1、第五章第五章 原子結(jié)構(gòu)和元素周期律原子結(jié)構(gòu)和元素周期律本章學(xué)習(xí)要求本章學(xué)習(xí)要求1了解微觀粒子的運動特征、波函數(shù)與原子軌道、了解微觀粒子的運動特征、波函數(shù)與原子軌道、概率密度與電子云、原子軌道和電子云角度概率密度與電子云、原子軌道和電子云角度分布圖等基本概念；分布圖等基本概念；2掌握四個量子數(shù)的物理意義、相互關(guān)系及合理掌握四個量子數(shù)的物理意義、相互關(guān)系及合理組合；組合；3掌握單電子原子、多電子原子的軌道能級和核掌握單電子原子、多電子原子的軌道能級和核外電子排布規(guī)律，熟練寫出第四周期以內(nèi)元外電子排布規(guī)律，熟練寫出第四周期以內(nèi)元素原子的核外電子排布式；素原子的核外電子排布式；4掌握原子結(jié)構(gòu)與周期系的

2、關(guān)系掌握原子結(jié)構(gòu)與周期系的關(guān)系,了解元素基本了解元素基本性質(zhì)的變化規(guī)律；性質(zhì)的變化規(guī)律；物質(zhì)結(jié)構(gòu)概述物質(zhì)結(jié)構(gòu)概述 物質(zhì)結(jié)構(gòu)就是要回答：物質(zhì)的構(gòu)成物質(zhì)結(jié)構(gòu)就是要回答：物質(zhì)的構(gòu)成? 物質(zhì)結(jié)構(gòu)的三個層次：物質(zhì)結(jié)構(gòu)的三個層次： 物質(zhì)物質(zhì)分子分子原子原子 原子是由原子核和電子組成的，通常在發(fā)生化學(xué)原子是由原子核和電子組成的，通常在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時，原子核并不發(fā)生變化，變化的只是電子，反應(yīng)時，原子核并不發(fā)生變化，變化的只是電子，所以講物質(zhì)結(jié)構(gòu)就是講電子是如何運動的。所以講物質(zhì)結(jié)構(gòu)就是講電子是如何運動的。氫原子光譜與氫原子光譜與Bohr理論理論Bohr理論假設(shè)：理論假設(shè)： (1)核外電子只能沿著一定能量的軌道

3、核外電子只能沿著一定能量的軌道(穩(wěn)定軌穩(wěn)定軌道道)運動運動 (2)通常，電子只有從一個軌道躍遷到另一個軌通常，電子只有從一個軌道躍遷到另一個軌道時，才有能量的吸收或放出。處在離核最近的道時，才有能量的吸收或放出。處在離核最近的軌道上，能量最低軌道上，能量最低基態(tài)；原子獲得能量后，基態(tài)；原子獲得能量后，電子被激發(fā)到高能量軌道上，原子處于電子被激發(fā)到高能量軌道上，原子處于激發(fā)激發(fā)態(tài)態(tài) Bohr理論把宏觀的牛頓經(jīng)典力學(xué)用于微理論把宏觀的牛頓經(jīng)典力學(xué)用于微觀粒子的運動，沒有認(rèn)識到電子等微觀粒子的觀粒子的運動，沒有認(rèn)識到電子等微觀粒子的運動必須遵循特有的運動規(guī)律和特征，即能量運動必須遵循特有的運動規(guī)律和

4、特征，即能量量子化。量子化。一一原子核外電子的運動狀態(tài)原子核外電子的運動狀態(tài)電子的波粒二象性電子的波粒二象性(電子衍射實驗電子衍射實驗) 1927年，年，Davisson和和Germer應(yīng)用應(yīng)用Ni晶晶體進(jìn)行的電子衍射實驗證實了電子具有波體進(jìn)行的電子衍射實驗證實了電子具有波動性。將一束電子流經(jīng)過一定的電壓加速動性。將一束電子流經(jīng)過一定的電壓加速后通過金屬單晶，象單色光通過小圓孔一后通過金屬單晶，象單色光通過小圓孔一樣發(fā)生衍射現(xiàn)象，在感光底片上，得到一樣發(fā)生衍射現(xiàn)象，在感光底片上，得到一系列明暗相間的衍射環(huán)紋。系列明暗相間的衍射環(huán)紋。 微觀粒子的主要運動特征是波粒二象性。微微觀粒子的主要運動特征

