关于[化学概论——原子结构（八）]的字幕: 段落(1):好 同学们 段落(2):上节课我们说到 段落(3):鲍林的原子轨道能级图 段落(4):我提出了 我说这个 段落(5):鲍林的原子轨道能级图 段落(6):跟我们现在 段落(7):大家所用的这张元素周期表 段落(8):是有很直接的关系 段落(9):从那点可以看出 段落(10):鲍林的原子轨道能级图 段落(11):它的科学性 段落(12):我们看 段落(13):在鲍林的原子轨道能级图上 段落(14):我们上节课 分了七个能级组 段落(15):这就是七个周期 段落(16):这个周期表你们都很熟悉 段落(17):有七个 目前我们有七个周期 段落(18):第七个周期 还没填满 段落(19):那么你们 一个原子轨道 段落(20):就是一个小圈 段落(21):代表一个原子轨道 段落(22):一个原子轨道里边 段落(23):能填两个电子 段落(24):两个电子自旋相反 段落(25):一个电子 段落(26):填一个电子代表一种元素 段落(27):我们来看看 段落(28):鲍林的原子轨道能级图 段落(29):是不是 段落(30):跟我们这个周期表 段落(31):有着直接的关系 段落(32):我这有一个图 你看看 段落(33):因为这个图 段落(34):我要都画下来太大了 段落(35):我只画了第一能级组 段落(36):第二能级组 段落(37):第三能级组和第四能级组 段落(38):也就是一 二 三 四 段落(39):4个周期 段落(40):你看 在第1周期 段落(41):也就是第一能级组 段落(42):就一个s轨道 段落(43):填一个电子是氢 段落(44):再增加一个电子 段落(45):俩电子是谁 是氦 段落(46):第1周期是不是就两个元素 段落(47):氢 和氦 段落(48):那么第2周期开始 段落(49):再多1个电子 仨电子了 段落(50):那是谁 锂 段落(51):金属锂的锂 段落(52):再多1个电子 4个电子了 段落(53):是谁 铍 段落(54):第2周期你们中学都学过 段落(55):还背过 第二周期是谁啊 段落(56):锂 铍 硼 碳 段落(57):氮 氧 氟 氖 段落(58):因为你 第2周期 段落(59):你除了填2s这个轨道之外 段落(60):你还有3p轨道 对吧 段落(61):一个小圈填俩电子 段落(62):就是两个元素 段落(63):三个圈呢 段落(64):你6个元素再加上底下这个 段落(65):2s这个轨道 8个元素 段落(66):第二周期是8元素的短周期 段落(67):对不对 段落(68):锂 铍 硼 碳 段落(69):氮 氧 氟 氖 段落(70):好 那你再多一个电子 段落(71):也就说 第11号元素了 段落(72):第11号元素 那是谁 段落(73):第三周期的第一个元素 钠 段落(74):第三周期 钠 镁 铝 硅 段落(75):磷 硫 氯 氩 段落(76):也是8个元素的短周期 段落(77):好 1 2 3周期 段落(78):没什么问题 也没什么特殊 段落(79):第4周期注意了 段落(80):第3周期填满了 段落(81):再来一个电子 段落(82):填的哪 这很重要 段落(83):这也是我讲 段落(84):鲍林的原子轨道能级图 段落(85):要求大家必须要掌握的一点 段落(86):再上来一个电子 段落(87):你不能按着顺序说 段落(88):我3p轨道填满了 段落(89):我去填3d轨道 不对 段落(90):因为在3d轨道跟4s轨道 段落(91):这两个之间 段落(92):一个是第4电子层的 段落(93):一个是第3电子层的 段落(94):它们这叫发生能级交错 段落(95):第四电子层的4s电子的能量 段落(96):比第三电子层的3d的能量要低 段落(97):你看 这个4s轨道这个圈 段落(98):它在3d轨道这个圈的下边 段落(99):它能量低 段落(100):所以再来一个电子 先填在哪 段落(101):填在4s轨道上 段落(102):那是谁 是钾 段落(103):再来两个电子 那就是钙 段落(104):钾 钙填满了之后 段落(105):再填的电子 才填到谁上边 段落(106):填到3d轨道上 段落(107):那也就是第四周期的 段落(108):钪 钛 钒 铬 段落(109):锰 铁 钴 镍 铜 锌 段落(110):这你们都知道 段落(111):这在周期表当中 段落(112):是过渡元素 对不对 