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主量子数(n)主量子数是描述核外电子距离核的远近，电子离核由近到远分别用数值n=1,2,3,…有限的整数来表示，而且，主量子数决定了原子轨道能级的高低，n越大，电子的能级越大，能量越高。n是决定电子能量的主要量子数。n相同，原子轨道能级相同。一个n值表示一个电子层，与各n值相对应的电子层符号如下：n1234567电子层名称第一层第二层第三层第四层第五层第六层第七层电子层符号KLMNOPQlll角量子数()l在同一电子层内，电子的能量也有所差别，运动状态也有所不同，即一个电子层还可分为若干个能量稍有差别、原子轨道形状不同的亚层。角量子数就是用来描述原子轨道或电子云的形态的。l数值不同，原子轨道或电子云的形状就不同，l取值受限制，取从0到n-1的正整数。n1234l00，10，1，20，1，2，3每个值代表一个亚层。第一电子层只有一个亚层，第二电子层有两个亚层，以此类推。亚层用不同符号来表示。角量子数、亚层符号及原子轨道形状的对应关系如下：l0123亚层符号spdf原子轨道或电子云形状圆球形哑铃形花瓣形花瓣形p轨道(l=1,m=+1,0,-1)m三种取值,三种取向,三条等价(简并)p轨道.s轨道(l=0,m=0):m一种取值,空间一种取向,一条s轨道.+-+--++d轨道(l=2,m=+2,+1,0,-1,-2):m五种取值,空间五种取向,五条等价(简并)d轨道.++++-++++++++++----------f轨道(l=3,m=+3,+2,+1,0,-1,-2,-3):m七种取值,空间七种取向,七条等价(简并)f轨道.磁量子数m取值受角量子数l的影响，对于给定的l，m可取：0，1，2，3，……，l，共2l+1个值。如l=3，则m=0，1，2，3，共7个值。磁量子数(m)◆同一n值下l值相同而m值不同的轨道互为等价(简并)轨道lm轨道数0(s)1(p)2(d)3(f)0＋10－1＋2＋10－1－2＋3＋2＋10－1－2－31357spdf每一种m的取值，对应一种空间取向。zyxm的不同取值，或者说原子轨道的不同空间取向，一般不影响能量。3种不同取向的2p轨道能量相同。是能量简并轨道，或者说2p轨道是3重简并的。m决定原子轨道的空间取向。n和l一定的轨道，如2p轨道（n=2，l=1）在空间有三种不同的取向。通常把n、l、m都确定的电子运动状态称原子轨道，因此s亚层只有一个原子轨道，p亚层有3个原子轨道，d亚层有5个原子轨道，f亚层有7个原子轨道。磁量子数不影响原子轨道的能量。例如l相同的3个p轨道、5个d轨道、7个f轨道都是简并轨道。自旋量子数ms◆描述电子绕自轴旋转的状态◆自旋运动使电子具有类似于微磁体的行为◆ms取值+1/2和-1/2，分别用↑和↓表示想象中的电子自旋:★两种可能的自旋方向:正向(+1/2)和反向(-1/2)★产生方向相反的磁场★相反自旋的一对电子,磁场相互抵消.NSSN描述一个电子的运动状态，要用四个量子数：n，l，m，ms同一原子中，没有四个量子数完全相同的两个电子存在。核外电子运动轨道运动自旋运动与一套量子数（n,l,m,ms)及其能级(Ei)相对应描述电子运动状态的方法—四个量子数nlmms取值要合理3,3，1,14,3,-1,21例:用四个量子数描述n=4，l=3的所有电子的运动状态。解：l=3对应的有m=0，1，2，3，共7个值。即有7条轨道。每条轨道中容纳两个自旋量子数分别为+1/2和－1/2的自旋方向相反的电子，所以有27=14个运动状态不同的电子。分别用n，l，m，ms描述如下：n，l，m，ms4301/243－11/24311/243－21/24321/243－31/24331/2n，l，m，ms430－1/243－1－1/2431－1/243－2－1/2432－1/243－3－1/2433－1/2在四个量子数中，n、l、m三个量子数可确定电子的原子轨道；n、l两个量子数可确定电子的能级；n这一个量子数只能确定电子的电子层。