5、是波粒二象性。微觀粒子與宏觀物體的不同之處在于宏觀物體可以觀粒子與宏觀物體的不同之處在于宏觀物體可以用經(jīng)典力學(xué)來描述其運動時的具體位置和速度。用經(jīng)典力學(xué)來描述其運動時的具體位置和速度。但是微觀粒子遵循測不準(zhǔn)原則，無法準(zhǔn)確測定其但是微觀粒子遵循測不準(zhǔn)原則，無法準(zhǔn)確測定其位置和動量。對于在原子核外運動的電子，雖然位置和動量。對于在原子核外運動的電子，雖然無法在某一時刻準(zhǔn)確預(yù)測其具體位置，但可以用無法在某一時刻準(zhǔn)確預(yù)測其具體位置，但可以用統(tǒng)計學(xué)的方法描述在核外出現(xiàn)的頻率。其運動規(guī)統(tǒng)計學(xué)的方法描述在核外出現(xiàn)的頻率。其運動規(guī)律須用量子力學(xué)來描述，它的基本方程是律須用量子力學(xué)來描述，它的基本方程是Schr

6、dinger方程。方程。2.波函數(shù)及原子軌道波函數(shù)及原子軌道Schrdinger方程方程 量子力學(xué)中描述核外電子在空間運動的量子力學(xué)中描述核外電子在空間運動的數(shù)學(xué)函數(shù)式，即原子軌道數(shù)學(xué)函數(shù)式，即原子軌道 (x, y, z)波函數(shù)波函數(shù) ，x, y, z 為微粒的空間為微粒的空間坐標(biāo)坐標(biāo) E 軌道總能量軌道總能量 (動能與勢能總和動能與勢能總和) m 微粒質(zhì)量，微粒質(zhì)量，h 普朗克常數(shù)普朗克常數(shù)0222222228 m(EV)xyzh 直角坐標(biāo)與球坐標(biāo)直角坐標(biāo)與球坐標(biāo) 的轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換 ( x,y,z)(r,) (x,y,z)= (r, , )=R(r)Y(,)222sin cossin sinco

7、sxryrzrrxyz 求解薛定諤方程，就是要求出其中的求解薛定諤方程，就是要求出其中的E和和 為了得到電子運動狀態(tài)合理的解，必須引用只為了得到電子運動狀態(tài)合理的解，必須引用只能取某些整數(shù)值的三個參數(shù)，就是量子數(shù)。能取某些整數(shù)值的三個參數(shù)，就是量子數(shù)。 主量子數(shù)主量子數(shù)n，角量子數(shù)，角量子數(shù)l，磁量子數(shù)，磁量子數(shù)ms、p軌道角度部分剖面圖軌道角度部分剖面圖zx+pxzy+pypzzx+zx+s波函數(shù)的角度分布圖波函數(shù)的角度分布圖d 軌道軌道+yxdxy+zydyz+zxdxz+d x2y2yx+d z2zx四四花花瓣瓣形形(2)電子在空間出現(xiàn)的機(jī)會稱為概率。在某單位體電子在空間出現(xiàn)的機(jī)會稱為概

8、率。在某單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率稱為概率密度。一般認(rèn)為，波積內(nèi)出現(xiàn)的概率稱為概率密度。一般認(rèn)為，波函數(shù)函數(shù)表示電子的運動狀態(tài)，那么表示電子的運動狀態(tài)，那么 |2表示電表示電子在原子內(nèi)的某點附近出現(xiàn)的概率密度。子在原子內(nèi)的某點附近出現(xiàn)的概率密度。3.概率概率(幾率幾率)密度與電子云密度與電子云(1) 具有波動性的微觀粒子不再服從經(jīng)典力學(xué)規(guī)律，具有波動性的微觀粒子不再服從經(jīng)典力學(xué)規(guī)律，它們的運動沒有確定的軌道，只有一定的空間幾它們的運動沒有確定的軌道，只有一定的空間幾率分布，遵循測不準(zhǔn)原則，故對微觀粒子的運動率分布，遵循測不準(zhǔn)原則，故對微觀粒子的運動狀態(tài)只能采用統(tǒng)計的方法，做出幾率性的判斷。狀態(tài)只能采

