1、微觀粒子的三個特性

明暗相間的環(huán)紋是波動性

單個電子是粒子性

波動性是粒子性的統(tǒng)計結(jié)果

統(tǒng)計性規(guī)律

看在哪個區(qū)域出現(xiàn)的機(jī)會多

2、找一個函數(shù)，畫出一個圖

波函數(shù)

?一個變量是常微分

有很多變量就是偏微分

二階就是已經(jīng)求過一次微分

不會解

分清鏡像部分和角度部分

3、下角標(biāo)的意義：四個量子數(shù)

主量子數(shù)n

取值 1，2，3，4.......

電子層數(shù) K,L,M,N......

幾何意義 表示核外電子離核遠(yuǎn)近 n越大離核越大

物理意義 單電子體系的能量由n決定 n越大能量越大

能量是量子化的，因?yàn)槿≈凳遣贿B續(xù)的

角量子數(shù)L

受n的限制

取值 0，1，2，3，4.......（n-1）.......

共n種取值

電子層數(shù) K,L,M,N......

幾何意義 決定了原子軌道的形狀

n＝4

L=0 s軌道 球形 4s軌道

L=1 P軌道 啞鈴型 4p軌道

L=2 d軌道 花瓣形 4d軌道

L=3 f軌道 4f軌道

同層中不同形狀的稱為亞層（能級）

物理意義 電子繞核運(yùn)動，不僅具有能量，還具有角動量

角動量M是矢量，有大小也有方向，也是不連續(xù)的，是量子化的

轉(zhuǎn)動慣量J不僅和質(zhì)量有關(guān)，也和質(zhì)量分布也有關(guān)系 kg·m2

w角速度 s-1

M=Jw kg·m2·s-1

單電子體系 能量E只和n有關(guān)，與L

無關(guān)

磁量子數(shù)m

取值 0，±1，±2，±3.......±L

共2l＋1個值

幾何意義 決定了原子軌道的空間取向

L=1是，p軌道有0，＋1，-1，有三種取向，與取值個數(shù)相同

三個取向的能量相等，可以說能量簡并，3重簡并（磁場里面除外），簡并度n的平方

0軌道是pz，px和py不能說是+1或者-1，也就是不能一一對應(yīng)，需要線性組合

物理意義 取值決定軌道角動量在z軸上的分量（向z軸的投影）M2 是量子化的，磁量子數(shù)也是量子化的

可以求出角動量的方向

已知角動量的大?。ò霃?,也知道在z軸上的分量，求出cos角度，求角度

描述軌道狀態(tài)

1、離核遠(yuǎn)近

2、幾何形狀

3、空間分布方向

自旋量子數(shù)ms

電子有自旋

取值 ＋1/2 ??和-1/2 ??

幾何意義 自旋方向只有兩種

物理意義 在外磁場方向的分量自旋角動量Ms

是量子化的，自旋量子數(shù)ms是量子化的

一個原子里面沒有兩個四個量子數(shù)相等的電子存在，所以可以用來描述電子運(yùn)動狀態(tài)

一條軌道上最多有兩個電子

概率和概率密度

概率：電子在空間某一區(qū)域出現(xiàn)的次數(shù)的多少

概率密度：電子在單位體積內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)多少

概率＝概率密度×體積

電子云圖，核電密集出現(xiàn)概率大，概率密度大

4.徑向分布和角度分布

3個變量 ，需要在三維空間畫圖

4個變量，需要在四維空間畫圖，畫不出

徑向和距離有關(guān)，角度和角度有關(guān)