•表n、l和m的关系2116941电子亚层轨道数n2753151311亚层轨道数(2l+1)0000000000磁量子数(m)4f4d4p4s3d3p3s2p2s1s电子亚层符号3210210100角量子数(l)NMLK电子层符号4321主量子数(n)2231111136.3多电子原子核外电子的运动状态•除氢原子外，其它元素的原子核外都不是一个电子，这些原子统称为多电子原子。•核外电子遵守什么运动规律•电子层结构和周期表的关系6.3.1屏蔽效应和钻穿效应中心力场模型的近似处理方法:把多电子原子中其余电子对指定的某电子的作用近似地看作抵消一部分核电荷对该指定电子的吸引。即Z变成（Z-σ），σ称屏蔽常数，（Z-σ）称有效核电荷，用Z*表示。屏蔽效应(Screeningeffect)由于其他电子对某一电子的排斥作用而抵消了一部分核电荷，从而引起有效核电荷的降低，削弱了核电荷对该电子的吸引，这种作用称为屏蔽作用或屏蔽效应。钻穿效应•在原子核附近出现的概率较大的电子,可更多地避免其余电子的屏蔽,受到核的较强的吸引而更靠近核,这种进入原子内部空间的作用叫做钻穿效应（penetrationeffect).•钻穿能力：nsnpndnf•能级分裂结果：EnsEnpEndEnf•与屏蔽效应相反,外层电子有钻穿效应。外层角量子数小的能级上的电子,如4s电子能钻到近核内层空间运动,这样它受到其他电子的屏蔽作用就小,受核引力就强,因而电子能量降低,造成E(4s)＜E(3d)。近似能级图◆n值相同时,轨道能级则由l值决定,例:E(4s)E(4p)E(4d)E(4f).这种现象叫能级分裂.◆l值相同时,轨道能级只由n值决定,例:E(1s)E(2s)E(3s)E(4s)◆n和l都不同时，按n+0.7l：如E(4s)＜E(3d),E(5s)＜E(4d),E(6s)＜E(4f)E(5d),Aqualitativeenergy-levelsdiagramformany-electronatomsE6.3.2原子核外电子排布1.保里不相容原理(Pauliexclusionprinciple)：同一原子中不能存在运动状态完全相同的电子,即同一原子中不能存在四个量子数完全相同的电子.quantumnumbernlmmselectricAelectricB221100+1/2-1/2例如：推论：①一个轨道最多只能容纳2个自旋相反的电子；②每个电子层可容纳的最多电子数为2n2。2.能量最低原理:电子总是优先占据能量最低的轨道,占满能量较低的轨道后才进入能量较高的轨道.电子填入轨道时遵循下列次序：1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d7p注意：铬(Z=24)之前的原子严格遵守这一顺序,之后的原子有时出现例外.如：Ar1s22s22p63s23p6K1s22s22p63s23p64s1Pauling,L.C.(1901-1994)(b)[Ar]3d53.洪德规则(Hund’srule)：能量相同的轨道称为简并轨道。在简并轨道排布电子时，总是尽先占据不同轨道，且自旋平行。例如：[Ar]4s2洪德规则结果(1)电子总数为偶数的原子(分子和离子)也可能含有未成对电子实验测定：顺磁性—有未成对电子；反磁性—无未成对电子(2)s、p、d和f亚层中未成对电子的最大数目为1、3、5和7；Mn(a)如C原子：1s22s22p2:如16s：1s22s22p63s23p4s－2：1s22s22p63s23p6外层电子分布式：3s23p6电子构型：8电子构型Question根据Hund’srule,下列哪一种是氮原子(7N)的实际电子排布?