第五章原子结构与元素周期性
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第五章 原子结 学习指导与自测一. 教学要点:1.核外电子运动状态的描述.2.多电子核外电子的排布。
3.原子结构与元素周期系二.内容提要1. 波尔理论(1) 氢原子光谱:线状光谱。
普朗克(Planck )量子论:物质吸收或发射能量是不连续的,即量子化的,光量子是能量的最小单位。
νh E =(2).玻尔理论的基本假设① 玻尔的量子化条件:电子只能满足p=m v r π2h n =条件的轨道上运动, ②电子尽可能处在基态,能量最低。
电子处于较高能量状态时称为激发态,电子的能量大J ×=218n |E -101792. n =1,2,3,… 轨道半径r 为 (a 02=a n r 0=52.9 pm ,叫做玻尔半径。
)③电子跃迁:电子从高能级跃迁到较低能级时,以光子形式放出能量,能量的大小决定于两个能级间能量之差,h ν=E 2-E 12. 核外电子运动的特殊性及运动状态的描述(1)电子的波粒二象性:德布罗意(Louis de Brolie )假设:电子具有波粒二象性ph mv h ==λ (2) 波函数和原子轨道薛定谔方程 描述核外电子运动状态的数学表达式,082222222=+++2ΨV E hm z Ψy Ψx Ψ)( Ý Ý Ý Ý Ý Ý-π 薛定谔方程的解为波函数,用ψ表示。
波函数是量子力学中表征微观粒子运动状态的一个函数。
波函数ψ也叫原子轨道。
波函数ψ没有明确的直观物理意义,但波函数绝对值的平方|Ψ|2表示核外空间某处电子出现的几率密度, |Ψ|2的空间图象就是电子运动空间分布图象。
(3)几率密度和电子云用小黑点的疏密形象地描述几率密度的分布情况的图称之为电子云。
离核越近,小黑点越密,几率密度越大;离核越远,小黑点越稀,几率密度越小。
(4) 四个量子数①主量子数:n 是决定电子离核远近和电子能量高低,n 也称做电子层数。
第五章 原子结构和元素周期表本章总目标:1:了解核外电子运动的特殊性,会看波函数和电子云的图形2:能够运用轨道填充顺序图,按照核外电子排布原理,写出若干元素的电子构型。
3:掌握各类元素电子构型的特征4:了解电离势,电负性等概念的意义和它们与原子结构的关系。
各小节目标:第一节:近代原子结构理论的确立 学会讨论氢原子的玻尔行星模型213.6E eV n =。
第二节:微观粒子运动的特殊性1:掌握微观粒子具有波粒二象性(h h P mv λ==)。
2:学习运用不确定原理(2h x P mπ∆•∆≥)。
第三节:核外电子运动状态的描述1:初步理解量子力学对核外电子运动状态的描述方法——处于定态的核外电子在核外空间的概率密度分布(即电子云)。
2:掌握描述核外电子的运动状态——能层、能级、轨道和自旋以及4个量子数。
3:掌握核外电子可能状态数的推算。
第四节:核外电子的排布1:了解影响轨道能量的因素及多电子原子的能级图。
2;掌握核外电子排布的三个原则:○1能量最低原则——多电子原子在基态时,核外电子尽可能分布到能量最低的院子轨道。
○2Pauli 原则——在同一原子中没有四个量子数完全相同的电子,或者说是在同一个原子中没有运动状态完全相同的电子。
○3Hund 原则——电子分布到能量简并的原子轨道时,优先以自旋相同的方式分别占据不同的轨道。
3:学会利用电子排布的三原则进行第五节:元素周期表认识元素的周期、元素的族和元素的分区,会看元素周期表。
第六节:元素基本性质的周期性掌握元素基本性质的四个概念及周期性变化1:原子半径——○1从左向右,随着核电荷的增加,原子核对外层电子的吸引力也增加,使原子半径逐渐减小;○2随着核外电子数的增加,电子间的相互斥力也增强,使得原子半径增加。
但是,由于增加的电子不足以完全屏蔽增加的核电荷,因此从左向右有效核电荷逐渐增加,原子半径逐渐减小。
2:电离能——从左向右随着核电荷数的增多和原子半径的减小,原子核对外层电子的引力增大,电离能呈递增趋势。