无机化学--第6章原子结构与周期表

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1、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)13.6eV(6.3)(1eV=1.602189210-19J.e-1=96.49kJ.mol-1;NA=6.02213671023mol-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。8/3/20211课件一、多电子原子中轨道的能量(一)屏蔽效应(TheShieldingEffect)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

2、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）8/3/20212课件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)13.6eV(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”。8/3/20213课件2.屏蔽效应（续）例：n不同，l相同的原子轨道：Ｅ1s<Ｅ2s

3、<Ｅ3s<Ｅ4s

4、,(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；8/3/20216课件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.8/3/202

5、17课件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)=16.8Z4s﹡=Z-4s=19-16.8=2.2E4s=-(Z4s﹡2/n2)×13.6=-(2.22/42)×13.6=-4.1eV（-号表示电子受核吸引）8/3/20218课件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)=18.0Z3d﹡=Z-3d=19-18.0=1.0E3

6、d=-(Z3d﹡2/n2)×13.6=-(12/32)×13.6=-1.51eV>E4s=-4.1eV.对19K：E3d>E4s基态19K电子排布为:(1s2)(2s22p6)(3s23p6)(4s1)基态(Groundstate)—最低能量态；其它能量态都称为“激发态”（Excitedstate).8/3/20219课件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)=18.0Z4s﹡=Z-

7、4s=21-18.0=3.0E4s=-(Z4s﹡2/n2)×13.6=-(3.02/42)×13.6=-7.7eV8/3/202110课件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=18.0Z3d﹡=Z-3d=21-18.0=3.0E3d=-(Z3d﹡2/n2)×13.6=-(3.02/32)×13.6=-13.6eV