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无机化学第6章 原子结构与周期表aPPT课件

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原子结构和元素周期律—元素周期表(无机化学课件)

原子结构和元素周期律—元素周期表(无机化学课件)

课程小结
本节重点
一、周期表的结构 周期（横行）结构： 三长、三短、一不全。 族（纵行）结构： 七主、七副、零和Ⅷ族。
二、原子结构与元素在周期表中位置的关系 a.周期序数＝电子层数 b.主族序数＝最外层电子数
无机化学
˝
元素周期表
案例导入
插入二维动画（待制作）
元素周期表是怎么来的？
目录
CONTENTS
01 元素周期表
02 元素周期表的结构及特点
01
元素周期表
一、元素周期表
定义：把电子层数相同的各元素， 按原子序数递增的顺序从左到右排 成横行；把不同行中外层电子数相 同的元素，按电子层递增的顺序由 上而下排成纵列，就可以得到一张 表格，叫元素周期表。 元素周期表是元素周期律的具体表 现形式。
02
元素周期表的结构及特点
二、元素周期表的结构及特点
二、元素周期表的结构及特点
1 周期（横行）具有相同电子层数的元素按照原子序数递增的顺 序排列的一个横行。
短周期 长周期
不完全周期
1
1
2K 2
234
5
6
7
8
9
10
L K
8 2
3 11 12
M 18
13 14 15 16 17 18 L 8
k
2
4 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36
二、元素周期表的结构及特点
族的分类 包含元素
表示 个数
主族
副族
长、短周期元素 ⅠA,ⅡA等
长周期元素 ⅠB,ⅡB等
7
7
零族
Ⅷ族
稀有气体元素 8、9、10纵行

无机化学基础知识PPT课件

无机化学基础知识PPT课件

元素周期表是元素周期律用表 格表达的具体形式，它反映元 素原子的内部结构和它们之间 相互联系的规律。
元素性质递变规律
原子半径
同一周期（稀有气体除外），从 左到右，随着原子序数的递增， 元素原子的半径递减；同一族中， 由上而下，随着原子序数的递增， 元素原子半径递增。
主要化合价
同一周期中，从左到右，随着原 子序数的递增，元素的最高正化 合价递增（从+1价到+7价），第 一周期除外，第二周期的Ｏ、Ｆ 元素除外；最低负化合价递增 （从-4价到-1价）第一周期除外， 由于金属元素一般无负化合价， 故从ⅣＡ族开始。元素最高价的 绝对值与最低价的绝对值的和为8。
THANKS
感谢观看
酸碱指示剂
用于指示酸碱反应终点的 试剂，如酚酞、甲基橙等。
沉淀溶解平衡原理及应用
沉淀溶解平衡
应用
在一定条件下，难溶电解质在溶液中 的溶解与沉淀达到动态平衡。
通过控制溶液中的离子浓度，可实现 难溶电解质的分离、提纯和制备。
溶度积常数（Ksp）
表示难溶电解质在溶液中达到沉淀溶 解平衡时，各离子浓度幂的乘积，是 衡量难溶电解质溶解度的重要参数。
元素的金属性和非金 属性
同一周期中，从左到右，随着原 子序数的递增，元素的金属性递 减，非金属性递增；同一族中， 由上而下，随着原子序数的递增， 元素的金属性递增，非金属性递 减。
03
化学键与分子结构
离子键形成及特点
离子键的形成
通过原子间电子转移形成正、负离子，由静电作用相互吸引。
离子键的特点
较高的熔点和沸点，良好的导电性和导热性，在水溶液中易离 解。
03
波尔模型
电子只能在一些特定的轨道上运动，电子在这些轨道上运动时离核的远

