您现在的位置:首页 > >

中山大学无机化学精品课程第6章原子结构与周期表b-109页PPT精选文档_图文

发布时间:

第6章 原子结构与周期表 (续) ? 6.3 多电子原子结构与元素周期律 ? 单电子原子体系(H, He+, Li2+, Be3+ …), 原子轨道的能量(电子能量)E只由n决定: En = (-Z2 / n2) ? 13.6 eV (6.3) ( 1 eV = 1.6021892 ?10-19 J.e-1 = 96.49 kJ.mol-1 ; NA = 6.0221367 ? 1023 mol-1 ) ? 多电子原子体系,原子轨道的能量(电子能量) E由n和l决定。 一、多电子原子中轨道的能量 (一)屏蔽效应 (The Shielding Effect) ? 电子:受核吸引E ?;受其它电子排斥E ? . 1.中心势场模型: ? 多电子原子中,其它电子对指定电子的排斥 作用看作部分地抵消(或削弱)核电荷对该 电子的吸引,即其它电子起到了部分地屏蔽 核电荷对某电子的吸引力,而该电子只受到 “有效核电荷”Z*的作用。 ? Z* = Z - ? (6.4) (? :屏蔽常数, ? ?,屏蔽作用? ) 2. 屏蔽效应(续) ? Z* 与 n 和 l 有关. ? 多电子原子中,原子轨道能量不但与n有关, 而且与l有关,记为En,l : ? En, l = (-Z*2 / n2) ? 13.6 eV (6.5) ? 2. 屏蔽效应 ? ——在多电子原子中,被研究电子受 其它电子的“屏蔽作用”,能量升高。 这种能量效应,称为“屏蔽效应”。 2.屏蔽效应(续) ? 例:n不同,l相同的原子轨道: E1s < E2s <E3s <E4s <E5s <E6s… E2p <E3p <E4p <E5p <E6p … E3d <E4d <E5d <E6d … E4f <E5f … ? 从“电子云径向分布(函数)D (r) - r图”看出: l 相同,n↑,E↑ ? ? ?,屏蔽作用? 单电子原子和多电子原子原子轨道能级图 En = (-Z 2 / n 2) ? 13.6 eV En,l = (-Z* 2 / n2) ? 13.6 eV 2. 屏蔽效应(续) ? 屏蔽常数的计算 ? J.C.Slater规则: ? (1)分组:按n小→大顺序,把原子轨道分组: n相同时,(ns, np)同组,而nd 和 nf 随后各成1组: (1s) , (2s, 2p), (3s, 3p), (3d), (4s, 4p), (4d), (4f), (5s, 5p), (5d), (5f) … ; ? (2) 右边各组的电子对左边各组电子不产生屏蔽,即 对?的贡献 = 0; ? (3) 在(ns, np)同组中,每一个电子屏蔽同组电子 为0.35/e,而1s组内的电子相互屏蔽为0.30/e ; 2. 屏蔽效应(续) ? (4) 内层(n - 1)层中每一个电子对外层(ns, np) 上电子屏蔽为0.85/e ; ? (5) 更内层的(n - 2)层中每一个电子对外层 (ns, np)上电子屏蔽为1.00/ e ; ? (6) 当被屏蔽电子是(nd)组或(nf)组电子时, 同组电子屏蔽为0.35/e,左边各组电子屏为 1.00/ e . 2. 屏蔽效应(续) ? 例1. 计算19K原子的4s 电子和3d 电子的能量。 (1)4s电子能量: ? 19K原子电子排布: (1s2)(2s22p6) (3s23p6)(4s1) ?4s= (0.85×8 + 1 ×10) = 16.8 Z4s﹡ = Z - ?4s = 19 - 16.8 = 2.2 ? E4s = - (Z4s﹡2/ n2) ×13.6 ? = - (2.22/ 42) ×13.6 = -4.1 eV ? (- 号表示电子受核吸引) 2. 屏蔽效应(续) (1)3d 电子能量: ? 19K原子电子排布: (1s2)(2s22p6) (3s23p6)(3d1) ?3d = (1 ×18) = 18.0 Z3d ﹡ = Z - ?3d = 19 -18.0 = 1.0 E3d = - (Z3d﹡2/ n2) ×13.6 = - (12/ 32) ×13.6 = -1.51 eV > E4s = -4.1 eV. 对19K :E3d > E4s ? ? 基态19K电子排布为: (1s2)(2s22p6) (3s23p6)(4s1) ? 基态(Ground state) — 最低能量态;其它能量态都称为“激发态” (Excited state). 2. 屏蔽效应(续) ? 例2. 计算21Sc原子的4s电子和3d电子的能量。 (1)4s电子能量: ? 21Sc原子的电子排布: (1s2)(2s22p6) (3s23p6) (3d1)(4s2) ?4s= (0.35×1 + 0.85×9 + 1×10) = 18.0 Z4s﹡= Z - ?4s = 21 - 18.0 = 3.0 ? E4s = - (Z4s﹡2/ n2) ×13.6 = - (3.02/ 42) ×13.6 = -7.7 eV 2. 屏蔽效应(续) (1)3d 电子能量: ? 21Sc原子的电子排布: (1s2)(2s22p6) (3s23p6) (3d1)(4s2) ?3d = 1×18= 18.0 Z3d﹡= Z - ?3d = 21 - 18.0 = 3.0 ? E3d = - (Z3d﹡2/ n2) ×13.6 = - (3.02 / 32) × 13.6 = -13.6 eV < E4s = -7.7 eV. ? 对21Sc :E3d < E4s 2. 屏蔽效应(续) ? 按Slater规则计算及光谱实验都表明 : ? Z =14 – 20, E3d > E4s ; ? Z ? 21 和 Z ≤13, E3d < E4s ? 同一种类型原子轨道能量随Z而变化,发生“能 级交错” (教材p.147图7-16)。 ? n 和 l 两个量子数都影响原子轨


★相关文章:
热文推荐
猜你喜欢
友情链接: 团党工作范文 工作范文 表格模版 社科文档网 营销文档资料 工程文档大全