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7.6.1 多电子原子结构在线视频

7.6.1 多电子原子结构

下一节:7.7.1 元素性质的周期性变化

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7.6.1 多电子原子结构课程教案、知识点、字幕

同学你好

这节我们讲多电子原子结构

前几节我们简单的介绍了

氢原子核外电子排布的规律

那么多电子原子核外电子

排布遵循什么样的规律呢

根据光谱实验鲍林对周期系中各元素原子的

原子轨道能级图进行分析归纳

总结了多电子原子中

各原子轨道能级高低的近似顺序

如图所示

图中每一个小圆圈代表1个原子轨道

例如这个就代表的是原子轨道

圆圈所代表的位置的高低代表轨道能量的高低

能量近似的轨道组成一个能级组

一个能级组就在一个方块内

也就是一个周期

另外能级组还追寻N加0.7L规则

例如E6S中N等于6

L等于0代入N加0.7L

求的结果是6.0

同理我们可以算出4F5D6P的

那么这些计算的结果的整数部分我们给拿出来

它们的结果都是六

所以它们都属于第六周期

同时根据计算结果的大小

大家可以看到

六点零六点一六点四六点七

我们可以根据结果的大小

也可以得出它们能量大小的顺序

那么顺序为

E6S小于E4F小于E5D小于E6P

那么鲍林能级图

解决了核外电子填充顺序的问题

那么它的填充顺序为

1S2S2P3S3P4S3D4P5S4D5P6S4F5D6P

那么为了大家方便记忆

我们展示如图所示的记忆法

请大家自行熟悉记忆

另外还有科顿能级图

科顿根据原子轨道能量与

原子序数进行作图得到的能级图

那么根据科顿能级图

我们可以得到三点规律

首先第一点

N相同的氢原子轨道能量是相同的

它具有简并性

第一点

具有简并性

第二

原子轨道的能量随着原子序数的增大而降低

如图所示

第三

随着原子序数的增大

原子轨道产生能级交错现象

科顿能级图主要解决的是电子丢失顺序的问题

那么它的丢失顺序为

1S2S2P3S3P3D4S4P4D4F5S5B5D6S6P

但它不能解决电子填充顺序的问题

在多电子原子中出现

原子轨道能级分裂和能级交错的现象

我们通过屏蔽效应和钻穿效应来解释

第一个为屏蔽效应

那么屏蔽效应是指

在多电子原子中和电荷对某个电子的吸引力

因其他电子对该电子的排斥而被削弱的作用

我们称为屏蔽效应

那么公式为

E等于N方分之

-2.179乘以10的-18次方

括弧Z减去σ括弧的平方焦耳

其中σ为被屏蔽的电荷

也称屏蔽系数

这一减σ是有效核电荷

根据这个我们就可以计算出

内层电子对外层电子的屏蔽作用的大小

屏蔽规律分为四种

第一外层电子对内层电子是没有屏蔽作用的

这个是可以忽略不计

第二

N相同L不同

那么电子之间的屏蔽效应

顺序为NS大于NP大于ND大于NF

原子轨道能级顺序为

ENS小于ENP小于END小于ENF

第三

N不同L相同

电子之间的屏蔽效应顺序为

ES大于2S

大于3S大于4S

原子轨道能级顺序为

E1S小于E2S

小于E3S小于E4S

第四点

N不同L不同

这得根据计算来决定屏蔽作用的大小

第二

钻穿效应

那么钻穿效应是指外层电子

能够避开其他电子的屏蔽作用

而钻到内层

出现在离核较近的地方

例如3D与4S轨道径向分布图所示

4S电子云的最大风虽然比3D离核较远

但它有三个小风钻到3D的风内

更靠近核

使得4S的电子能量低于3D的电子的能量

所以E4S要小于E3D出现了能级交错

那么这个现象是由钻穿效应引起的

再例如

E6S小于E4F小于E5D小于E6P

同样的道理也是钻穿效应引起的

那么多电子原子核外排布遵循哪些规律

一共三点

第一鲍林不相容原理

同一原子中不可能

有四个量子数完全相同的电子存在

即每个轨道内最多只能容纳两个自旋

相反的电子

第二能量最低原理

电子优先占据能量较低的轨道

使体系能量较低

第三