原子结构与元素周期表正式版PPT课件

原子结构与元素周期表正式版PPT课件

，其最大能层数为4，所以其周期为第四周期
；其价电子总数(外围电子总数)为8，所以其
位 于 第 Ⅷ 族 。 As 的 核 外 电 子 排 布 式 为
1s22s22p63s23p63d104s24p3，其最大能层数为4，
所以其周期为第四周期； CHENLI 其价电子总数(外23 围
• 答案： Al：1s22s22p63s23p1 第三周期第ⅢA 族
• (4)在p区中，第二周期VA族元素原子的价电子 的电子排布图为 __________________________________。
• (5)当今常用于核能开发的元素是铀和钚，它
们处在元素周期表的C_HE_N_LI ___区中。
30
• 思路点拨： 本题考查了元素周期表的 分区及原子结构的知识。
• ③过渡元素(副族和Ⅷ族)同一纵行原子的价层 电子排布基本相同。价电子排布为(n－1)d1～ 10ns1～2，ⅢB～ⅦB族元素的价电子数与族序 数相同。
CHENLI
11
• 1．已知几种元素原子的核外电子情况，分别
判断其元素符号、原子序数并指出其在周期表
中的位置。
元素
元素符 号
原子序 数
周期
族
A 1s22s22p63s2
• b．每一个能级组对应一个周期，且该能级组 中最大的能层数等于元素的周期序数。
CHENLI
10
• (2)核外电子排布与族的划分
• 族的划分依据是原子的价层电子排布。
• ①同主族元素原子的价层电子排布完全相同， 价电子全部排布在ns或nsnp轨道上。价电子数 与族序数相同。
• ②稀有气体的价电子排布为1s2或ns2np6。
2
二 2s1 2s22p6 8

无机化学原子结构与元素周期表PPT课件

无机化学原子结构与元素周期表PPT课件
• （3）原子轨道为的空间图象，角度分布的空间图象
作为原子轨道角度分布的近似描述。
• （4）以||2的空间图象——电子云来表示核外空间电
子出 现的概率密度。 • （5）以四个量子数来确定核外任意电子的运动状态。
第22页/共51页
5.2.1 多电子原子轨道能 级
轨道：其电子运动状态 (轨道)可描述为 1s, 2s, 2px, 2py, 2pz, 3s…
子。
• (2)、能量最低原理
• 多电子原子处于基态时，核外电子的分布在不违反泡 利原理前提下，总是尽先分布在能量较低的轨道，以使 原子处于能量最低状态。
• (3)、洪特(Hund)规则
•
原子在同一亚层的等价轨道上分布电子时，尽可能
单独分布不同的轨道，而且自旋方向相同。
第27页/共51页
如N原子1s22s22p3的轨道表示式
量最低——基态；原子获得能量后，电子被 激发到高能量轨道上，原子处于激发态；
③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。
h E2 E1 E2 E1
h
E：轨道能量 h：Planck常数
第4页/共51页
Balmer线系
v
3.289
1015
(
1 22
1 n2
)s1
n = 3 红（Hα） n = 4 青（Hβ ） n = 5 蓝紫 （ Hγ ） n = 6 紫（Hδ ）
Ψ =f(x.y.z)，将直角坐标变为球坐标Ψ（r.θ.φ）然后利用
数学中的变量分离法，将
Ψ=f(r.θ.φ) =R(r)·Y(θ.φ)。
波函数就分成了径向分布部分R(r)和角度分布部分
Y(θ.φ) 。
用角度部分Y(θ.φ)作的图称为原子轨道的角度分布图。