9、用統(tǒng)計的方法，做出幾率性的判斷。宏觀物體宏觀物體機(jī)械波機(jī)械波微觀粒子微觀粒子粒子性粒子性波動性波動性波粒二象性波粒二象性可準(zhǔn)確確定位可準(zhǔn)確確定位置和速度置和速度波函數(shù)，可描波函數(shù)，可描述波在空間的述波在空間的分布情況分布情況概率波函數(shù)概率波函數(shù)，少數(shù)粒子表現(xiàn)少數(shù)粒子表現(xiàn)出粒子性，大出粒子性，大量粒子表現(xiàn)出量粒子表現(xiàn)出波動性波動性勻速運動的物體勻速運動的物體波函數(shù)的物理意義波函數(shù)的物理意義2 ：原子核外出現(xiàn)電子的概率密度。：原子核外出現(xiàn)電子的概率密度。 電子云是電子電子云是電子出現(xiàn)概率密度的形出現(xiàn)概率密度的形象化描述。象化描述。2(a) 1s (b) 1s r 的圖及電子云電子云的界面圖各種狀態(tài)

10、的電子云的分布形狀各種狀態(tài)的電子云的分布形狀微觀粒子運動的一般規(guī)律有以下特點：微觀粒子運動的一般規(guī)律有以下特點：微觀粒子的運動具有波粒二象性，其運動的不確微觀粒子的運動具有波粒二象性，其運動的不確定性決定了電子的運動狀態(tài)要用波函數(shù)來描述，定性決定了電子的運動狀態(tài)要用波函數(shù)來描述，并用四個量子數(shù)來確定。并用四個量子數(shù)來確定。波函數(shù)波函數(shù)可以描述電子的運動狀態(tài)，電子在核外出可以描述電子的運動狀態(tài)，電子在核外出現(xiàn)的概率密度可以用圖形來描述。不同運動狀現(xiàn)的概率密度可以用圖形來描述。不同運動狀態(tài)的電子有不同的波函數(shù)，其圖形也不同。態(tài)的電子有不同的波函數(shù)，其圖形也不同。波函數(shù)波函數(shù)又稱為原子軌道。而電子云

11、則是又稱為原子軌道。而電子云則是|2的形的形象化描述，是電子在空間出現(xiàn)的概率密度分布象化描述，是電子在空間出現(xiàn)的概率密度分布的形象化表示。波函數(shù)表示的原子軌道的圖像的形象化表示。波函數(shù)表示的原子軌道的圖像有正負(fù)之分，而電子云的圖像則沒有。有正負(fù)之分，而電子云的圖像則沒有。主量子數(shù)主量子數(shù)n，角量子數(shù)，角量子數(shù)l和磁量子數(shù)和磁量子數(shù)m。另。另外，還有一個自旋量子數(shù)外，還有一個自旋量子數(shù)ms。用這些量子數(shù)可。用這些量子數(shù)可以表示原子軌道或電子云離核的遠(yuǎn)近、外形、在以表示原子軌道或電子云離核的遠(yuǎn)近、外形、在空間的伸展方向以及電子的自旋狀態(tài)，各量子數(shù)空間的伸展方向以及電子的自旋狀態(tài)，各量子數(shù)必須符合一

