原子分子结构及性质

无机化学选论第1章
3. 元素周期律与元素周期表
元素周期律正是各元素原子内部结构周 期性变化的反映，因此各元素在周期表中的 位置、各周期元素数、主副族的确定、元素 的分区等都是元素原子电子层结构的反映。
无机化学选论第1章
习题
1-1. 已知某元素的原子序数是42，试推断： (1) 该元素的电子结构； (2) 处于哪一周期哪一族？ (3) 是非金属还是金属？ (4) 最高氧化态及其氧化物的酸碱性。
Mulliken关于电负性M的定义为：
M

EA 2
I
(1.2)
为了与Pauling电负性比较，Mulliken总结出如下 关系式：
P=0.336M－0.207=0.168(EA+I－1.23)
或
P=1.35M1/2－1.37
(1.3) (1.4)
无机化学选论第1章
电负性
●A.L.Allred(阿莱)和E.G.Rochow(罗周)定义电负性 为核对价电子施加的静电吸引力，可按下式计算：
1-2. 写出下列电子构型的阳离子位于周期表中的哪 些区？并对每种构型的阳离子在每一区中各举一例 ：8电子构型，18电子构型，18+2电子构型，9—17 电子构型，2电子构型。
无机化学选论第1章
1-3. 为什么最外电子层的电子数不 能超过8个,次外电子层的电子数不 能超过18个，而不是电子最大容纳 数=2n2?
无机化学选论第1章
电负性
考察电负性数据可以发现：
(1) 金属元素的电负性较小，非金属的电负性较大， 电负性是判断金属性的重要参数，=2可作为近似标 志金属和非金属的分界点。
(2) 同一周期的元素的电负性从左向右随着族数的增 加而增加。同一族的元素的电负性随着周期的增加而减 小。因此，电负性大的元素集中在周期表的右上角，电 负性小的元素在左下角。

AR
3590
Z r2

0.744
(1.5)
式中，Z*为有效核电荷，r为原子半径(pm)。
● 1989年，Allen(阿伦)根据光谱数据，以基态自由
原子价层电子的平均单电子能量为基础获得主族元素的
电负性：
A

0.169
mE p m

nE s n
(1.6)
式中，m和n分别为p轨道和s轨道上的电子数，Ep和Es 分别为p轨道和s轨道上的电子的平均能量。
电负性
●Pauling注意到异核双原子分子成键时有如下关系：
DA-B > 1/2(DA-A+DB-B)
或
DA-B =1/2 (DA-A+DB-B)+Δ Δ≥0
Pauling认为，由于异核原子的电负性不相等，其 键能除共价性键能外，还应有附加的、额外的离子键键
能，即上式中Δ。因此，Pauling将A和B原子的电负性 差定义为：
(5) 量子数 (6) 能级、能级组和电子层 (7) 屏蔽效应和钻穿效应
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2. 原子核外电子的排布 排布三原则
最低能量原理 电子在核外排列应尽先分布在低能级轨道上, 使整个原子系统能量最 低。
Pauli不相容原理 每个原子轨道中最多容纳两个自旋方式相反的电子。
Hund 规则 在 n 和 l 相同的轨道上分布的电子,将尽可能分占 m 值不同的轨道, 且自旋平行。
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1-7. 回答以下各问题: (1) 写出原子序数为 32 的元素的核外电子排布、元
素符号、元素名称以及此元素在周期表中的位置； (2) 试用四个量子数分别表示这个元素原子最外层各
价电子的核外运动状态 (3) 分别画出此元素原子最外层px电子的轨道角度分
布图及电子云径向分布图。
1-8. 请解释在H原子中3s和3p轨道有相等的能 量，而在Cl原子中3s轨道能量比相应的3p轨 道能量低。
2020/1/21
无机化学选论
主讲：石晓波
♠ 绪论
一 无机化学内容回顾
理论部分 溶液反应 元素化学
结构理论 反应理论
酸、碱反应 沉淀-溶解反应 氧化-还原反应 配位反应
化学物质的结构、性质、制备、 应用。
♠ 绪论
二 本课程主要内容
1 原子、分子结构及性质 2 配位化合物 3 溶液化学中的几个问题 4 主族元素化学 5 过渡金属
| A– B |=0.102Δ1/2
(1.1)
并指定F的电负性为3.98。其他元素的Pauling电负 性P便可由热力学数据计算出来。
无机化学选论第1章
电负性
● R.S.Mulliken认为比较原子电负性的大小应结合
考虑原子吸引电子的能力和抵抗丢失电子的能力，前
者与电子亲和能成正比，后者与电离能成正比。因此
1-4. 原子核外最外层电子的四个量子数为n = 4, l = 0 ，m =0， ms = ½, 试写出符合条件的 元素有几种？元素符号为？
无机化学选论第ห้องสมุดไป่ตู้章
1-5. 有3个元素A、B、C，最外层电子构型分别为A ：4d55s1；B：5d06s2；C：3d34s2。指出它们处于哪 一周期哪一族？原子序数分别是多少？元素符号？
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第1章 原子、分子结构及性质
无机化学选论第1章
主要内容
1.1
原子的性质
1.2 共价键分子的成键理论
1.3
分子的立体化学
1.4 离子极化学说及其应用
无机化学选论第1章
1.1 原子的性质
1. 原子结构理论中的重要概念 (1) 量子化 (2) 波粒二象性 (3) 波函数、原子轨道和电子云 (4) 概率密度和概率分布
1-6. 现有A、B、C、D四元素，A是IA族第五周期元素， B是第三周期元素，B、C、D的价电子分别为2，2和7 个，四元素原子序数从小到大的顺序是B、C、D、A。 已知C和D的次外层电子均为18个。(1) 判断A、B、C、 D各是什么元素？(2) 写出A、B、C、D简单离子的形 式；(3) 这四种元素中互相生成二元化合物有几种？
无机化学选论第1章
4. 某些元素性质与原子结构的关系 (1) 原子半径 (2) 电离能 (注意全满和半满结构) (3) 电子亲和能 (注意变化复杂) (4) 电负性
元素的原子半径、电离能、电子亲和能和电负 性等性质都是由原子结构直接决定的，它们的周期 性变化规律可以由原子结构来说明。
无机化学选论第1章
无机化学选论第1章
电负性
(3) 电负性相差大的元素之间的化合物以离子键为 主；电负性相同或相近的非金属元素相互间以共价 键结合：电负性相同或相近的金属元素相互间以金 属键结合，形成金属或合金。