徑向概率密度

單調(diào)無極值，波函數(shù)徑向部分和r的關(guān)系

單位厚度的球殼，球殼極薄，概率密度均一，一致

體積近似于表面積×厚度

由▲r厚度引入求出單位厚度

半徑大體積大，但是密度小

半徑小體積大，但是密度大

徑向概率

不單調(diào)，有極值

因?yàn)轶w積和密度的影響不同，作用的方向不同

1s 極值：玻爾半徑

概率峰的個數(shù)可以用（n-L）來表示

兩個峰值之間才有一個截面，截面的個數(shù)是(n-L-1)個

1s 概率極值峰離核最近，為第一層

2s,2p 概率極值峰比較接近，比1s遠(yuǎn)，為第二層

3s，3p概率極值峰接近，離核更遠(yuǎn)，為第三層

角度分布

依舊是從波函數(shù)角度切入

掌握圖像，正負(fù)號也要記住

化學(xué)鍵，成鍵，對稱性的時候要用到這些圖

角度隨意取值，對應(yīng)的波函數(shù)（cos）的角度分布圖（有正有負(fù)）

正負(fù)號不代表電性，只是根據(jù)解析式算出來的，表示原子軌道的對稱性

電子云（是cos的平方）的角度分布圖（沒有正負(fù)）

5、核外電子排布和元素周期律

單電子體系，n相同，能量相同，n越大能量越高 有公式

多電子體系，受力非常復(fù)雜，不只是受原子核影響

多電子原子的能級

1、屏蔽效應(yīng)

多電子體系，核外其他電子抵消部分核電荷，被討論的電子受到核的作用變小

單電子能量已知，可以看成單電子體系討論能量，看成中和以后的（主量子數(shù)相關(guān)）

屏蔽常數(shù)

受到的屏蔽越大，軌道的能量越高（受到的核的作用變?。?/p>

2、鉆穿效應(yīng)

角量子數(shù)L不同的電子，受到的屏蔽作用的大小不同，因?yàn)閺较蚍植疾煌?/p>

n越小，L越小內(nèi)層概率峰越多

電子離核越近能量越低

徑向分布不同，L不同的電子鉆穿到核附近來躲避其他電子屏蔽的能力不同，從而使自身的能量不同

能級交錯現(xiàn)象

n和L均不相同，n大的電子的能量反而低于n小的電子的能量

6、原子軌道近似能級圖

相似性：s軌道開頭，p軌道結(jié)尾

ns，（n-2）f，（n-1）d，np

圓代表軌道，即m的取值個數(shù)

L=1，為p軌道，

m取值有三個，0，＋1，－1，

所以是三個圓圈

組內(nèi)能級間能量差小，能級組間的能量差大

p三重簡并，d五重簡并，f七重簡并

7、核外電子排布

①能量最低原理

電子先填充能量最低的軌道，

②保利不相容原理

同一原子沒有四個量子數(shù)相同的兩個電子，每個軌道最多容納兩個電子，且自旋方向相同

③洪特規(guī)則

電子在能量簡并的軌道中，盡量以相同自旋方向進(jìn)行排布，保持一致，則體系能量低

主量子數(shù)小的寫到前面，雖然能量比較大

主量子數(shù)一致的放在一起

兩個特例：鉻和銅，用洪特規(guī)則解釋

兩個特例：鈮和鉬

四個特例：Ru，Rh，Pd，Ag

特例：Gd

記住比較特殊的：

第四周期：24，29，

第五周期：41，42，44，45，46，47，

第六周期：58，58，64，

第七周期：78，79

8、元素周期

第一周期

第二周期

第三周期

第四周期

第五周期

第六周期

第七周期

元素的原子核外電子所處的最高的能級組數(shù)，就是元素所在的周期數(shù)，就是主量子數(shù)最大是多少

9、元素的區(qū)和族

s區(qū)

p區(qū)

紫色，淺綠色為非金屬，藍(lán)色為金屬元素

s區(qū)和p區(qū)的元素的族數(shù)，等于價層電子中s電子數(shù)和p電子數(shù)之和

d區(qū)

第一過渡系列的核外電子排布要熟記，否則配位化合物就不會太熟練

d區(qū)的族數(shù)，等于價層電子中（n-1）d的電子數(shù)和n s的電子數(shù)之和

ds區(qū)

f區(qū)

