原子物理(00004)市公开课金奖市赛课一等奖课件.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第七章：原子壳层结构,Atomic Physics,原子物理学,结束,第1页,第1页,结束,第一节：元素性质周期性改变,门捷列夫发觉元素按原子量顺序排列化学性质出现周期性改变，但有少数不一致。,周期表中，元素性质随原子序数周期性改变，同一列中不同元素有相同化学性质，化合价等。,另外，元素物理性质也随原子序数周期性改变。,第七章：原子壳层结构,通过调整，完全按化学性质改变排列得到一元素序列，称为原子序数。现在我们知道这个原子序数与原子核电荷数以及核外电子数相等。,第2页,第2页,结束,第一节：元素性质周期性改变,另外，元素物理性质也随原子序数周期性改变。,第七章：原子壳层结构,如：前面在不断研究原子光谱。,电离能：,第3页,第3页,结束,第二节：原子电子壳层结构,元素性质取决于原子结构，也就是原子中电子所处状态。,第七章：原子壳层结构,描述电子状态是下列量子数：,1、主量子数 n=1,2,3,4,.,反应电子运动区域，和原子总能量主要部分。,2、轨道角动量量子数,反应电子运动角动量，轨道形状，和圆轨道形状相关原子部分能量。,3、电子自旋角动量量子数,4、轨道取向量子数,5、自旋取向量子数,第4页,第4页,结束,第二节：原子电子壳层结构,原子中电子按泡利不相容原理处于不同状态：,第七章：原子壳层结构,含有相同主量子数电子组成一个壳层，主壳层下按不同轨道量子数组成次壳层。,2、轨道角动量量子数,反应电子运动角动量，轨道形状，和圆轨道形状相关原子部分能量。,3、电子自旋角动量量子数,4、轨道取向量子数,5、自旋取向量子数,某一次壳层能够容纳电子数：,某一主壳层能够容纳电子数：,第5页,第5页,结束,第二节：原子电子壳层结构,原子中电子按泡利不相容原理处罚布在不同状态：,第七章：原子壳层结构,含有相同主量子数电子组成一个壳层，主壳层下按不同轨道量子数组成次壳层。,即使没有外磁场，电子也会在自己轨道磁场中取向，此时一个电子量子状态描述参数为：,某一次壳层能够容纳电子数：,某一主壳层能够容纳电子数：,一个主壳层电子数也是：,第6页,第6页,结束,第二节：原子电子壳层结构,第七章：原子壳层结构,但各周期元素个数与上面数字不完全一致，分别为：,2，8，8，18，18，32,元素周期性与原子外电子组态相关，在周期性以及其与上述壳层数字差别背后，是电子填充原子壳层规律起作用。,第7页,第7页,结束,第三节：原子基态电子组态,第七章：原子壳层结构,原子电子数等于原子序数，每一个原子就核外部分来说，是前一原子加一个电子而成。,原子基态是原子能量最低状态：它所有电子都处于,各自也许,最低能量状态，按周期表逐一增长电子尽量填补最低能量状态。,第一周期：氢、氦,电子填充：1s 1s,填满第一壳层，因此第一周期只有两个原子。,基态原子态分别为：,2,S,1/2,、,1,S,0,第8页,第8页,结束,第三节：原子基态电子组态,第七章：原子壳层结构,第二周期：锂（3）、铍、硼、碳、氮、氧、氟、氖（10）,电子填充：1s 1s,基态原子态分别为：,2,S,1/2,、,1,S,0,第一周期：氢、氦,电子填充：1s 1s，2s2s，2p 2p 2p 2p 2p 2p,基态原子态分别为：锂,2,S,1/2,、铍,1,S,0,，硼,2,S,1/2,，氖,1,S,0,锂,容易失去一个电子，成为一个完整结构；,氟,容易得到一个电子成为完整结构；,氖,有完整壳层结构，稳定。,每一个次壳层填满后，原子就会处于,1,S,0,，原子,轨道角动量，自旋角动量，总角动量都等于零。,第9页,第9页,结束,第三节：原子基态电子组态,第七章：原子壳层结构,第二周期：锂（3）、铍、硼、碳、氮、氧、氟、氖（10）,电子填充：1s 1s,第一周期：氢、氦,电子填充：1s,2,，2s,2,2p,6,，,3s,3s,3p3p3p3p3p3p,基态原子态分别为：,钠,2,S,1/2,、镁,1,S,0,，氩,1,S,0,钠,容易失去一个电子，成为一个完整结构；,氯,容易得到一个电子成为完整结构；,氩,有完整壳层结构，稳定。,第三周期：钠（11）、镁、铝、硅、磷、硫、氯,、,氩（18）,电子填充：1s 1s，2s2s，2p 2p 2p 2p 2p 2p,钠,、,氯、氩,等与元素周期表中相应有类似壳层结构原子有相同性质。,第10页,第10页,结束,第三节：原子基态电子组态,第七章：原子壳层结构,第二周期：锂（3）、铍、硼、碳、氮、氧、氟、氖（10）,电子填充：1s 1s,第一周期：氢、氦,电子填充：1s,2,，2s,2,2p,6,，,3s,3s,3p3p3p3p3p3p,第三周期：钠（11）、镁、铝、硅、磷、硫、氯,、,氩（18）,电子填充：1s 1s，2s2s，2p 2p 2p 2p 2p 2p,从上面能够看到，第3周期电子并没有将第3主壳层填满，尚有,3d,次壳层空着。