高中化学笔记与竞赛全集

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1、高中化学笔记加竞赛全集2．1原子结构2.2.1原子结构理论的初期发展1．人们对原子结构的认识“原子”的概念——古希腊思想家德谟克利特首先提出；近代原子学说——1803年，英国化学家道尔顿提出。其要点（1）一切化学元素都是由不能再分割的微粒——原子组成的；（2）原子是保持元素化学性质的最小单元；（3）两种或多种元素的原子结合而成化合物的分子，分子是保持化合物化学性质的最小单位。 2．原子的组成      （1）电子的发现：①1879年，英国科学家克鲁克斯（W.Crookes）总结了对阴极射线的研究；②1

2、897年英国物理学家汤姆森（J.J.Thomson）确认阴极射线是带有负电荷的微观粒子——电子，并测定了电子的电荷与质量之比（1.759×108C•g-1），并证明这种粒子存在于任何物质中。③1909年美国物理学家密立根（RobertA.Millikan）测定了电子的电量为1.602×10-19C，从而计算出一个电子的质量等于9.11×10-28g，约为氢原子质量的1/1840。      （2）元素的天然放射性原子是电中性的，电子带负电，那么原子中必然含有带正电荷的组成部分，且正电荷总量=电子所带的

3、负电荷总电量。放射性元素衰变是放出α射线，带正电，说明原子中含有带正电荷的微粒。（3）原子含核模型的提出1911年，卢瑟福（RenestRutherford，英国物理学家）α散射实验，提出含核原子模型：原子的质量几乎全部集中再带有正电荷的微粒——原子核上，核的直径只有原子直径的万分之一，带负电的电子象地球围绕太阳运转一样围绕着原子核高速运转。（4）原子结构的进一步认识：发现中子，不带电荷，确立近代原子结构模型。 3．氢原子光谱和玻尔(Bohr)理论氢原子的线状光谱(如右图)经典理论不能解释。1913年

4、，丹麦物理学家玻尔(Bohr)提出三点假设：（1）电子不是在任意轨道上绕核运动，而是在一些符合一定条件的轨道上运动。这些轨道的角动量P必须等于氢原子光谱的整数倍，也就是说，轨道是“量子化”的。（2）电子在离核越远的轨道上运动，其能量越大。所以，在正常情况下，原子中的各电子总是尽可能的处在离核最近的轨道上，这时原子的能量最低，即处于基态。当原子从外界获得能量时，电子可以被激发到激发态。（3）由于激发态的电子不稳定，可以跃迁到离核较近的轨道上，在跃迁的同时会以光的形式释放出能量。玻尔理论的成功点：1)提出

5、了量子的概念；2)成功地解释了氢原子光谱的实验结果；3)用于计算氢原子的电离能。玻尔理论的局限性：1)无法解释氢原子光谱的精细结构；2)不能解释多电子原子、分子或固体的光谱。 电子在不同的电子层间发生跃迁 2.1.2核外电子运动的特征1．微观粒子的波粒二象性（1）光的波粒二象性：1）粒子性——光电效应；波动性——光的衍射、干涉等现象。根据普朗克（Planck）的量子论和爱因斯坦(A.Einstein)的光子学说，光的能量与频率之间存在如下关系          （h:普朗克常数6.62×10-34J·

6、s）结合质能联系定律E＝mc2，可以推出能量E和动量P：表征粒子性；频率和波长：表征波动性。（2）微观粒子的波粒二象性——德布罗意波：德布罗意（L.deBroglie，法国物理学家）1924年提出实物粒子也具有波粒二象性的假说，存在着如下关系：                                              这种波叫作物质波，亦称为德布罗意波。并于1927年由戴维逊（C.J.Davisson）和革末（L.H.Germer）的电子衍射实验得到证实      微观世界如何认识——

7、考虑微观粒子运动的统计规律。 2．测不准原理      海森堡（W.Heisenberg，奥地利物理学家）1927年提出了测不准原理，同时准确测定一个微粒的动量和位置是不可能的：，或式中为粒子的位置的不准量，为粒子的动量的不准量，Δ为粒子速度的不准量。      （1）对于宏观物体子弹，m=0.01kg，v=1000m·s－1。若=10－4m，则         可以忽略不计——宏观物体的速度和位置可以同时准确测定！   （2）对于微观粒子电子，≈10-11m，m=9.11×10-31kg，则大于电子

8、的速度（106m·s-1）。所以，电子等微观粒子速度和位置不可以同时准确测定。      2.2 核外电子的运动状态2.2.1薛定谔方程和波函数1．描述核外电子运动状态的基本方程——薛定谔方程微观粒子具有波粒二象性，其速度和位置不能同时准确测定，如何描述其运动规律？用统计的方法来描述和研究粒子的运动状态和规律，量子力学。1926年，薛定谔（ErwinSchrödinger，奥地利物理学家）提出了描述核外电子运动状态的波动方程（薛定谔方程）：x，y，z：核