原子结构与元素周期表ppt课件

原子结构与元素周期表ppt课件

(n-1)d10 ns2
ns2np4
(n-1)d5 ns1 (n-1)d5 ns2
(n-1)d10 ns1
(n-1)d6 ns2
ns2np5 ns2np6
(n-1)d7 ns2
(n-1)d8ns2
14
根据电子层结构判断元素在周期表中位置
①周期数=最大能层数 （钯除外，因为46Pd [Kr]4d10,最大能层数是4， 但是在第五周期） ②族序数：外围电子（价电子）总数决定 主族元素：主族序数=最外层电子数=价电子数 副族元素：（n-1）d+ns的电子总数=纵行数
1
周期：三短四长七周期
族：七主七副Ⅷ和0
族
周期
1.必修2中学习了元素周期表，周期是指 ；
族是指
。
2.周期表的结构如何？
3.你能利用哪些知识由元素原子结构推测其在
元素周期表的位置？ 2
1.进一步认识周期表中原子结构和位置、价 态、元素数目等之间的关系；
2.知道外围电子排布和价电子层的涵义； 3.认识周期表中各区、周期、族元素的原子
相等 (氦、镧系、锕系除外)
7
活动2：阅读教材P14科学探究 2，思考： 1.划分区的依据是什么？ 除ds区外，区的名称都来自按构造原理最后填 入电子的能级的符号。 2.s区、d区、ds区、p区分别有几个纵列？ 分别有2个、8个、2个、6个纵列。 3. s区、p区、d区、 ds区各包含哪些族的元素？ 外围电子排布的特点？主要包含金属还是非金 属元素？
周期 一
元素 数目 2 金属 0 数目 非金属 2 数目
二三 88 23 65
四五六七
18
18
32
32
（26）
14 15 30 31

《原子结构与元素周期表》实用课件

《原子结构与元素周期表》实用课件

电子排 价电子排 稀有气 价电子排布
布式 布
体
2s1
10Ne
2s22p6
Na 11 3
3s1
18Ar
3s23p6
K 19 4
4s1
36Kr
4s24p6
Rb 37 5
5s1
54Xe
5s25p6
Cs 55 6
6s1
86Rn
6s26p6
《原子结构与元素周期表》实用课
每周期，电子排布最外层总是从1个到8件个，元素从碱金属到稀有气体。
第Ⅷ族
0族
副族元素包括d区、ds区元素，介于s区元素（主要
是金属元素）和p区（主要是非金属）元素之间，处
于由金属向非金属过渡的区域，因此，把副族元素又
称为过渡元素
《原子结构与元素周期表》实用课 件
练习
1．下列元素是主族元素还是副族元素？ 第几周期？第几族？
（1）1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 P区，主族，第三周期，第VIIA族
件
5、化合价
主族元素族序数＝最高正价＝价电子数 F、O 非金属最低负化合价＝主族元素族序数—8
同周期的主族元素从左至右 化合价由＋1→＋7， －4 →0递增
《原子结构与元素周期表》实用课 件
金属性强弱的判断依据
跟水（酸）反应置换出氢的难易程度
越容易发生，金属性越强
最高价氧化物对应水化物——最高价氢氧化物 碱性强弱
掌握定义、同一周期、同族元素第 一电离能I1变化趋势
同周期主族元素第一电离能从左至右逐渐？ 哪些主族反常，比下一主族的高？
完成p18“学与问”栏目
《原子结构与元素周期表》实用课 件
2、电离能
①第一电离能 气态电中性基态原子失去一个电子转化为气 态基态正离子所需最低能量

无机化学 理论篇 第四版 第6章 原子结构与元素周期律

第6章 原子结构与元素周期律
第6章 原子结构与元素 周期律
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第6章 原子结构与元素周期律
学习目标 6.1核外电子的运动状态 6.2 原子核外电子分布与元素周期表 6.3 元素基本性质的周期性变化
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学习目标
第6章 原子结构与元素周期律

知识目标：
1．了解核外电子运动特征，理解原子轨道及 电子云描述的意义，理解四个量子数的意义和取 值范围，掌握多电子原子轨道的能级规律。
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6.1核外电子的运动状态 第6章 原子结构与元素周期律
为电子的波粒二象性。除光子、电子外，其他微观粒子如质 子、中子、原子、分子等也具有波、粒二象性。
这种具有波、粒二象性的微观粒子，其运动状态和宏观 物体的运动状态不同，用经典力学理论无法描绘电子的运动 状态。现代研究表明，用量子力学理论能较好的描述原子核 外电子的运动状态。
6.1.3 四个量子数
1．主量子数（n）
主量子数的取值数为正整数(n=1，2，3，4… n)。主量 子数表示原子轨道离核的远近，又称为电子层数。不同的电 子层用不同的光谱符号表示。
主量子数的取值、符号及能量变化
主量子数（n） 1
2
3
4
5
6
7
光谱符号
K
L
M
N
O
P
Q
能量变化
从左到右能量依次升高
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6.1核外电子的运动状态 第6章 原子结构与元素周期律
2．角量子数（l）
角量子数（又称为副量子数、电子亚层或亚层）就是描 述核外电子运动所处原子轨道（或电子云）形状的量子数， 也是决定电子能量的次要因素。

