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会计学Z*=Z-:屏蔽(píngbì)常数,3※不同电子所受的屏蔽作用不同.其大小与角量子数l有关:※l大的电子,受屏蔽大,能量高;※l小的电子,受屏蔽小,能量升高的幅度(fúdù)小.※对于运动状态不同的电子,或n相同,l不同的原子轨道,有:2.屏蔽常数的计算(Slater)规则:(1)分组:按以下次序(1s),(2s,2p),(3s,3p),(3d),(4s,4p),(4d),(4f),(5s,5p),(5d),(5f)(2)每一小组右边各组的电子(diànzǐ)对该组电子(diànzǐ)不产生屏蔽作用。(3)在(ns,np)同组中,每一个电子屏蔽同组电子为0.35,而1s组内的电子相互(xiānghù)屏蔽0.30。(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。(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。(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,左边各组电子屏为1.00。在计算某原子中某个电子的值时,可将有关(yǒuguān)屏蔽电子对该电子的值相加而得。例:计算铝原子中其它电子对一个3P电子的值,其Z*=?解:按斯来特规则分组(1S)2(2S,2P)8(3S,3P)3=0.35×2+0.85×8+1.00×2=9.50Z*=Z–=13–9.50=3.5思考题:1、分别计算(jìsuàn)Sc的一个3S电子和一个3d电子的值?2、试比较钾原子的最后一个电子填充在3d轨道和4S轨道上的能量。(二)钻穿效应1.钻穿效应n相同,l不同的轨道(guǐdào),由于电子云径向分布不同,电子穿过内层到达核附近以回避其他电子屏蔽的能力不同,而使电子具有不同的能量,这种由于s,p,d,f轨道(guǐdào)径向分布不同而引起的能量效应。(penetratingeffect)。意义:电子钻入内部,靠近核的作用(使自身能量下降)可以从径向(jìnɡxiànɡ)分布函数图加以解释:可以(kěyǐ)看出:l大的,钻穿效应小,远离核,能量升高。l大的,屏蔽效应大,远离核,能量升高。相反:l小的,钻穿效应大,靠近核,能量下降。l小的,屏蔽效应小,靠近核,能量下降.亦即:n相同,l小的电子,在离核近处,有小的几率峰出现,相当于电子靠近核,受核作用强,同时回避了内层电子的屏蔽作用,自身能量下降.这种效应称为钻穿效应。可以用钻穿效应解释能级分裂,即同一能级组(n相同),l大的电子能量高,l小的电子可以钻入内部,自身能量降低,产生能级分裂。总之(zǒngzhī),屏蔽效应使电子的能量上升,钻穿效应使电子能降低。入内部,自身能量降低,产生能级分裂。总之,屏蔽效应使电子的能量上升,钻穿效应使电子能降低。※对于多电子原子体系(tǐxì),能量高低由什么因素决定?由n和l同时决定:※l相同,n大的能量高,即E2s<E3s<E4s,因为依次受屏蔽作用增大,Z*依次下降,所以能量依次升高。※n相同,l大的能量高,E3s<E3p<E3d,因为依次受屏蔽作用增大,自身钻穿作用依次减小,均使能量升高(shēnɡɡāo)。※n和l均不同,则n+0.7l大的,能量高(北大徐光宪先生提出的).如:4s3d4+0.7X0=43+0.7X2=4.4所以,E3d>E4s此种现象在21号元素Sc的左右发生,称为能级交错(外层(wàicénɡ)轨道的能量反而比内层轨道能量低的现象)可用径向分布图解释:2.能级交错:钻穿越深的电子对其他电子的屏蔽越大,使不同轨道上的电子能级发生变化,ns电子能量变的更低,nd,nf电子能量变的更高。从而(cóngér)引起能级上的交错。二、原子的价电子层结构2、元素的周期周期数=能级(néngjí)组数,所以共有7个周期1、原子半径(1)共价半径(2)金属半径(3)范德瓦尔半径2、原子半径的变化规律(1)同一主族元素原子半径变化规律:同一主族元素,自上而下,由于主量子数的增大,原子半径增大。(2)同一副族元素,自上而下变化幅度小,第五(dìwǔ)、六周期元素原子半径非常接近。(3)同一周期元素原子半径的变化规律(3)由于La系收缩,使第三过渡系元素电离能大于第二(dìèr)过渡系对应元素的电离能。3、电离能第一电离能:基态的气体原子失去最外层的第一个电子成为+1价离子所需的能量。A(g)→A+(g)+eI1第二(dìèr)电离能:由体+1价离子再失去一个电子成为+2价离子所需的能量。I1<I2<I3<I4关于电离能:(1)电离能越小,说明原子在气态时越易失去电子,金属性越强。(2)元素的电离势随