叶芬霞--无机及分析化学电子教案叶芬霞--无机及分析化学电子教案第3章 .ppt

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1、3.1原子核外电子的运动状态3.2原子核外电子排布与元素周期律3.3元素性质的周期性第三章 原子结构和元素周期表1学习要求1．理解原子核外电子运动的特性；了解波函数表达的意义；2.掌握四个量子数的符号和表示的意义及其取值规律；理解原子轨道和电子云的角度分布图。3．掌握核外电子排布原则及方法；掌握常见元素的电子结构式；4.理解核外电子排布和元素周期系之间的关系；了解有效核电荷、电离能、电子亲合能、电负性、原子半径的概念。2物质的各种性质都与其结构相关世界是物质的，是由种类繁多、性质各异的物质组成的。上一章已从宏

2、观角度讨论了化学变化中质量、能量变化的关系。而从微观的角度上看，化学变化的实质是物质的化学组成、结构发生了变化。在化学变化中，原子核并不发生变化，只是核外电子运动状态发生了改变。因此有必要了解原子结构，特别是原子的电子层结构的相关知识。33.1原子核外电子的运动状态3.1.1原子的组成自然界中万物皆由化学元素组成。上个世纪40年代，人们已发现了自然界存在的全部92种化学元素，加上用粒子加速器人工制造的化学元素，到二十世纪末总数已达112种。物质由分子组成，分子由原子组成，原子还可以进一步分割。人们对原子结构的

3、认识，也证明了物质是无限可分的辩证唯物主义观点。41911年卢瑟福通过粒子的散射实验提出了含核原子模型（称卢瑟福模型）：原子是由带负电荷的电子与带正电荷的原子核组成。原子是电中性的。原子核也具有复杂的结构，它由带正电荷的质子和不带电荷的中子组成。Rutherford核原子模型5电子、质子、中子等称为基本粒子。原子很小，基本粒子更小，但是它们都有确定的质量与电荷。6在化学变化中，原子核并不发生变化，而只是核外电子运动状态发生了改变。因此要深入理解化学反应的本质，了解物质的结构与性质的关系，预测新物质的合成等，

4、首先必须了解原子结构，特别是原子的电子层结构的知识。7核素:具有一定数目的质子和中子的原子(即具有一定的原子核的元素)。元素:具有相同质子数的同一类原子。同位素:同一元素的不同核素。例如氢元素有11H(氕)、12H(氘)、13H(氚)3种同位素，氘、氚是制造氢弹的材料。元素铀(U)有、、三种同位素，其中是制造原子弹的材料和核反应堆的燃料。8原子质量数，用符号A表示，中子数用符号N表示，质子数用符号Z表示，则：质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)核电荷数由质子数决定：核电荷数=质子数=核外电子数归纳起来，用

5、符号表示一个质量数为A，质子数为Z的原子，那么构成原子的粒子间的关系为：93.1.2微观粒子(电子)的运动特征与宏观物体相比，分子、原子、电子等物质称为微观粒子。运动规律有别于宏观物体，有其自身特有的运动特征和规律，即波粒二象性，体现在量子化及统计性。101．微观粒子的波粒二象性光的波粒二象性1718世纪一直在争论光的本质是波还是微粒的问题。光的干涉、衍射现象表现出光的波动性光压、光电效应则表现出光的粒子性说明光既具有波的性质又具有微粒的性质，称为光的波粒二象性(wave-particledualism)。

6、11根据爱因斯坦提出的质能联系定律：E=mc2(3-1)c=2.998108ms–1，光速。光子的能量与光波的频率成正比：E=h(3-2)h=6.6261034Js，普朗克(M.Planck)常量12借助(3-1)、(3-2)两式，将两种性质合二为一：c=(3-3)光的波粒二象性可表示为：mc=E/c=h/cp=h/(3-4)p为光子的动量。13德布罗依波法国物理学家德布罗依在光的波粒二象性启发下，于1924年大胆假设微观离子的波粒二象性是一种具有普遍意义的现象。认为不仅光具有波粒二象

7、性，所有微观离子，如电子、原子等实物粒子也具有波粒二象性。141927年，德布罗依的假设为戴维逊(DavissonCJ)和盖革(GeigerH)的电子衍射实验所证实。电子等实物粒子也具有波粒二象性。15进一步的实验证明，不仅电子，其他如质子、中子、原子等一切微观离子均具有波动性。由此可见，波粒二象性是微观离子运动的特征。因而描述微观粒子的运动不能用经典的牛顿力学，而必须用描述微观世界的量子力学。162.量子化太阳发出的白光，通过三角棱镜的分光作用，可分出红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等波长的光谱，这种光谱叫连续光

8、谱。气体原子（离子）受激发后则产生不同种类的光线，这种光经过三角棱镜分光后，得到分立的、彼此间隔的线状光谱，原子光谱为不连续光谱。任何原子被激发后都能产生原子光谱，光谱中每条谱线表征光的相应波长和频率。17原子中电子的能量状态不是任意的，而是有一定条件的，它具有微小而分立的能量单位——量子(h)。换言之：物质吸收或放出能量就象物质微粒一样，只能以单个的、一定分量的能量，一份一份地按照这一基本分量(