12、定的條件必須符合一定的條件 。4.四個量子數(shù)四個量子數(shù)物理意義：物理意義： 描述電子層描述電子層(能層能層) 描述電子離核遠(yuǎn)近描述電子離核遠(yuǎn)近 n 是決定電子能量的主要因素是決定電子能量的主要因素 物理意義：物理意義： 描述原子軌道或電子云形狀；描述原子軌道或電子云形狀； 表示同一電子層中具有不同的亞層；表示同一電子層中具有不同的亞層； 在多電子原子中，確定能量的次要因素。在多電子原子中，確定能量的次要因素。取值取值: 0，1， 2， ，(n-1)對于給定的主量子數(shù)對于給定的主量子數(shù)n，可能有，可能有n個不相同的角量個不相同的角量子數(shù)子數(shù)l，這些，這些l值表示在同一電子層中不同狀態(tài)的值表示在同

13、一電子層中不同狀態(tài)的分層，也叫亞層。分層，也叫亞層。主量子數(shù)主量子數(shù)n與角量子數(shù)與角量子數(shù)l的關(guān)系的關(guān)系n 1 2 3 4 5 l的取值的取值 0 0,1 0,1,2 0,1,2,3 0,1,2,3,4l0123亞層亞層spdf電子云形狀電子云形狀球?qū)ΨQ球?qū)ΨQ啞鈴形啞鈴形四花瓣形四花瓣形復(fù)雜復(fù)雜各電子層的亞層數(shù)各電子層的亞層數(shù)=電子層的電子層的 n值值角量子數(shù)與波函數(shù)的角度部分有關(guān)，它決定角量子數(shù)與波函數(shù)的角度部分有關(guān)，它決定了電子在空間的角度分布情況，也決定了電子云的了電子在空間的角度分布情況，也決定了電子云的形狀。形狀。當(dāng)當(dāng)l=0時的時的s軌道，其電子云的形狀是呈球形的，是軌道，其電子云的

14、形狀是呈球形的，是對稱的，電子的運動狀況與角度無關(guān)；對稱的，電子的運動狀況與角度無關(guān)；當(dāng)當(dāng)l=1時的時的p軌道，其電子云呈啞鈴形，是不對稱的，軌道，其電子云呈啞鈴形，是不對稱的，電子的運動狀況與角度有關(guān)；電子的運動狀況與角度有關(guān)；當(dāng)當(dāng)l=2時的時的d軌道，其電子云呈花瓣形，是不對稱的，軌道，其電子云呈花瓣形，是不對稱的，電子的運動狀況與角度有關(guān)。電子的運動狀況與角度有關(guān)。能量相同，處于同一能級的軌道能量相同，處于同一能級的軌道,稱為等價軌道稱為等價軌道(簡并軌道簡并軌道)。多電子原子中，軌道能量由多電子原子中，軌道能量由n 、 l 共同共同 決議。決議。 單電子原子：單電子原子： Ens= E

15、np= End= Enf多電子原子：多電子原子： Ens Enp End Enf取值取值: 0 、 1 、 2 l 共共2l+1 個值個值物理意義：描述同一亞層的原子軌道物理意義：描述同一亞層的原子軌道 ( (電子云電子云) ) 的伸展方向。的伸展方向。如如 2 p 軌道（軌道（ n = 2 ，l = 1 ）在空間有三種）在空間有三種不同的取向。不同的取向。同一亞層中，有幾個不同的同一亞層中，有幾個不同的m m值值, ,就有幾條就有幾條原子軌道。原子軌道。zyx即每一種即每一種 m 的取值，對應(yīng)一種空間取向。的取值，對應(yīng)一種空間取向。 n 1 2 3 l 0 0 10 1 2 m 0 0 01

16、 0 01 0 1 2 軌軌 道道1s 2s 2pz2px2py3s 3pz3px x3py3dz23dyz 3dzx 3dxy 3dx2-y2 電電子子數(shù)數(shù) 2 2 + 6 = 8 2 + 6 + 10 = 18所以，所以，n，l，m三者共同決定電子云所處三者共同決定電子云所處的位置離核的遠(yuǎn)近，能量的高低，電子云的形的位置離核的遠(yuǎn)近，能量的高低，電子云的形狀和伸展方向。狀和伸展方向。例如，例如，n=3，l=1，m=0所表示的所表示的3p原子軌道位原子軌道位于第三層，呈啞鈴形，電子云沿于第三層，呈啞鈴形，電子云沿z軸方向伸展的軸方向伸展的軌道。軌道。因此，每一原子軌道上最多能容納因此，每一原子

