原子结构和元素周期表讲义

《原子结构和元素周期表讲义》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第8章原子结构和元素周期表81．初步了解原子核外电子运动的近代概念、原子能级、波粒二象性、原子轨道和电子云概念。2．了解四个量子数对核外电子运动状态的描述，掌握四个量子数的物理意义、取值范围。3．熟悉s、p、d原子轨道的形状和方向。4．理解原子结构近似能级图，掌握原子核外电子排布的一般规则和s、p、d、f区元素的原子结构特点。5．会从原子的电子层结构了解元素性质，熟悉原子半径、电离能、电子亲和能和电负性的周期性变化。本章教学要求8.1亚原子粒子Subatomicparticles8.2波粒二象性—赖以建立现代模型的量子力学概念Wave-particleduality—af

2、undamentalconceptofquantummechanics8.3氢原子结构的量子力学模型—波尔模型Thequantummechanicalmodelofthestructureofhydrogenatom—Bohr’smodel8.4原子结构的波动力学模型Thewavemechanicalmodeloftheatomicstructure8.5多电子原子轨道的能级Energylevelinpolyelectronicatoms8.6基态原子的核外电子排布Ground-stateelectronconfiguration8.7元素周期表Theperiodicta

3、bleofelements8.8原子参数Atomicparameters8.1亚原子粒子Subatomicparticles8.1.1化学研究的对象Theobjectofchemicalstudy8.1.3夸克Quark8.1.2亚原子粒子（基本粒子）Subatomicparticles(elementaryparticles)夸克质子中子原子核电子原子(离子)分子微观（宇观）宇宙单质化合物星体宏观纳米材料（介观）8.1.1化学研究的对象哪些是关键性的问题呢？化学反应的性能问题;化学催化的问题;生命过程中的化学问题。当今化学发展的趋势大致是：由宏观到微观，由定性到定量，由

4、稳定态向亚稳态，由经验上升到理论并用理论指导实践，开创新的研究。8.1.2亚原子粒子人们将组成原子的微粒叫亚原子粒子。亚原子粒子曾经也叫基本粒子,近些年越来越多的文献就将其叫粒子。迄今科学上发现的粒子已达数百种之多。与化学相关的某些亚原子粒子的性质名称符号质量/u电荷/e电子质子中子正电子α粒子β粒子γ光子e–pne+αβγ5.486×10–41.00731.0087(氦原子的核)(原子核射出的e-)(原子核射出的电磁波)–1＋105.486×10–4＋1＋2–108.1.3夸克名称下夸克上夸克奇夸克粲夸克底夸克顶夸克符号duscbt电荷-1/3+2/3-1/3+2/3-

5、1/3+2/3质量均为质子的1/100或1/200质子的200倍发现年代197419771995某些最重要的夸克根据1961年由盖尔-曼（GellM-Mann）建立的新模型，质子和中子都是由更小的粒子夸克组成的，但现有的理论还不能预言(当然更不用说从实验上证明)电子是可分的。质子（uud），中子（udd）8.2波粒二象性—赖以建立现代模型的量子力学概念Wave-particleduality—afundamen-talconceptofquantummechanics8.2.3微粒的波动性Wave—likeparticle8.2.2波的微粒性Particle—likewa

6、ve8.2.1经典物理学概念面临的窘境Anembarrassmentoftheconceptsoftheclassicalphysics8.2.1经典物理学概念面临的窘境Rutherford“太阳-行星模型”的要点：1.所有原子都有一个核即原子核(nucleus)；2.核的体积只占整个原子体积极小的一部分；3.原子的正电荷和绝大部分质量集中在核上；4.电子像行星绕着太阳那样绕核运动。在对粒子散射实验结果的解释上,新模型的成功是显而易见的,至少要点中的前三点是如此。根据当时的物理学概念,带电微粒在力场中运动时总要产生电磁辐射并逐渐失去能量,运动着的电子轨道会越来越小,最终将

7、与原子核相撞并导致原子毁灭。由于原子毁灭的事实从未发生,将经典物理学概念推到前所未有的尴尬境地。经典物理学概念面临的窘境？会不会？！8.2.2波的微粒性●电磁波是通过空间传播的能量。可见光只不过是电磁波的一种。电磁波在有些情况下表现出连续波的性质，另一些情况下则更像单个微粒的集合体，后一种性质叫作波的微粒性。1900年,普朗克(PlankM)提出著名的普朗克方程：E=hv式中的h叫普朗克常量(Planckconstant),其值为6.626×10-34J·s。普朗克认为,物体只能按hv的整数倍(例如1hv,2hv,3hv等)一