为是么就这样结束第3周期，下一个电子将填哪一电子态呢？,第11页,第11页,结束,第三节：原子基态电子组态,第七章：原子壳层结构,第二周期：锂（3）、铍、硼、碳、氮、氧、氟、氖（10）,电子填充：1s 1s,第一周期：氢、氦,电子填充：1s,2,，2s,2,2p,6,，,3s,3s,3p3p3p3p3p3p,第三周期：钠（11）、镁、铝、硅、磷、硫、氯,、,氩（18）,电子填充：1s 1s，2s2s，2p 2p 2p 2p 2p 2p,第四周期：钾（19）、钙、钪、钛、钒、铬、锰,、,铁钴镍,铜锌稼锗砷硒溴氪,（36）,钾第19个电子并没有填充3d态，而是填充4s态。这是由于4s态比3d态有更低能量。这种情况能够用轨道贯穿来解释。,4s态轨道有比 3d态更大轨道偏心率，发生轨道贯穿与原子实激化使其能量更低。,第12页,第12页,结束,第三节：原子基态电子组态,第七章：原子壳层结构,第二周期：锂（3）、铍、硼、碳、氮、氧、氟、氖（10）,电子填充：1s 1s,第一周期：氢、氦,电子填充：1s,2,，2s,2,2p,6,，,3s,3s,3p3p3p3p3p3p,第三周期：钠（11）、镁、铝、硅、磷、硫、氯,、,氩（18）,电子填充：1s 1s，2s2s，2p 2p 2p 2p 2p 2p,第四周期：钾（19）、钙、钪、钛、钒、铬、锰,、,铁钴镍,铜锌稼锗砷硒溴氪,（36）,钾第19个电子并没有填充3d态，而是填充4s态。这是由于4s态比3d态有更低能量。这种情况能够用轨道贯穿来解释。,4s态轨道有比 3d态更大轨道偏心率，发生轨道贯穿与原子实激化使其能量更低。,第13页,第13页,结束,第三节：原子基态电子组态,第七章：原子壳层结构,等电子体系,光谱比较研究阐明了4s态比3d态有更低能量：,第14页,第14页,结束,第三节：原子基态电子组态,第七章：原子壳层结构,钾钙填补,4s,态后,，从钪（21）到镍,（28）填补,3d,态。这些元素是这个周期过度元素。,到铜(29)，新电子不是简朴填补某一空余电子态，而是,重组,，取得低能状态：,电子填充：1s,2,，2s,2,2p,6,，,3s,2,3p,6,，,4s,2,3d 3d 3d 3d 3d 3d 3d 3d,电子填充：1s,2,，2s,2,2p,6,，,3s,2,3p,6,，,4s,3d 3d 3d 3d 3d 3d 3d 3d,3d 3d,填满3d态，留下一个4s态，成为一价元素。,铜后面锌填补剩余4s态。,从稼到氪剩余6个元素填补4p态。它们同第2、3周期中填补p态电子元素有相仿性质。惰性气体氪是满次壳层元素，结束第四周期。,第15页,第15页,结束,第三节：原子基态电子组态,第七章：原子壳层结构,第二周期：锂（3）、铍、硼、碳、氮、氧、氟、氖（10）,电子填充：1s 1s,第一周期：氢、氦,电子填充：1s,2,，2s,2,2p,6,，,3s,3s,3p3p3p3p3p3p,第三周期：钠（11）、镁、铝、硅、磷、硫、氯,、,氩（18）,电子填充：1s 1s，2s2s，2p 2p 2p 2p 2p 2p,第五周期：铷（37）、锶，,钇锆铌钼鍀钌铑钯银镉铟锡锑碘氙,（54）,第四周期：钾（19）、钙、,钪钛钒铬锰铁钴镍,铜锌稼锗砷硒溴氪,（36）,电子填充：1s,2,，2s,2,2p,6,，,3s,2,3p,6,，,4s,2,3d,8,，4p,6,第四周期结束时,4d、4f,还空着，下一元素,铷,由于相同理由不填,4d，,而填,5s,从钇（39）到钯（46）填 补,4d,态，这些是过度元素,，与第四周期铜类似，第47个元素银填满4d后剩余一个电子填5s。随后镉填5s。之后，从铟（49）到氙（54）填5p态，与其它周期填p态元素有类似性质。,第16页,第16页,结束,第三节：原子基态电子组态,第七章：原子壳层结构,第二周期：锂（3）、铍、硼、碳、氮、氧、氟、氖（10）,电子填充：1s 1s,第一周期：氢、氦,电子填充：1s,2,，2s,2,2p,6,，,3s,2,3p,6,第三周期：钠（11）、镁、铝、硅、磷、硫、氯,、,氩（18）,电子填充：1s,2,，2s,2,2p,6,第五周期：铷（37）、锶钇,、锆铌钼鍀钌铑钯银镉铟锡锑碘氙,（54）,第四周期：钾（19）、钙、钪、钛、钒、铬、锰,、铁钴镍铜锌稼锗砷硒溴氪,（36）,电子填充：1s,2,，2s,2,2p,6,，,3s,2,3p,6,，,4s,2,，4p,6,3d,10,第六周期：铯（37）、钡镧系（57-71）铪钽钨铼锇铱（54）,第七周期：鈁（87）镭锕系（89-103）、钡镧系（57-71）铪钽钨铼锇铱（54）,第17页,第17页,结束,第三节：原子基态电子组态,第七章：原子壳层结构,原子填补电子上述顺序，不是填充后内部电子能级顺序。已填充后，能级顺序仍是按主次量子数决定表2，P205。,第18页,第18页,结束,第三节：原子基态电子组态,第七章：原子壳层结构,第19页,第19页,结束,本章结束,目录,第七章：原子壳层结构,第20页,第20页,