HUND规则在N和L相同的轨道及等价轨道上

分布的电子将尽可能地分散M不同的轨道

且自旋平行

那么进一步解释就是

第一运动状态只能有一个电子

就像世界上很难找到

两片完全相同的树叶一样是独一无二的

第二

每个轨道最多能容纳两个自旋相反的电子

第三

当原子轨道为SPDF时

原子轨道数为1357

也就是说每一个较量子数都有2L加一个轨道

那么每一个轨道最多电子数为二六十十四

第四

每一个电子层中原子轨道的总数为N的平方

如N等于2

共有四个轨道

分别是一个2S轨道和三个2P轨道

第五

每个电子层中电子的最大容量为

2N的平方如N等于1

有一个ES轨道可以容纳两个自旋相反的电子

那么怎么表示核外电子排布

我们以C六和N七为例

其中用圆圈来表示轨道

圆圈的高低表示能量的高低

首先碳六核外共有六个电子

我们用碳六来表示

同时它六属于第二周期

那么它的原子轨道应该为1S2S2P

根据前面鲍林不相容原理和能量最低原理

1S和2S可以分别排列两队自旋相反的电子

因此还剩两个电子

那么这个两个电子根据HUND规则

将尽可能分散M不同的轨道

所以剩下的两个电子将分别占据不同的轨道

如图所示

那么碳六的电子排布式为

1S2 2S2 2P2

同理我们也可以得到氮气的电子排布

为1S22S2和2P3

但是HUND规则也有特例

电子处于全满

半满全空

这时的原子是较稳定的

这时的原子是较稳定的

如铬原子

电子的排布式为1S22S2

2P6

3S23P63D54S1

在这里3D5和4S1部写成3D6或者

3D44S2

这是由于半充满是最稳定的

也就是说3D54S1是处于半充满是稳定状态

同道核外电子排布也是如此

这是同的电子和外排布

另外在这里呢大家需要了解到

在化学反应当中

参与反应的只是原子的外层电子

其内层电子的结构不变

因此不参与反应的内层电子

我们称为原子时

可用相应的稀有气体元素符号加方括号来表示

如铬的核外电子排布式

我们可以简写为

AR中括号3D54S1

其中方括号AR就表示铬的

核外电子排布式中的1S22S22P63S23P6

那么这部分我们就称为原子时

根据鲍林能级图和N加0.7L规则

基态原子的外层电子填充顺序为

NSN减2FN减1D和NP

而价电子电力顺序应遵循N加0.4L

顺序为NPNSN减1D和N减2F

这节我们讲到这里

无机化学课程列表:

第1章 物质的聚集状态

-1.1 物质的聚集状态和分压定律

--1.1.1 物质的聚集状态和分压定律

--第1.1节讨论 应用理想气体状态方程的时候应注意哪些问题

--第1.1节测试 物质的聚集状态和分压定律

-1.2 稀溶液的依数性

--1.2.1 稀溶液的依数性(1)

--1.2.2 稀溶液的依数性(2)

--第1.2节讨论 为什么讨论稀溶液的依数性时将溶质限定为难挥发非电解质

--第1.2节测试 稀溶液的依数性

-第1章测试 物质的聚集状态

-第1章课件 物质的聚集状态

第2章 化学热力学基础

-2.1 化学热力学基本概念

--2.1.1 化学热力学基本概念

--第2.1节测试 化学热力学基本概念

-2.2 化学反应热效应

--2.2.1 化学反应热效应

--第2.2节测试 化学反应的热效应

-2.3 化学反应热效应计算

--2.3.1 化学反应热效应计算

--第2.3节讨论 为什么温度对焓变和熵变影响很小

--第2.3节测试 化学反应热效应计算

-2.4 化学反应方向判据

--2.4.1 化学反应方向判据

--第2.4节讨论 吉布斯自由能变的求算方法有哪些

--第2.4节测试 化学反应方向判据

-第2章测试 化学热力学基础

-第2章课件 化学热力学基础

第3章 化学反应速率与化学反应平衡

-3.1 影响化学反应速率的因素

--3.1.1 影响化学反应速率的因素

--第3.1节测试 影响化学反应速率的因素

-3.2 化学反应速率理论

--3.2.1 化学反应速率理论

--第3.2节讨论 有人说根据反应方程式可以直接写出速率方程,这种说法对吗?