段落(113):是过渡元素 段落(114):它们的电子都是填在d轨道上 段落(115):也就是最后一个电子 段落(116):都是填在d轨道上 段落(117):好 把这d轨道填满了 段落(118):再去填什么呢 段落(119):再去填这个p轨道 段落(120):再去填这个p轨道 段落(121):好 你看 段落(122):第四能级组填满了 段落(123):这个就是第4周期 段落(124):第4周期 段落(125):是一个18元素的长周期 段落(126):这10个元素 这6个 这两个 段落(127):18元素的长周期 段落(128):第4周期 第5周期 段落(129):都是18元素的长周期 段落(130):第6 第7 段落(131):第6周期 段落(132):32元素的长周期 段落(133):那么你们看看 段落(134):鲍林的原子轨道能级图 段落(135):是不是非常的 段落(136):就说 跟我们用了多少年的 段落(137):这个元素周期表怎么样 段落(138):是那么样的吻合 段落(139):是那样的吻合 段落(140):另外 从这张图上 段落(141):你们是不是也能看出了 段落(142):就是说 物质的变化 段落(143):是由量变到质变 段落(144):一个电子 那就是氢 段落(145):变成俩电子 那就是氦 段落(146):氢跟氦就不一样 段落(147):那么它们俩是差什么呢 段落(148):就差一个电子 段落(149):所以物质从量变到质变 段落(150):也充分地体现了这一点 段落(151):充分地体现了这一点 段落(152):鲍林的原子轨道能级图 段落(153):非常棒 段落(154):简单明了 看图识字 对不对 段落(155):我们都能看得懂 段落(156):反映了多电子原子 段落(157):在原子核外 段落(158):这个电子的填充次序 段落(159):记住 这是你们学习 段落(160):鲍林原子轨道能级图 段落(161):最需要落实就要落实到这 段落(162):怎么叫填充顺序呢 段落(163):刚才我说了 段落(164):这个顺序 按照什么顺序来的 段落(165):它不是按着电子层数来的 段落(166):它是按着能级组来的 段落(167):1s 2s 2p 3s 3p 段落(168):这都没问题 段落(169):到4s跟3d这之间 段落(170):这点是关键 段落(171):填充电子的时候 段落(172):先把4s填满了 再填3d 段落(173):然后才是4p 段落(174):这是常用的一个顺序 段落(175):这个是 就说 段落(176):你们必须要掌握的这个顺序 段落(177):好 那么鲍林的 段落(178):原子轨道能级图 是很不错 段落(179):但是它也不是没有缺点的 段落(180):它这里边有一个问题 段落(181):是什么呢 段落(182):所有的元素 段落(183):从第1号元素到100多号元素 段落(184):大家的1s轨道怎么样 都一样 段落(185):都是一个能量 这是不可能的 段落(186):因为随着原子序数的增加 段落(187):原子核的核电荷在增加 段落(188):对核外电子的能量 吸引 段落(189):对原子核外电子的吸引能力 段落(190):也在增大 段落(191):那么这个1s电子的能量 段落(192):不应该100多种元素大家都一样 段落(193):这是不可能的 段落(194):在鲍林的原子轨道能级图上 段落(195):这一点是反映不出来的 段落(196):这一点是反映不出来的 段落(197):因此 在有的教材上 段落(198):它就提到了这一点 段落(199):那么大多数教材 段落(200):就讲到此就为止了 段落(201):就没有讲 段落(202):鲍林的原子轨道能级图 段落(203):到底有什么不好 段落(204):那么在这我们提一下 段落(205):这个我们不做要求 段落(206):就给大家作为知识多介绍一点 段落(207):在咱们这个 段落(208):需要掌握的这个内容里边 段落(209):后边我们不做要求 段落(210):我简单地给大家说一下 段落(211):那么美国有个化学家叫做科顿的 段落(212):针对这鲍林的 段落(213):原子轨道能级图的不足 段落(214):他提出了一种划法 段落(215):就是现在我给大家展示出来的 段落(216):这一条一条的线 段落(217):这一条一条的线 大家看 段落(218):好 