多电子原子能级和徐光宪规则ppt课件

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一、多电子原子能级和徐光宪规则
我国著名化学家北京大学徐光宪教授，根据 光谱实验数据， 对基态多电子原子轨道的能级高 低提出一种定量的近似规则，即轨道的n+0.7l值 愈大，轨道能级愈高，并把 n+0.7l值的第一位数 字相同的各能级组合为一组，称为一个能级组.
表9-3 多电子原子能级组
能级
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p
Ei


(Z
)2
n2
2.18 10 18
J
式中：（Z- σ） = Z´称为有效核电荷 （effective nuclear charge）。
多电子原子的能量和Z、n、 σ有关。
Z 越大，相同轨道的能量越低；
如：基态氟原子的1s电子的能量比基态氢原 子1s电子的能量低；
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一、多电子原子能级和徐光宪规则
n + 0.7 l 1.0 2.0 2.7 3.0 3.7 4.0 4.4 4.7 5.0 5.4 5.7 6.0 6.1 6.4 6.7
能级组
12
3
4
5
6
组内电子数 2 8
8
18
18
32
根据徐光宪公式计算可以明确原子能级由低 到高依次为
1s，(2s，2p)，(3s，3p)，(4s，3d，4p)， (5s，4d，5p)，(6s，4f，5d，6p)… 括号表示 能级组。
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一、多电子原子能级和徐光宪规则
4s轨道电子钻穿能力强，有相当的概率出 现在核附近，它的第一个峰钻穿到3d的主峰之 内，部分避开了3d电子对它的屏蔽作用，反过 来削弱了核对3d电子的吸引力。
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一、多电子原子能级和徐光宪规则
因此，导致了在多电子原子中n较小的3d 电子的能量略高于n较大的4s电子的能量。这种 现象称为“能级交错”。进一步说明多电子原 子中电子的能量不仅要由n也要由l决定。
n + 0.7 l 1.0 2.0 2.7 3.0 3.7 4.0 4.4 4.7 5.0 5.4 5.7 6.0 6.1 6.4 6.7
能级组
12
3
4
5
6
组内电子数 2 8
8
18
18
32
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来自百度文库
表9-3 多电子原子能级组
能级
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p
8
一、多电子原子能级和徐光宪规则
6p 6 6s
5d
4f
能 5 5s 5p
4d
5p 4d 5s
量 与
4 4s
4p
3d
4p 3d 4s
周
3p
3p
3 3s
3s
期
2p
2p
2 2s
2s
1 1s
1s
原子轨道近似能级顺序
6p 5d 4f 6s
返回9
一、多电子原子能级和徐光宪规则
处理多电子原子时，认为其 它电子对某个电子 i 的排斥，相 当于其它电子屏蔽住原子核，抵 消了一部分核电荷对电子 i 的吸 引力，这种现象称为其他电子对 电子 i 的屏蔽作用。
原子核
• •
•
电子i
其他电子所抵消掉的核电荷用屏蔽常数 （σ)表示。
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这样多电子原子中电子 i 的能量公式 可表示为：
Ei


(Z

n2
)2
2.18 10 18
J
n 越大，能量越高；起屏蔽作用的电子越 多，总的屏蔽作用越强。
σ越大，能量越高；
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一、多电子原子能级和徐光宪规则
n相同，l不同时，l越小的电子，它本身的钻 穿能力越强，离核越近，它受到其它电子对它的 屏蔽作用就越弱，能量就越低Ens<Enp<End<Enf。