天津大学无机化学课件：第6章 原子结构与周期表

14
Bohr 的氢原子模型 3. 当电子的能量由一个能级改变到另一个能级，称为跃
迁。跃迁所吸收或辐射光子的能量等于跃迁前后能 级的能量差：ΔE = hν = E后 –E前 普朗克常量 h = 6.626×10-34 J·s， ν是光子频率。
4. 电子尽可能处于能量最低的轨道 受到外界能量激发时可以跃迁到 离核较远的。能量较高的轨道上
13
基于普朗克的量子论、爱因斯坦的光子论、 卢瑟福的有核模型
二、玻尔(Bohr)的氢原子模型
1. 电子沿固定轨道绕核运动，轨道具 有固定的能量。轨道能量称为能级
E
13.6 n2
eV
主量子数 n = 1, 2, 3,…
n =1 时能量最低，为基 态，其它能量较高的状 态都称为激发态。
2. 不吸收也不辐射能量，称为 定态。
•Bohr运用量子化观点，成功地解释了氢原子的稳定性和不 连续光谱。但未能冲破经典物理学的束缚，不能解释多电子 原子光谱，甚至不能说明氢原子光谱的精细结构。Bohr理论 属于旧量子论。电子等微观粒子的运动不遵守经典物理学规 律，必须用量子力学方法来描述。
15
6-2 微观粒子运动的特殊性 一. 微观粒子的波粒二象性
每次到达底片的位置是随机的，多次重 复以后，底片某个位置上电子到达的概 率就显现出来。
19
(1)电子质量m = 9.1×10-31kg，在1V电压下的速度为5.9×105 m·s1，h=6.626×10-34 J·s ，电子波的波长是多少？
⑵ 质量1.0×10-8kg的沙粒以1.0×10-2 m·s-1速度运动，波长是多 少？
33
(4)自旋量子数ms，ms = 1/2, 表示同一轨道中电子的二 种自旋状态，即自旋相反的状态，称为平行自旋，方 向相反称反平行自旋。

《无机化学》第6章原子结构与元素周期律

2）电子云示意图上的一个小黑 点,并不表示一个电子,而是表示 电子在某一时刻曾在此处出现 一次。
3） 小黑点的疏密表示电子在核外空间单
位体积内出现的机会的多少。
• 离核近的地方，小黑点密即电子云密度大， 电子出现的机会多，也就是说电子出现的 几率高；
• 离核远的地方，小黑点疏即电子云密度小， 电子出现的机会少，也就是说电子出现的 几率低；
n≥4 n≥6
能级交错
• n 、l都不同，一般n越大，能级愈高。但有反
常的现 近象 似， 能如 级E：4s＜E3d，称为能级交错。Pauling E1s ＜E2s ＜E2p＜E3s ＜E3p ＜E4s＜E3d＜E4p＜…
【例】19K 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1
∵E4s＜E3d
粒子性物理量
（p, m, v)
波动性物理量
P:动量(kg/s)；m:质量（单位kg）； （,波长，单位m )
V:速度（m/s）
Planck常数 = 6.626×10-34 J·s
(h)
= 6.626×10-34
kg ·m2 ·s-1
m :电子的质量 = 9.1×10 -31kg
微观粒子波动性的假设很快得到证实。1927年，德 布罗意的波动性假设由戴维逊和革末的电子衍射实验 所证实。由于X光通过晶体能得到衍射图像。于是戴 维逊和革末将电子束通过晶体，结果在屏幕上观察到 的不是一个黑点，而是一系列明暗交替的同心圆环， 和X射线衍射图像完全相似，从而证明了电子确有波 动性。
The allowed values for angular momentum quantum number, l
n
l
d
1
0
轨