那么这个蓝色的线 段落(219):都属于是s轨道 段落(220):这就是1s 2s 3s 4s 5s 段落(221):它这点就解决了 段落(222):鲍林的原子轨道能级图的缺陷 段落(223):鲍林原子轨道能级图 段落(224):是说什么呢 100多种元素 段落(225):大家的1s轨道能量一样 段落(226):都在一个水平上 这是不对的 段落(227):我说了 大家来看 段落(228):科顿的原子轨道能级图 段落(229):它的横坐标就是原子序数 段落(230):那就说到100 段落(231):随着原子序数的增大 段落(232):核电荷的增多 段落(233):那么原子核对核外电子的 段落(234):吸引能力在增大 段落(235):那么这个1s电子的能量 段落(236):应该是越来越低的 段落(237):越来越低的 段落(238):你看 从氢的1s 段落(239):一直到100号元素的1s 段落(240):这个能量 段落(241):这是相差很多的 段落(242):科顿的原子轨道能级图 段落(243):这一点它体现出来了 段落(244):但是大家你们看 段落(245):这个图不如鲍林的那个小球球 段落(246):那个原子轨道 段落(247):一目了然 段落(248):那么这几个能级组之间的关系 段落(249):在这不太好看 段落(250):所以有它科学的一面 段落(251):也有它不利的一面 段落(252):那么在现在一年级的 段落(253):我们这个教材当中 段落(254):我们主要还是用原子 段落(255):鲍林的原子轨道能级图 段落(256):对科顿这个 段落(257):我们就简单地提一下 段落(258):对比一下就完了 段落(259):对比一下就完了 段落(260):好 关于这个科顿的 段落(261):原子轨道能级图的优缺点 段落(262):这个大家自己看看 段落(263):这个我们也不做要求了 段落(264):我只是比较一下 段落(265):只是比较一下 段落(266):那么科顿原子轨道能级图 段落(267):它肯定也有存在的问题 段落(268):就是这一点 我们一直强调的 段落(269):不如鲍林原子轨道能级图 段落(270):直观和容易掌握 段落(271):像刚才我说的 段落(272):鲍林原子轨道能级图 段落(273):大家一看 段落(274):跟我们那张周期表怎么样 段落(275):非常的直接 段落(276):一个一个电子地填充进去 段落(277):那么一个一个元素地变化 段落(278):把这张周期表就表现出来了 段落(279):科顿这个 就不直观 段落(280):但是 它也有它科学的一面 段落(281):在这 我们就不详细地多说了 段落(282):好 我们讲了 段落(283):鲍林的原子轨道能级图 段落(284):有这个能级顺序 段落(285):我说了 这里边最重要的 段落(286):你要掌握电子填充的顺序 段落(287):那么又讲了 段落(288):科顿的原子轨道能级图 段落(289):这是为了衬托 段落(290):这个鲍林原子轨道能级图的 段落(291):优越的地方 段落(292):科顿的原子轨道能级图 段落(293):我们不要求大家掌握 段落(294):下边 我们还要讲两个问题 段落(295):一个是屏蔽效应 段落(296):一个是钻穿效应 段落(297):先讲讲什么叫屏蔽 段落(298):刚才我提到 第三号元素锂 段落(299):它原子核外有三个电子 段落(300):锂属于第二周期 段落(301):也就是说 它有两个电子层 段落(302):第一电子层 它有两个电子 段落(303):那么第二电子层 段落(304):它2s1有一个电子 段落(305):我们就拿这个最外层的 段落(306):这个电子来说 段落(307):这个电子 它受原子核 段落(308):锂的原子核的吸引 段落(309):但是同时它也受 段落(310):内层的这两个电子怎么样 段落(311):对它有排斥作用 往外推它 段落(312):那么原子核往里吸它 段落(313):那两个电子往外推它 段落(314):那么就使得这个电子 段落(315):它实际上所受到的 段落(316):这个原子核的核电荷 段落(317):对它的吸引 段落(318):就打了折扣了 对不对 段落(319):就不完全是那么多了 段落(320):那么这就是 部分抵消了 段落(321):核电荷对这个电子的吸引 段落(322):那么这个使有效的核电荷 