10、科頓軌道能級圖

并不是所有的元素3d軌道比4s軌道能量高，先失去能量高的軌道上的電子。

實(shí)際測出的能級圖

①z＝1，能量相同

②z＞1，各軌道的能量，隨Z的增大而下降

③n相同，l不同的軌道，能量下降幅度不同，于是產(chǎn)生能級分裂

l大的下降幅度小，能量高

④不同元素，軌道的能級次序不同

4s軌道和3d軌道能量比較特殊

11、斯萊特規(guī)則

半定量，不是很精確

ns，np的能量是不同的，而斯萊特原則卻看成了相同的

對于第一過渡，第四周期過渡元素還是好用的

可以用來解釋屏蔽效應(yīng) 鉆穿效應(yīng) 能級分裂 能級交錯

①外層電子

外層對于內(nèi)層電子沒有屏蔽作用

②同組電子

屏蔽系數(shù)=0.35

1 s組的屏蔽系數(shù)=0.30

③討論(n s,n p)組的電子

（n-1)層（包括的d，f）為0.85

(n-2)層以及以內(nèi)的各層的電子為1.00

④討論（n d）或（n f）組的電子

所有左側(cè)電子，屏蔽系數(shù)均為=1.00

Z是總電子數(shù)

12、元素基本性質(zhì)的周期性

1、原子半徑

①共價半徑

②金屬半徑

③范德華半徑

范德華半徑（有距離）>金屬半徑（相切）>共價半徑（有重疊）

原子半徑變化因素

同周期

①核電荷數(shù)Z增大，對電子吸引力增加，使原子半徑減小的趨勢，吸引

②核外電子數(shù)增加，電子之間的排斥力增大，使得原子半徑有增大的趨勢，排斥

這兩個因素相互排斥

同一個周期第一個因素占主導(dǎo)地位

第二種因素占主導(dǎo)

原子半徑在周期表中的變化規(guī)律

短周期主族元素

長周期元素

為啥后兩個半徑增大了，因?yàn)?/strong>

總體減小，特殊情況

鑭系收縮

?

39原子結(jié)構(gòu)和元素周期律（十） P39 - 17:30

?

同族中

與周期的影響因素相同

第二過渡系列和第三過渡系列半徑差不多

2、電離能

?

40原子結(jié)構(gòu)和元素周期律（十一） P40 - 01:44

?

H原子失去電子變成離子需要吸熱

1s態(tài)電子變成自由電子

電離出一個電子

電離出1mol電子

第一電離能的定義：

第二電離能的定義：

第一電離能的變化規(guī)律

同周期中

同周期中，從左向右，核電荷Z增大，原子半徑r減小。核對電子的吸引增強(qiáng)，越來越不容易失去電子。

所以第一電離能增大

短周期

兩處反常：Be＞B

N＞O

Ne最大的原因

長周期，增加幅度較小

同族中

①核電荷數(shù)Z增大，核對電子吸引力增大，導(dǎo)致第一電離能增大

②電子層增加，r增大，電子離核遠(yuǎn)，核對電子吸引力減小，導(dǎo)致第一電離能減小

主族元素

副族元素

第三過渡系列和第二過渡系列的半徑相似，第三過渡系列的核電荷數(shù)比第二過渡系列大

電離能和價態(tài)之間的關(guān)系

?

41原子結(jié)構(gòu)和元素周期律（十二） P41 - 00:24

?

一個電子失去以后，過剩的正電荷相當(dāng)于有效核電荷數(shù)增大，并且半徑減小

在此基礎(chǔ)之上再失去一個電子會變得非常困難。電離能是逐級增強(qiáng)的

用來看這些元素存在什么穩(wěn)定的價態(tài)

?

41原子結(jié)構(gòu)和元素周期律（十二） P41 - 06:36

?

3、第一電子親和能

同周期

負(fù)號吸收熱量，正號放出熱量

同主族

F半徑小，電子云密度比較大，電子親和能小

?

41原子結(jié)構(gòu)和元素周期律（十二） P41 - 17:23

?

4、電負(fù)性

綜合考慮電離能和電子親和能，推電子和拉電子能力，來衡量電子對的偏移能力或者金屬性和非金屬性，電負(fù)性越大，非金屬性越強(qiáng)

同族中

?

41原子結(jié)構(gòu)和元素周期律（十二） P41 - 22:50

?

絕對電負(fù)性

電負(fù)性計算

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