的有效量子数与主量子数差别不大；与某一量子数对应不同线系的有效量子数差别明显，引进角量子数加以区分：
5、每一线系线系限波数恰好是另一线系第二谱项值中最大的那个。
共振线：主线系第一条。
6、碱金属原子氢原子能级的比较
n很大时，碱金属原子能级 很接近氢原子能级；
n较小时，碱金属原子能级 与氢原子能级相差大; 且n 相同，
l不同的能级高低差别很大。
二、原子实极化和轨道贯穿：原子=原子实+价电子
1、原子实：碱金属原子中的电子具有规则组合，共同点是在一个完整的结构之外，多余一个电子，这个完整而稳固的结构称为原子实。由于原子实的存在，发生原子实的极化和轨道在原子实中的贯穿。
2、价电子：原子实外的那个电子称作价电子。价电子在较大的轨道上运动，与原子实结合不是很强，容易脱离。它决定元素的化学性质，在较大的轨道上运动。
3、原子实的极化：由于价电子的电场的作用，原子实中带正电的原子核和带负电的电子的中心发生微小相对位移，于是负电的中心不再在原子核上，形成一个电偶极子。
① 角量子数l小：轨道偏心率大(椭圆)，极化强，能量影响大；
第四章 碱金属原子和电子自旋
碱金属元素是锂Li、钠Na、钾K、铷Rb、铯Cs和钫Fr。它们的原子序数别离为3、11、19、37、55 和87。这些元素在周期表中属于同一族，具有相仿的化学性质，都是一价的。它们的电离电势都比较小，容易被电离，它们具有金属的一样性质。
从这些元素的化学性质和物理性质及有关资料能够推究它们的原子结构。以后咱们会明白它们有相仿的结构，它们的结构比单电子的氢原子和类氢离子要复杂些，但同其他原子比较还不是很复杂的。在讨论了氢原子和类氢离子的光谱和这种体系的结构以后，把成立起来的方式推行到略复杂一些的碱金属原子，从而研究它们的结构，是一个很自然的进展。
碱金属原子的光谱
一、四个线系
几种碱金属元素的原子光谱具有相仿的结构，光谱线也明显地组成几个线系。一样观看到四个线系。图显示锂的这四个线系，这是按波烽的均匀标尺作图的，图中也附了波长标尺。
主线系：波长范围最广，第一条线是红色的，其余诸线在紫外。其系限的波数是厘米-1，相当于波长纳米。
第一辅线系基线系（又称漫线系）：在可见部份。
第二辅线系（又称锐线系）：第一条线在红外，其余在可见部份，并有同一线系限。
柏格曼线系（又称基线系）：全在红外。
用摄谱仪把光谱摄成相片时，不同线系会同时显现。例如采纳对可见光和紫外光灵敏的相片，能够把主线系和两个辅线系一次摄在一张相片上，他们重叠在一路。从谱线的粗细和强弱并参考它们的距离，能够把属于不同线系的谱线分辨出来。从图，咱们能够想象摄得的光谱相片上的形象。
其他碱金属元素也有相仿的光谱系，只是波长不同。例如钠主线系的第一条线确实是很熟悉的黄色光，波长是纳米。而锂的主线系第一条线是红色的，如上文所述。图是钠的主线系的吸收谱。每一个碱金属元素的光谱还不止上述几个线系，这些是比较容易观看到的，因此是较早发觉的。
二、光谱公式
正如氢光谱的情形，里德伯研究出碱金属原子光谱线的波数为
*2nRn （1）
第四章碱金属原子和电子自旋
碱金属原子和电子自旋
碱金属元素是锂Li、钠Na、钾K、铷Rb、铯Cs和钫Fr。它们的原子序数分别为3、11、19、37、55 和87。这些元素在周期表中属于同一族，具有相仿的化学性质，都是一价的。它们的电离电势都比较小，容易被电离，它们具有金属的一般性质。
从这些元素的化学性质和物理性质及有关资料可以推究它们的原子结构。以后我们会知道它们有相仿的结构，它们的结构比单电子的氢原子和类氢离子要复杂些，但同其他原子比较还不是很复杂的。在讨论了氢原子和类氢离子的光谱和这类体系的结构以后，把建立起来的方法推广到略复杂一些的碱金属原子，从而研究它们的结构，是一个很自然的进展。
4.1 碱金属原子的光谱
一、四个线系
几种碱金属元素的原子光谱具有相仿的结构，光谱线也明显地构成几个线系。一般观察到四个线系。图4.1显示锂的这四个线系，这是按波烽的均匀标尺作图的，图中也附了波长标尺。
主线系：波长范围最广，第一条线是红色的，其余诸线在紫外。其系限的波数是__.4厘米，相当于波长229.97纳米。
第一辅线系基线系（又称漫线系）：在可见部分。 第二辅线系（又称锐线系）：第一条线在红外，其余在可见部分，并有同一线系限。 柏格曼线系（又称基线系）：全在红外。
-1
用摄谱仪把光谱摄成相片时，不同线系会同时出现。例如采用对可见光和紫外光灵
敏的相片，可以把主线系和两个辅线系一次摄在一张相片上，他们重叠在一起。从谱线的粗细和强弱并参考它们的间隔，可以把属于不同线系的谱线分辨出来。从图4.1，我们可以想象摄得的光谱相片上的形象。
其他碱金属元素也有相仿的光谱系，只是波长不同。例如钠主线系的第一条线就是很熟悉的黄色光，波长是589.3纳米。而锂的主线系第一条线是红色的，如上文所述。图4.2是钠的主线系的吸收谱。每一个碱金属元素的光谱还不止上述几个线系，这些是比较容易观察到的，因而是较早发现的。
1 原子结构 元素周期律基础练习2
班级： 姓名： 时间：
1.X、Y、Z、W均为短周期元素，它们在元素周期表中的位置如下图所示。若Y原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，下列说法中不正确．．．的是
A．Y与Z形成的化合物是形成酸雨的原因之一
B．W的单质能与水反应，生成一种具有漂白性的物质
C．最高价氧化物对应水化物的酸性：W >Z >X
D．气态氢化物的稳定性：W > Z >Y
2.四种主族元素的离子aXm＋、bYn＋、cZn－和dRm－(a、b、c、d为元素的原子序数)，它们具有相同的电子层结构，若m＞n，则对下列叙述的判断正确的是（ ）
①a－b＝m－n②元素的原子序数a＞b＞c＞d③元素非金属性Z＞R④最高价氧化物对应水化物的碱性X＞Y
A．②③ B．③ C．①②③④ D．①②③
3.W、X、Y、Z四种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所示，W的气态氢化物可与其最高价含氧酸反应生成离子化合物，由此可知
A．X、Y、Z中最简单氢化物稳定性最弱的是Y
B．Z元素氧化物对应水化物的酸性一定强于Y
C．X元素形成的单核阴离子还原性大于Y
D．Z元素单质在化学反应中只表现氧化性
4.四种短周期元素在周期表中的位置如右图，其中只有M为金属元素。下列说法不正确的是
A．原子半径Z
B．Y的最离价氧化物对应水化物的酸性比X 的弱
C．X 的最简单气态氢化物的热稳定性比Z的小
D．Z位于元索周期表中第2 周期、第ⅥA族
5.X、Y、Z、W、R是5种短周期元素，其原子序数依次增大。X是周期表中原子半径最小的元素，Y原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，Z、W、R处于同一周期，R与Y处于同一族，Z、W原子的核外电子数之和与Y、R原子的核外电子数之和相等。下列说法正确的是
A．元素Y、Z、W形成的离子具有相同电子层结构，其离子半径依次增大