段落(323):真正的有效核电荷 段落(324):那你应该是正3 段落(325):你现在没体现出来 段落(326):那么这种作用 段落(327):就叫什么呢 叫屏蔽 段落(328):就说你这个外层电子 段落(329):你受内层电子排斥 段落(330):所以就使得这个原子核 段落(331):对你这吸引怎么样 减小了 段落(332):这就叫屏蔽作用 段落(333):这就叫屏蔽作用 段落(334):好 那么关于屏蔽效应 段落(335):或者是这个屏蔽 段落(336):这个屏蔽大小的这种计算 段落(337):有的书上要求 我想这个 段落(338):在我们这个课程当中 段落(339):我们也不要求 段落(340):在这就说屏蔽常数 段落(341):这个σ的大小 段落(342):这里边这个大写的Z 段落(343):大写的Z 段落(344):就代表核电荷数 段落(345):这个Z* 代表有效的 段落(346):真正体现出来的 段落(347):那个核电荷是多少 段落(348):那么受屏蔽作用 段落(349):你拿你那个真正的电荷数 段落(350):减去这个屏蔽常数 段落(351):就是你那有效的核电荷数 段落(352):关键就说 段落(353):这个屏蔽常数的大小 段落(354):怎么计算 段落(355):那么它是有一套规则的 段落(356):这个 我觉得 段落(357):在一年级的这个课程当中 段落(358):不是重点 段落(359):有的教材上写得很详细 段落(360):有的教材上就没有介绍 段落(361):我想这个 段落(362):因为它σ这个常数 段落(363):这个屏蔽常数 段落(364):大部分还是经验常数 段落(365):还是经验常数 段落(366):虽然有一些算法 近似的求法 段落(367):在这我们都不介绍了 段落(368):在这我们都不介绍了 段落(369):大家 就是说 段落(370):关于屏蔽效应这个概念 段落(371):什么叫屏蔽作用 段落(372):清楚就可以了 就可以了 段落(373):那么关于屏蔽 因为我们后边 段落(374):我们要用到这个屏蔽效应 段落(375):去解释一些现象 段落(376):定性地解释一些现象 段落(377):所以 段落(378):关于这个到底屏蔽的大小 段落(379):它有些什么规则 段落(380):我这给大家罗列了一下 段落(381):罗列了一下 段落(382):我想这些 都是比较好懂的 段落(383):就说 外层电子 段落(384):对内层指定电子的屏蔽作用 段落(385):忽略为零 段落(386):你这个电子在最外层 段落(387):你说你能屏蔽 段落(388):人家内层的电子吗 段落(389):这根本不可能的 段落(390):所谓屏蔽是什么呢 段落(391):原子核对这个电子的吸引 段落(392):你在外边你管不着人家 段落(393):所以这第一个 外层电子 段落(394):对内层指定电子的屏蔽作用 段落(395):忽略不计 为零 段落(396):指定电子 只受处于内层的 段落(397):和同一层的电子的屏蔽 段落(398):这些都是 段落(399):就说 一看就能明白的 段落(400):我想给你们讲一点 段落(401):屏蔽作用的大小 段落(402):我们后边去定性地解释 段落(403):一些现象的时候 段落(404):用什么 我们看 段落(405):我们看第三个 段落(406):说 如果指定电子 段落(407):是最外层的电子 段落(408):也就是最外边这个电子 段落(409):它受到什么呢 段落(410):受到内层的电子 段落(411):和同层的其他电子 段落(412):对它屏蔽作用大小的顺序 段落(413):是什么呢 段落(414):同处于一层的电子 段落(415):屏蔽能力最小 段落(416):那么其次是什么呢 段落(417):比它层数靠里边一层的 段落(418):就（是）n-1层的 段落(419):屏蔽能力 段落(420):对它屏蔽能力最大的 段落(421):是最里边那层的 段落(422):这话怎么说呢 段落(423):比如说 我这有一个灯泡 段落(424):有一个光源 段落(425):好 那在讲台这 段落(426):你一个同学过来 段落(427):你就站在我这个跟前 段落(428):站在我这灯泡跟前 段落(429):你说你一下子 段落(430):就把我这个光全挡住了 段落(431):后边同学根本什么也看不见 