17、軌道上最多能容納2個電子。個電子。原子中每個電子的運動狀態(tài)可以由原子中每個電子的運動狀態(tài)可以由n，l，m，ms四個量子數(shù)共同描述。四個量子數(shù)確定以四個量子數(shù)共同描述。四個量子數(shù)確定以后，電子在核外空間的運動狀態(tài)也隨之確定。后，電子在核外空間的運動狀態(tài)也隨之確定。ms物理意義：描述電子的自旋運動。物理意義：描述電子的自旋運動。 取值：取值： +1/2， -1/2通常用通常用 “ ” 和和 “ ” 表示。表示。 由量子數(shù)的制約條件可以發(fā)現(xiàn)，每一電子層由量子數(shù)的制約條件可以發(fā)現(xiàn)，每一電子層離核遠(yuǎn)近不同，能量不同，每一電子層又有不同離核遠(yuǎn)近不同，能量不同，每一電子層又有不同的亞層，不同亞層中有若干個不

18、同的伸展方向的的亞層，不同亞層中有若干個不同的伸展方向的原子軌道。每一原子軌道中的電子可能處于不同原子軌道。每一原子軌道中的電子可能處于不同的自旋狀態(tài)。因此，各層電子可能出現(xiàn)的運動狀的自旋狀態(tài)。因此，各層電子可能出現(xiàn)的運動狀態(tài)由四個量子數(shù)確定。四個量子數(shù)、電子層、電態(tài)由四個量子數(shù)確定。四個量子數(shù)、電子層、電子亞層、各層容納的電子數(shù)之間的關(guān)系匯列在表子亞層、各層容納的電子數(shù)之間的關(guān)系匯列在表中。中。 11,2,0,2122,1,2133,0,244,2,1,ssssnlmmnlmmnlmmnlmm 給下列各組填入適當(dāng)?shù)牧孔訑?shù)。例：例例: 某一多電子原子，試討論在其第三層電某一多電子原子，試討論在

19、其第三層電子層中：子層中：亞層數(shù)是多少？并用符號表示各亞層；亞層數(shù)是多少？并用符號表示各亞層； 各亞層上的軌道數(shù)是多少？該電子層上軌道各亞層上的軌道數(shù)是多少？該電子層上軌道總數(shù)是多少？總數(shù)是多少？ 哪些是等價軌道？哪些是等價軌道？鮑林鮑林Pauling近似能級圖近似能級圖5.多電子原子軌道能級多電子原子軌道能級 主量子數(shù)主量子數(shù)n和角量子數(shù)均不相同時，出現(xiàn)和角量子數(shù)均不相同時，出現(xiàn) “能級交錯現(xiàn)象能級交錯現(xiàn)象E4s E3d E4p . 。 由圖可見：由圖可見： 角量子數(shù)相同，能級能量隨主量子數(shù)的增角量子數(shù)相同，能級能量隨主量子數(shù)的增 大而升高，即大而升高，即E1s E2s E3s E4s .

20、。 主量子數(shù)相同，能級能量隨角量子數(shù)主量子數(shù)相同，能級能量隨角量子數(shù)l的增的增 大而升高，即大而升高，即Ens Enp End Enf . 。(2) Pauli 不相容原理不相容原理: 在同一原子中沒有四個在同一原子中沒有四個量子數(shù)完全相同的兩個電子存在。于是每個量子數(shù)完全相同的兩個電子存在。于是每個原子軌道中只能容納兩個自旋方向相反的電原子軌道中只能容納兩個自旋方向相反的電子。每個電子層可以容納子。每個電子層可以容納2n2個電子。個電子。 (1) 最低能量原理：在不違反最低能量原理：在不違反Pauli不相容原理不相容原理的前提下的前提下,電子總是盡先占據(jù)能量最低的軌道電子總是盡先占據(jù)能量最低