【精选】无机化学元素周期表PPT课件

样, 电子亲和能也有第一、第二、…之分. 元素第一电子 亲和能的正值表示放出能量, 负值表示吸收能量。
X(g) + e- == X- (g) X- (g) + e- == X 2- (g)
AΔrHm
例如，O- (g) + e- == O2- (g) A2 = -780 kJ . mol-1
◆ 电子亲和能是气态原子获得一个电子过程中能量变化的一种量度。 ◆ 与电离能相反，电子亲和能表达原子得电子难易的程度。 ◆ 元素的电子亲和能越大，原子获取电子的能力越强,即非金属性越强。
主族元素的化合价
+1 +2
+3 +4 +5 -4 -3
+6 +7 -2 -1
RH4 RH3 H2R HR
R2O RO R2O3 RO2 R2O5 RO3 R2O7
E (g) == E+ (g) + e- I 1
E+ (g) ==E 2+ (g) + e- I 2
● ● ●
I1<I2<I3<I4
同周期总趋势： 自左至右增大
同族总趋势： 自上至下减小
电子亲和能Y ( electron affinity)
电子亲和能是指一个气态原子得到一个电子形成负
离子时放出或吸收的能量, 常以符号Y表示。像电离能一
15.3 pm
◆ 第一过渡系10个元素平均减小: [ r(Sc) - r(Zn)]/9 = [164 pm - 137 pm]/9 =
3.0 pm
◆ 镧系15个元素平均减小:
[ r(La) - r(Lu)]/14 = [188 pm - 173pm]/14 =
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18
（二）经典电磁理论不能解释氢原子光谱
经典电磁理论：
电子绕核作高速圆周运动， 发出连续电磁波→ 连续光 谱，电子能量↓ → 坠入原子 核→原子湮灭。
事实：
－
氢原子光谱是线状（而不是 连续光谱）；
原子没有湮灭。
31.10.2020
中山大学无机化学
19
二、玻尔（N.Bohr）原子结构理论
1913年， 丹麦物理学家N.Bohr提出。 根据： M.Planck量子论（1890）； A.Einstein 光子学说（1908）； D.Rutherford 有核原子模型。
1) n2
31.10.2020
中山大学无机化学
15
氢原子光谱(续)
光谱线能级 E光子 = E2 – E1 = h = hc / . = R n1 = 2 可见光谱区（Balmer系）:
n2 = 3 (656 nm ), n2 = 4 (486 nm ), n2 = 5 (434 nm ), n2 = 6 (410 nm ).
2
第六章 原子结构与周期表
6.1 原子结构理论的发展简史
一、古代希腊的原子理论 二、道尔顿(J. Dolton) 的原子理论---
19世纪初 三、卢瑟福(E.Rutherford)的行星式原
子模型---19世纪末 四、近代原子结构理论---氢原子光谱
31.10.2020
中山大学无机化学
3
6.2 核外电子的运动状态
外电子运动状态的描述 — 薛定谔方程。
31.10.2020
中山大学无机化学
4
6.2 核外电子的运动状态(续)
一 、氢原子光谱 连续光谱(continuous spectrum)
线状光谱(原子光谱)(line spectrum)
氢原子光谱（原子发射光谱）
31.10.2020
中山大学无机化学
5
10
31.10.2020
中山大学无机化学
11
氢原子光谱（原子发射光谱）
真空管中含少量H2(g)，高压放电， 发出紫外光和可见光 → 三棱镜 → 不连续的线状光谱
31.10.2020
中山大学无机化学
12
氢原子光谱（续）
31.10.2020
中山大学无机化学
13
一、氢原子光谱（原子发射光谱）（续）
连续光谱（自然界）
31.10.2020
中山大学无机化学
6
连续光谱(实验室）
31.10.2020
中山大学无机化学
7
电磁波连续光谱
31.10.2020
中山大学无机化学
8
电磁波 电场组分和磁场组分互相垂直
31.10.2020
中山大学无机化学
9
电磁波连续光谱（续）
31.10.2020
中山大学无机化学
Be3+ …) 或: E = - (Z2 / n2) × 2.179 × 10-18 J.e-1 （6.3.1）
n = 1, 2, 3, 4 …; Z — 核电荷数（= 质子数）
31.10.2020
中山大学无机化学
22
（一）要点：3个基本假设（续）
原子在正常或稳定状态时，电子尽可能处于能量最
低的状态—基态（ground state）。
（一）氢原子光谱特点
1. 不连续的线状光谱 2. 谱线频率符合
=R
（6.1）
式中，频率 (s-1), Rydberg常数 R = 3.2891015 s-1
n1、n2 为正整数，且 n1 < n2 n1 = 1 紫外光谱区（Lyman 系）； n1 = 2 可见光谱区（Balmer系）； n1 = 3、4、5 红外光谱区（Paschen、Bracker、
（ r : 电子离核距离）
-0
电子能量负值表示它受原子核吸引
31.10.2020
中山大学无机化学
20
二、玻尔（N.Bohr）原子结构理论(续)
（一）要点：3个基本假设
1.核外电子运动的轨道角动量（L）量子化
（而不是连续变化）：
L = mvr = nh / 2 (n = 1, 2, 3, 4 …)
(6.2)
Planck常数 h = 6.626 10-34 J•s
学习线索：
氢原子发射光谱（线状光谱） →玻尔原子结构理论（电子能量量子化，经典电磁理
论对微观世界失效） →光子和实物粒子的“波粒二象性”
波动性 — 衍射、干涉、偏振… 微粒性 — 能量、动量、光电效应、实物发射或吸收光…
→ 测不准原理（经典力学对微观世界失效） →量子力学（描述微观世界运动规律的新理论）对核
符合这种量子条件的“轨道”（Orbit）称为“稳定轨道”
。
电子在稳定轨道运动时，既不吸收，也不幅射光子。
31.10.2020
中山大学无机化学
21
（一）要点：3个基本假设（续）
2. 在一定轨道上运动的电子的能量也是量子化的： E = - (Z2 / n2) × 13.6 eV （6.3）
（只适用于单电子原子或离子: H, He, Li2+,
第6章 原子结构与周期表
化 化学 学动 热力 力学 学宏观
原子结构
分子结构