段落(432):好 你这个同学 段落(433):你后退到第三排去 段落(434):你站在那 后边同学 段落(435):你看 他只挡到了一部分光 段落(436):那么还有光 段落(437):从旁边它能看得出来 段落(438):这说明什么问题呢 段落(439):就是说 段落(440):你这个电子越靠近我这原子核 段落(441):你的屏蔽能力越强 段落(442):你对人家外层挡得越厉害 段落(443):对不对 段落(444):你靠近这原子核了 段落(445):你就把光全挡住了 段落(446):你如果离这原子核越远 段落(447):你挡的光怎么样 就越少 段落(448):也就是你屏蔽能力越小 段落(449):换句话说 段落(450):就是越靠近原子核的这些电子 段落(451):它们对外层电子的 段落(452):屏蔽作用越大 段落(453):那么在这里边 段落(454):还跟电子的形状有关 段落(455):也就是原子轨道的形状 段落(456):f电子形状最复杂 段落(457):在我们现在目前学的这里边 段落(458):那么你们看 第四一点 段落(459):同一内层电子 段落(460):对指定外层电子的屏蔽作用 段落(461):就说 它越复杂 段落(462):它的l值越大 段落(463):它对人家外层的屏蔽作用越大 段落(464):越挡光 对不对 段落(465):所以这就是 你看 段落(466):f电子的屏蔽能力 段落(467):比d电子大 段落(468):d比p大 p比s大 段落(469):这个就说 我们用这些 段落(470):就说定性地去解释一些问题 段落(471):就可以了 段落(472):好 在这 段落(473):我们举一个小的例子 段落(474):2s跟2p 段落(475):为什么2s电子 段落(476):受到的屏蔽作用比2p电子要小 段落(477):就是刚才前边 段落(478):这不是s电子比p电子 段落(479):受到的屏蔽作用要小 段落(480):为什么 段落(481):咱们举一个最简单的例子 段落(482):就用咱们那个钻穿效应来解释 段落(483):就可以 段落(484):2s电子云它有两个峰 段落(485):它有小峰靠近什么呢 段落(486):原子核 靠近原子核 段落(487):2p电子你就一个峰 段落(488):你靠近原子核 你没有小峰 段落(489):所以 这表示2s电子云 段落(490):能够绕开2p 段落(491):能够钻到原子核的内部 段落(492):所以 段落(493):它受其他电子的屏蔽作用就小 段落(494):那么同样的道理 段落(495):你可以去解释p电子 段落(496):好 同学们 段落(497):上节课我们说到 段落(498):鲍林的原子轨道能级图 段落(499):我提出了 我说这个 段落(500):鲍林的原子轨道能级图 段落(501):跟我们现在 段落(502):大家所用的这张元素周期表 段落(503):是有很直接的关系 段落(504):从那点可以看出 段落(505):鲍林的原子轨道能级图 段落(506):它的科学性 段落(507):我们看 段落(508):在鲍林的原子轨道能级图上 段落(509):我们上节课 分了七个能级组 段落(510):这就是七个周期 段落(511):这个周期表你们都很熟悉 段落(512):有七个 目前我们有七个周期 段落(513):第七个周期 还没填满 段落(514):那么你们 一个原子轨道 段落(515):就是一个小圈 段落(516):代表一个原子轨道 段落(517):一个原子轨道里边 段落(518):能填两个电子 段落(519):两个电子自旋相反 段落(520):一个电子 段落(521):填一个电子代表一种元素 段落(522):我们来看看 段落(523):鲍林的原子轨道能级图 段落(524):是不是 段落(525):跟我们这个周期表 段落(526):有着直接的关系 段落(527):我这有一个图 你看看 段落(528):因为这个图 段落(529):我要都画下来太大了 段落(530):我只画了第一能级组 段落(531):第二能级组 段落(532):第三能级组和第四能级组 段落(533):也就是一 二 三 四 段落(534):4个周期 段落(535):你看 在第1周期 段落(536):也就是第一能级组 段落(537):就一个s轨道 段落(538):填一个电子是氢 段落(539):再增加一个电子 段落(540):俩电子是谁 是氦