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物理 化学 第 1 章5  Ver. 1.0

物理 化学 第 1 章5  Ver. 1.0. 福井工業大学 工学部 環境 生命化学科 原 道寛. 物理化学: 1 章原子の内部 (メニュー). 1-5.  多電子原子の構造. 水素原子 1s, 2s , 3s ・・・軌道 ⇒ 複雑な分子にも適応. A. B. C. 多電子原子. 水素原子. 占有する電子の エネルギー. 核. 核. D. 多電子原子は水素とは違い縮退は起こらない。. 1-5.  多電子原子の構造. 水素原子の軌道=      数 + 異なる   に属する軌道. A. B. 同じエネルギー準位の例

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Presentation Transcript


  1. 物理化学第1章5 Ver.1.0 福井工業大学 工学部 環境生命化学科 原 道寛

  2. 物理化学:1章原子の内部(メニュー)

  3. 1-5. 多電子原子の構造 水素原子1s, 2s , 3s・・・軌道 ⇒ 複雑な分子にも適応 A B C 多電子原子 水素原子 占有する電子の エネルギー 核 核 D 多電子原子は水素とは違い縮退は起こらない。

  4. 1-5. 多電子原子の構造 水素原子の軌道=      数+異なる   に属する軌道 A B 同じエネルギー準位の例 E(2s) = E(2p) 縮退degeneracy 多電子原子

  5. 1-5. 多電子原子の構造 多電子原子 E(2s)    E(2p) A 核 電子 内部 外部 核 電子 電子    効果 B 有効核電荷 C     による 電気的な    エネルギーが      なる D E

  6. 1-5. 多電子原子の構造 A DOWN B C UP エネルギーの低い順に: D

  7. 1-5. 多電子原子の構造 電子⇒原子核のまわりの軌道に分配される様子       (electronic structure)        (electron configuration) A B 重要な原理・規則① ○パウリの禁制原理(Pauli exclusion principle) 1つの原子の中の    :類の量子数が異なる。 量子数n,l,mが同じ場合の    :スピン量子数の異なる  個。 一つの軌道に入る    :2個、スピンは    き。 C D F E G H

  8. 1-5. 多電子原子の構造 電子⇒原子核のまわりの軌道に分配される様子        (electronic structure)        (electron configuration) A B 重要な原理・規則② ○フントの規則(Hund’s rule) 電子が縮退した軌道に入る時:  1.電子(      は      に    方向で入る。  2.縮退した軌道に       電子が占められるまで   。 なぜならば:安定性より 電子: 平均して互いに      ⇒反発が     なる⇒    になる。 同じ軌道を占める(2つ) 異なる軌道に存在(各1つ) C D E G F I J H K

  9. 1-5. 多電子原子の構造 基底状態の中性原子の電子配置の決め方 A B C

  10. 1-5. 多電子原子の構造 電子配置は? 水素 H (Z=1) ヘリウム He (Z=2) A B H H 1s C D He  ___ He 1s 軌道図表(orbital diagram) 1s軌道に2個の電子を置くとき:パウリの禁制原理からスピンが反対方向を向く

  11. 1-5. 多電子原子の構造 電子配置は Li(Z=3) Be(Z=4) 軌道図表 (orbital diagram) D C Li ≒ A B 1s 2s G F H ≒ E ___ Be  ___ 最外殻に注目した表記法 [ ]内は     (core electron) 1s 2s I 1s副殻は完全に閉められており、 二個の電子は    (closed shell)を形成しているという。 次にエネルギーの低い     に入る。 J K

  12. 1-5. 多電子原子の構造 電子配置は ホウ素B(Z=5) 炭素C(Z=6) 窒素N(Z=7) D ≒ E ___ ___ ___ ___ B  ___ C B A 1s 2s 2p ≒ I J ___ ___ ___ ___ C  ___ H G F 1s 2s 2p ≒ N O ___ ___ ___ ___ M L N  ___ K 1s 2s 2p フントの規則から、五番目の電子が 入っている2p軌道 とは 別の2p軌道 に スピンが       に向くように入る。

  13. 1-5. 多電子原子の構造 電子配置 酸素O(Z=8) フッ素F(Z=9) Ne(Z=10) ≒ D E C ___ ___ ___ ___ O  ___ A B 1s 2s 2p ≒ I J H F G ___ ___ ___ ___ F  ___ 1s 2s 2p ≒ N O ___ ___ ___ ___ Ne  ___ M L K 1s 2s 2p フントの規則から、五番目の電子が入っている2p軌道とは 別の2p軌道にスピンが同じ方向に向くように入る。

  14. 1-5. 多電子原子の構造 sには最大__ pには最大__ A B 第三周期 C D E F G H     副殻と      副殻を満たす。 I J

  15. 1-5. 多電子原子の構造 第四周期 A B C D E F エネルギー 3d>4s ↓ 4s に入る → 3d へ 3d:縮退した軌道()=   の電子を収めることが可能 G H 電子が満たされてくると 反発により、         の順番が変わる。 複雑!! しかし、 Cr(Z=24)は[Ar] Cu(Z=20):[Ar] I K J

  16. 原子の電子配置 A B C D

  17. 最外殻となる副殻と周期表との関係 3-11族の遷移元素と12族:最外殻は___ C 1族アルカリ金属と2族アルカリ土類金属:最外殻は___      13-18族の典型元素:最外殻は___ A B

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