微观
晶体结构
31.10.2020
1
第六章 原子结构与周期表
6.1 原子结构理论的发展简史 6.2 核外电子的运动状态 6.3 多电子原子结构与元素周期律 6.4 元素基本性质的周期性变化
31.10.2020
中山大学无机化学
氢原子光谱3个系列跃迁
E光子 = E2 – E1 = h = hc / （6.4）
31.10.2020
中山大学无机化学
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连续光谱和原子发射光谱(线状光谱)比较
31.10.2020
中山大学无机化学
17
原子发射光谱(线状光谱)
由上至下: Hg Li Cd Sr Ca Na
31.10.2020
中山大学无机化学
对于氢原子，电子在n = 1的轨道上运动时能量最
低—基态，其能量为：
E1s = - (Z2 / n2) × 13.6 eV = - (12 / 12) × 13.6 eV
= -13.6 eV
相应的轨道半径为： r = 52.9 pm = a0（玻尔半径)
能量坐标： 0 ∞
r↗, E↗；r↘, E↘（负值）
Pfund系）
31.10.2020
中山大学无机化学
14
一、氢原子光谱（续）
巴尔麦( J. Balmer)经验公式
_
_
: 波数(波长的倒数 = 1/ , cm-1).
n : 大于2的正整数.
RH： 也称Rydberg常数, RH= R / c RH = 1.09677576107 m-1
v1RH(212