高中化学选修3原子轨道（原子结构--化学选修3）

一：基本概念

1.物质由分子组成，分子有原子构成，原子包括原子核和电子，原子核又由质子和中子组成。

2.性质：电荷有正电荷（质子）和负电荷（电子），质子数=核电荷数=电子数=原子序数。现在用的元素周期表不是门捷列夫周期表，门捷列夫周期表按照原子量递增排列，现代元素周期表按质子数递增排列的。

3.质量：质子数 质子数 中子数=质量数

中子数

4.原子半径：有核外电子决定。

5.同位素：相同质子数不同中子数的几个元素

化学性质相似，物理性质（质量、核变化）

6.核素：质子数、中子数相同的原子====相同核素

质子数、中子数至少一个不同====不同核素

二：原子结构研究

1.卢瑟福原子模型：

1. 量子力学：1.黑体辐射：光的能量不是连续的，光的量子化 E=hυ

2. 测不准原理

3. 光电效应

4. 宏观物体：经典力学 微观：量子力学

三：核外电子运动状态：随机运动， 概率。能量

四：薛定谔方程：

一维：动能 势能=总能量

方程的解：四个量子数----描述核外电子运动状态

主量子数n=1.2.3…… 电子层

角量子数 l=0,1,2,3,4….n-1 电子亚层

磁量子数 m=0， -1 -2 …. -l 轨道

自旋量子数 m_s= - 1/2 自旋

能量与 n l 有关 n ，l m 决定电子的位置 四个决定电子的状态

电子排布表示方法：

能量相同的轨道称为简并轨道

电子应遵循：泡林不相容原理：自旋相反，同一个原子内不可能出现四个量子数相同的电子；能量最低原理；洪特规则：电子排布出现全满、半满、全空有利于能量最低，稳定性越高。（费米子与玻色子）

洪特规则---------对称额外提升稳定性（对称额外引起能量降低）

非H原子：电子之间有排斥力导致了能级大小关系发生了变化

屏蔽效应：内层电子对外层电子收到原子核引力的屏蔽

钻穿效应：外层电子跃迁到内层时屏蔽效应减弱

有效电荷：屏蔽效应使有效核电荷数降低

能级分裂与交错：能级大小的变化

能量差的变化

五：1.核外电子排布对元素分类

ns2np6 ---零族元素 （稀有气体）

无能级交错-----主族元素

有能级交错-----过渡元素

2.过渡元素原子的电子排布

主族和过渡元素的区别：1.主族无能级交错，能量差大，而过渡金属有能级交错，能量差小，不会通过电子跃迁符合洪特规则

2.能量差巨大，只有最外层是价电子发生得失，主族金属唯一正价

过渡元素有能级交错的能级的电子都是价电子，都能得失电子，过渡金属多个正价，能量差小，有时通过电子跃迁符合洪特规则

3.过渡金属的多种正价

Fe 价电子：

小结：对比金属

结构 价电子 正价 化合物 颜色

主族 无交错 最外层 唯一正价 简单 简单

过渡 有交错 最外层 次外层部分 多种正价 复杂 复杂

六.能级交错带来的影响

1.6 S2惰性电子对效应

一般只失去6P的电子

例子

2.镧系收缩

预备知识：原子核对最外层电子吸引力：

一般，同一周期，从左到右，原子半径减小，镧系原子半径变化不大基本一样

七：电子云图像

S亚层电子云球形 n增大 半径增大

P亚层电子云哑铃型

八.H原子光谱

基态：原子初始的排布状态，能量最低

激发态：电子吸收能量跃迁到高能级，能量高，不稳定，总要跃回到基态，发射光子，释放能量

1. 光子为电子提供能量

1.1一次一个光子对一个电子

1.2.光子能量：

1.3. 电子向激发天跃迁：原子吸收光谱

电子向基态跃迁：原子发射光谱

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