21、的軌道（ ns (n-2)f (n-1)d np ），使原子的能量），使原子的能量處于最低狀態(tài)。處于最低狀態(tài)。 二二原子中電子的排布原子中電子的排布(3) Hund 規(guī)則：在等價軌道上，電子總是盡可能規(guī)則：在等價軌道上，電子總是盡可能 以自旋相同的方向分占不同的軌道。以自旋相同的方向分占不同的軌道。 Hund 規(guī)則的特例：在等價軌道上，電子處于全規(guī)則的特例：在等價軌道上，電子處于全充滿充滿( p6 、 d10 、 f14 )半充滿半充滿( p3 、 d5 、 f7 ) 和全空和全空( p0 、 d0 、 f0 ) 時時原子能量較低，體系較穩(wěn)定。原子能量較低，體系較穩(wěn)定。將原子核外電子按上述順序

22、排布后，再按軌道將原子核外電子按上述順序排布后，再按軌道電子從內(nèi)層到外層寫出。即為原子的電子結(jié)構(gòu)電子從內(nèi)層到外層寫出。即為原子的電子結(jié)構(gòu)式或電子排布式電子組態(tài)）。式或電子排布式電子組態(tài)）。如如Mn: 1s22s22p63s23p63d54s2電子填充順序為：電子填充順序為：1s，2s 2p，3s 3p , 4s 3d4p，5s 4d 5p，6s 4f 5d 6p 例例1 1：碳原子：碳原子6C6C的電子排布為的電子排布為1s22s22p21s22s22p2，此，此時軌道上的電子排布。時軌道上的電子排布。24Cr：1s22s22p63s23p63d54s129Cu：1s22s22p63s23p6

23、3d104s1例例2 2： 24Cr 24Cr和和29Cu29Cu的電子排布的電子排布: : 此外，為方便起見，將此外，為方便起見，將24Cr寫成寫成Ar3d54s1，29Cu寫成寫成Ar3d104s1,這是由于這是由于Ar表示表示24Cr中的原子內(nèi)層電子結(jié)構(gòu)與中的原子內(nèi)層電子結(jié)構(gòu)與Ar這種稀有氣體這種稀有氣體的原子結(jié)構(gòu)一樣，稱之為原子芯。的原子結(jié)構(gòu)一樣，稱之為原子芯。 如如11Na：1s22s22p63s1，可以寫成，可以寫成11Na:Ne3s1 37Rb：1s22s22p63s23p63d104s24p65s1，可以寫，可以寫成成37Rb：Kr5s1上述三條原則是對原子核外電子排布的一上述

24、三條原則是對原子核外電子排布的一種理論約定，后來經(jīng)實驗證實它們符合量子力種理論約定，后來經(jīng)實驗證實它們符合量子力學(xué)的原理。運用上述三條原理對學(xué)的原理。運用上述三條原理對1109號原子號原子中的核外電子進(jìn)行排布，其中絕大多數(shù)與光譜中的核外電子進(jìn)行排布，其中絕大多數(shù)與光譜實驗得到的數(shù)據(jù)一致。實驗得到的數(shù)據(jù)一致。元素原子的電子層結(jié)構(gòu)呈周期性變化，導(dǎo)致元元素原子的電子層結(jié)構(gòu)呈周期性變化，導(dǎo)致元素性質(zhì)周期性變化素性質(zhì)周期性變化, 這就是元素周期律。這就是元素周期律。周期的劃分與能級組的劃分完全一致，每個周期的劃分與能級組的劃分完全一致，每個能級組都獨自對應(yīng)一個周期。共有七個能級能級組都獨自對應(yīng)一個周期。

25、共有七個能級組，組， 所以共有七個周期。所以共有七個周期。1.元素周期律元素周期律2.元素的周期元素的周期三三原子核外電子排布與元素周期律原子核外電子排布與元素周期律周周期期數(shù)數(shù)原子原子序數(shù)序數(shù)元素元素數(shù)目數(shù)目最高能級組最高能級組最大最大電子電子容量容量11221s第一能級組第一能級組2231082s,2p第二能級組第二能級組83111883s,3p第三能級組第三能級組841936184s,3d,4p第四能級組第四能級組1853754185s,4d,5p第五能級組第五能級組1865586326s,4f,4d,6p 第六能級組第六能級組32787109(未完未完)237s,5f,5d,7p 第七