↓↑↓↑↓↑↑——————————1s2s2px2py2pz↓↑↓↑↑↑↑——————————1s2s2px2py2pz↓↑↓↑↑↓↑——————————1s2s2px2py2pzAtomEnergylevelorderSpectrumexperimentalorderCrMoCuAgAu[Ar]3d44s2[Kr]4d45s2[Ar]3d94s2[Kr]4d95s2[Xe]4f145d96s2[Ar]3d54s1[Kr]4d55s1[Ar]3d104s1[Kr]4d105s1[Xe]4f145d106s1洪德规则的特例：等价轨道在全充满(p6,d10,f14)、半充满(p3,d5,f7)或全空(p0,d0,f0)状态时比较稳定。1s2s2p3s3p4s3d262622例，22Ti的电子分布式为：2●核外电子分布方式和外层电子分布式1.电子分布(方)式—多电子原子核外电子分布的表达式。(遵从核外电子分布的三个原理)1s2s2p3s3p3d4s262622225Mn的电子分布式为：1s2s2p3s3p4s3d26262521s2s2p3s3p3d4s26265221s2s2p3s3p2622424Cr的电子分布式：1s2s2p3s3p4s3d26262421s2s2p3s3p3d4s2626101229Cu的电子分布式：1s2s2p3s3p3d4s2626512｝洪德规则的特例2.外层电子分布式(简称外层电子结构)化学反应中有电子增减的电子层，称之。3s23p6Mn2+：又如：3s23p63d517Cl：3s23p61s2s2p3s3p3d4s262622225Mn：1s2s2p3s3p3d4s262652222Ti：Cl-：1s2s2p3s3p2622516S：3s23p6S2-：Ti4+：一离子键的形成（p144）离子键理论：(1916年柯塞尔提出)1）当活泼金属的原子与活泼的非金属原子相互化合时，均有通过得失电子而达到稳定电子构型的倾向；2）原子间发生电子转移而形成具有稳定结构的正负离子，正负离子之间依靠静电作用相互吸引，形成离子键。例如，NaCl的形成)33(33][)22(3][6252621psnClpsNenClpsnNasNenNanenenNaCl离子键结论：★原子间发生电子转移形成的正负离子依靠静电作用而形成的化学键叫做离子键；★由离子键形成的化合物叫做离子型化合物；★离子键形成的条件：电负性差较大。1、离子键的本质是静电作用；2、离子键没有方向性；3、离子键没有饱和性；4、键的离子性与元素的电负性有关。2Rqqf通常两原子间电负性差7.17.1xx时，形成离子键时，形成共价键二离子键的特点离子的特征P456影响晶格能的因素：①离子的电荷(晶体类型相同时)②离子的半径(晶体类型相同时)③晶体的结构类型④离子电子层结构类型Z↑，U↑例：U(NaCl)U(MgO)R↑，U↓例：U(MgO)U(CaO)表晶格能对物理性质的影响？§7.2共价键理论§7.2.1价键理论§7.5分子轨道理论＊§7.4价层电子对互斥理论§7.3杂化轨道理论一共价键的形成与本质§7.2.1价键理论（VB法）END[引言]1916年，[美]化学家路易斯提出共价键理论，说明分子的形成。如，H2；HCl；p147但有局限：1）某些分子的中心原子最外层电子数不是稀有气体结构；但仍能稳定存在；如，BF3；SF6；PCl5；2）不能解释共价键的特性（方向性、饱和性等）；3）不能解释单电子键H2+和O2的磁性；4）不能阐明电子共用的本质。§7.2共价键理论共价键的本质——原子轨道重叠，核间电子几率密度大吸引原子核而成健，本质上是电性的。2.价键理论基本要点与共价键的特点价键理论基本要点：（P148）●能量最低原理：自旋相反的未成对电子配对成键后放出能量，使体系能量降低。放出能量越多，键越稳定。●电子配对原理：两原子接近时，自旋相反的未成对电子可以配对形成共价键（形成条件）●原子轨道最大重叠原理：原子轨道尽可能按最大程度重叠，轨道重叠越多，电子在核间的几率密度越大，健越牢，分子越稳定。共价键的特点：◆方向性：原子间总是尽可能沿原子轨道的最大重叠方向成键◆饱和性：一个原子有几