--第3.2节测试 化学反应速率理论

-3.3 化学平衡理论

--3.3.1 化学平衡理论

--第3.3节测试 化学平衡理论

-3.4 化学平衡移动

--3.4.1 化学平衡移动

--第3.4节讨论 标准平衡常数与经验平衡常数的区别

--第3.4节测试 化学平衡移动

-第3章测试 化学反应速率与化学反应平衡

-第3章课件 化学反应速率与化学反应平衡

第4章 酸碱平衡

-4.1 酸碱理论

--4.1.1 酸碱理论

--第4.1节讨论 阿雷尼乌斯电离理论、酸碱质子理论和酸碱电子理论各有什么优缺点?

--第4.1节测试 酸碱理论

-4.2 水的电离平衡

--4.2.1 水的电离平衡

--第4.2节测试 水的电离平衡

-4.3 弱酸弱碱平衡

--4.3.1 弱酸弱碱平衡

--第4.3节测试 弱酸弱碱平衡

-4.4 盐水解平衡

--4.4.1 盐水解平衡

--第4.4节测试 盐水解平衡

-4.5 缓冲体系

--4.5.1 缓冲体系

--第4.5节讨论 人体血浆中有哪些缓冲系统,最重要的是哪一个?

--第4.5节测试 缓冲体系

-第4章测试 酸碱平衡

-第4章课件 酸碱平衡

第5章 沉淀-溶解平衡

-5.1 溶度积常数

--5.1.1 溶度积常数

--第5.1节测试 溶度积常数

-5.2 溶度积常数与溶解度换算关系

--5.2.1 溶度积常数与溶解度换算关系

--第5.2节测试 溶度积常数与溶解度换算关系

-5.3 溶度积规则

--5.3.1 溶度积规则

--第5.3节讨论 溶度积规则用途是什么?怎么理解?

--第5.3节测试 溶度积规则

-5.4 影响沉淀生成因素

--5.4.1 影响沉淀生成因素

--第5.4节测试 影响沉淀生成因素

-5.5 分步沉淀

--5.5.1 分步沉淀

--第5.5节测试 分步沉淀

-5.6 沉淀溶解

--5.6.1 沉淀溶解

--第5.6节测试 沉淀溶解

-5.7 沉淀转化

--5.7.1 沉淀转化

--第5.7节测试 沉淀转化

-第5章讨论 人体中有沉淀溶解平衡吗?举例说明

-第5章测试 沉淀-溶解平衡

-第5章课件 沉淀-溶解平衡

第6章 氧化还原平衡

-6.1 原电池

--6.1.1 原电池

--第6.1节测试 原电池

-6.2 电极电势

--6.2.1 电极电势

--第6.2节测试 标准电极电势

-6.3 Nernst方程

--6.3.1 Nernst方程

--第6.3节讨论 电池反应和电极反应的能斯特方程有什么异同点?

--第6.3节测试 电极电势Nernst方程

-6.4 电极电势的应用

--6.4.1 电极电势的应用(1)

--6.4.2 电极电势的应用(2)