26、能級組第七能級組32族族主族主族(IA-VIIA,0)原子最后一個電子原子最后一個電子 填外層填外層 ns、np軌道軌道 副族副族(IIIB-IIB,IB)最后一個電子填最后一個電子填在在 (n-1)d或或 (n- 2)f 軌道上軌道上元素周期系元素周期系1SH He235673S4S5S6S7S3d4d5d2p3p4p5p6p4f5f4) 元素的區(qū)元素的區(qū)1 2ns s區(qū)21 6ns np p區(qū)1 92(1)ndns d區(qū)101 2(1)nd ns ds區(qū)2S1 14022(2)(1)nfndns f區(qū)習(xí)題：習(xí)題：P124 4、7、91 1 有效核電荷數(shù)有效核電荷數(shù) 2 2 原子半徑原子半徑

27、 r r3 3 電離能電離能 I I4 4 電子親和能電子親和能 Y Y5 5 電負(fù)性電負(fù)性 x x四四元素性質(zhì)的周期性元素性質(zhì)的周期性*Z 屏蔽效應(yīng)屏蔽效應(yīng) 在多電子原子中，每個電子不僅受到原子核的吸在多電子原子中，每個電子不僅受到原子核的吸引，而且還受到其他電子的排斥。引，而且還受到其他電子的排斥。 采用一種近似的處理方法，把其余電子對某個指采用一種近似的處理方法，把其余電子對某個指定電子的排斥作用簡單地看成是它們抵消了一部定電子的排斥作用簡單地看成是它們抵消了一部分核電荷。這種將其他電子對某個指定電子的排分核電荷。這種將其他電子對某個指定電子的排斥作用歸結(jié)為對核電荷的抵消作用稱為屏蔽效應(yīng)

28、斥作用歸結(jié)為對核電荷的抵消作用稱為屏蔽效應(yīng)。1 1 有效核電荷數(shù)有效核電荷數(shù) *Z 同一周期主族元素，從左到右，隨著核電荷同一周期主族元素，從左到右，隨著核電荷的增加，最外層電子逐一增加。由于增加的電子的增加，最外層電子逐一增加。由于增加的電子都在同一層上，彼此間的屏蔽作用較小都在同一層上，彼此間的屏蔽作用較小, ,使有效使有效核電荷數(shù)依次顯著增加。核電荷數(shù)依次顯著增加。*ZZ2原子半徑原子半徑 共價半徑共價半徑 同種元素的兩個原子，同種元素的兩個原子， 以共價單鍵相連時，核間距的一以共價單鍵相連時，核間距的一 半，為共價半徑。半，為共價半徑。 d核間距為核間距為d，共價半徑，共價半徑 r共共

29、=2d 金屬半徑金屬半徑 金屬晶體中，金屬原子被視為剛性金屬晶體中，金屬原子被視為剛性球體，彼此相切，其核間距的一半，為金屬半徑。球體，彼此相切，其核間距的一半，為金屬半徑。 在分子晶體中，分子間以范德華力相結(jié)合，在分子晶體中，分子間以范德華力相結(jié)合，這時相鄰分子間兩個非鍵結(jié)合的同種原子，其核間這時相鄰分子間兩個非鍵結(jié)合的同種原子，其核間距離的一半，稱為該原子的范德華半徑。距離的一半，稱為該原子的范德華半徑。AACO2CO2 同一主族，從上到下原子半徑逐漸增大同一主族，從上到下原子半徑逐漸增大 同一副族從上到下變化幅度小，第五、同一副族從上到下變化幅度小，第五、六周期元素的原子半徑非常接近。六周期元素的原子半徑非常接近。 同一周期中：同一周期中：長周期過渡元素：從左到右原子半徑 減小程度不大。短周期：從左到右原子半徑逐漸減小 變化幅度較大。A 0 H32 He 93 Li123 Be 89 B82 C77 N70 O66 F64 Ne112 Na154Mg136 Al118 Si117 P110 S104 Cl9