--第6.4节讨论 怎么解释单质银不能从盐酸溶液中置换出氢气,但可从氢碘酸中置换出氢气

--第6.4节测试 电极电势应用

-6.5 元素电势图及其应用

--6.5.1 元素电势图及其应用

--第6.5节测试 元素电势图及其应用

-第6章测试 氧化还原平衡

-第6章课件 氧化还原平衡

第7章 原子结构与元素周期律

-7.1 玻尔氢原子模型

--7.1.1 玻尔氢原子模型

--第7.1节测试 玻尔氢原子模型

-7.2 波粒二象性

--7.2.1 波粒二象性

--第7.2节测试 波粒二象性

-7.3 薛定谔方程

--7.3.1 薛定谔方程

--第7.3节测试 薛定谔方程

-7.4 四个量子数

--7.4.1 四个量子数

--第7.4节测试 四个量子数

-7.5 波函数角度分布图

--7.5.1 波函数角度分布图

--第7.5节讨论 波函数角度分布图上的正、负号有什么含义

--第7.5节测试 波函数角度分布图

-7.6 多电子原子结构

--7.6.1 多电子原子结构

--第7.6节测试 多电子原子结构

-7.7 元素性质的周期性变化

--7.7.1 元素性质的周期性变化

--第7.7节讨论 说说电离能和电子亲合能的变化趋势,其中有哪些特例

--第7.7节测试 元素性质的周期性变化

-第7章测试 原子结构与元素周期律

-第7章课件 原子结构与元素周期律

第8章 分子结构

-8.1 现代价键理论

--8.1.1 现代价键理论

--第8.1节测试 现代价键理论

-8.2 杂化轨道理论

--8.2.1 杂化轨道理论

--第8.2节讨论 sp、sp2、sp3杂化轨道的成键能力的大小次序?

--第8.2节测试 杂化轨道理论

-8.3 价层电子对互斥理论

--8.3.1 价层电子对互斥理论

--第8.3节测试 价层电子对互斥理论

-8.4 分子轨道理论

--8.4.1 分子轨道理论

--第8.4节测试 分子轨道理论

-第8章讨论 为什么说杂化轨道理论和价层电子对互斥理论存在互补关系

-第8章测试 分子结构

-第8章课件 分子结构

第9章 晶体结构

-9.1 晶体结构

--9.1.1 晶体结构

--第9.1节测试 晶体结构

-9.2 金属键理论与金属晶体

--9.2.1 金属键理论与金属晶体

--第9.2节测试 金属键与金属晶体

-9.3 离子键与离子晶体

--9.3.1 离子键与离子晶体

--第9.3节测试 离子键与离子晶体

-9.4 离子极化理论

--9.4.1 离子极化理论

--第9.4节讨论 离子极化对无机化合物的颜色产生什么影响

--第9.4节测试 离子极化理论

-9.5 分子间力与分子晶体

--9.5.1 分子间力与分子晶体

--第9.5节测试 分子间力与分子晶体

-9.6 氢键

--9.6.1 氢键理论

--第9.6节讨论 氢键的存在对水的性质有哪些影响

--第9.6节测试 氢键

-第9章测试 晶体结构

-第9章课件 晶体结构

第10章 配位化学基础

-10.1 配位化合物组成及命名

--10.1.1 配位化合物组成及命名

--第10.1节讨论 为什么螯合物会更稳定

--第10.1节测试 配位化合物组成和命名

-10.2 配合物解离平衡

--10.2.1 配合物解离平衡

--第10.2节测试 配合物解离平衡

-10.3 配合物解离平衡的移动

--10.3.1 配合物解离平衡的移动

--第10.3节测试 配合物解离平衡移动

-10.4 配合物的化学键理论-杂化轨道理论

--10.4.1 配合物的化学键理论(1)

--10.4.2 配合物的化学键理论(2)

--第10.4节测试 配合物的化学键理论-杂化轨道理论

-10.5 配合物的晶体场理论

--10.5.1 晶体场理论(1)

--10.5.2 晶体场理论(2)

--10.5.3 晶体场理论(3)

--第10.5节测试 配合物的晶体场理论

-第10章讨论 为什么大多数金属水合离子有颜色,但是锌离子、银离子无色

-第10章测试 配位化学基础

-第10章课件 配位化学基础

第11章 氢和稀有气体

-第11章课件 氢和稀有气体

-第11章测试 氢和稀有气体

第12章 碱金属和碱土金属

-第12章课件 碱金属和碱土金属

-第12章测试 碱金属和碱土金属

第13章 硼族、碳族和氮族元素

-第13章课件 硼族、碳族和氮族元素

-第13章测试 硼族、碳族和氮族元素

第14章 氧族元素和卤素

-第14章课件 氧族元素和卤素

-第14章测试 氧族元素和卤素

第15章 过渡元素

-第15章课件 过渡元素

-第15章测试 过渡元素

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7.6.1 多电子原子结构笔记与讨论

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