普通化学辅导：量子论与原子结构常见问题

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1、普通化学辅导：量子论与原子结构常见问题1.微观粒子不受影响的条件下也没有确定的位置和动量是吗？不能确定是指没法测？答：微观粒子不存在具体的位置和动量，我们通常在实际中用来描述的位置和动量只是外界干预粒子后接受到的反馈信息。或者说是我们近似描述其某一方面的性质的结果。　2.可怎么就知道无运动轨道了呢？看不见不等于没有啊？答：轨道的概念是我们强加上去的，粒子只会在一定的空间以几率形式存在。3.可这个测不准关系到底是什么？是说不可能同时而又准确的测量微观粒子的位置和动量。怎么扯到微观粒子的自身运动上了呢？答：测不准原理应为不确定原理。微观粒子的运动是其在空间几率分布的一种

2、宏观表现形式。　4.另外数学式中的大于号是什么意思？老师上课讲题时，算出Δx≥10(-8次方)m，100m也满足啊，怎么证明测量误差小呢？答：数学式表示是不确定原理具体到某些情形的表述，不确定原理只是反映了测量的最小误差，其远小于实际测量的误差。　5.那老师上课时用来说明测不准原理的图（即以光子使电子动量改变导致测不准），并不能反映实质了？即不测也不准？答：关于测不准原理与测量的关系，可作如下说明：从原理上讲，Heisenberg测不准原理是由deBroglie波粒二象性导出的。所以它的导出不需要借助于实验。但是为了说明这个关系式，几乎所有的教材都会引用一个实验类比

3、，来进一步说明这个不等式的物理意义。对于上述原理我们可以设计一个实验来检验它。因为观察一个物体，要求光波的波长至少要等于物体的大小（这样才能看到物体），即lamda3?2)11.23中为何2的第一电离能最小而不是3?答：1)“250页11.13中为何能量1>3?”填入电子后，4s>3d。2)“11.23中为何2的第一电离能最小而不是3?”我们知道，对于每个周期元素而言，起始的元素，如碱金属电负性小，易于失去电子。而后半周期的元素电负性逐渐增大，容易得电子而不是失去电子。显然O的电负性大于B，所以B更容易失去电子。　10.电负性取决于第一电离能和第一亲和能

4、的和，光凭电负性就可以比较第一电离能吗？答：根据电负性的定义，我们不能仅根据电负性判断第一电离能。但是在相互比较的元素的电负性相差悬殊的时候（而且又处于同一周期），我们可以用电负性关系简单描述第一电离能。　11.为什么镧系元素都有一个d电子，即为什么要先填一个d电子，接着又填f电子？答：这个问题问的很好！我们知道4f与5d轨道的能量是非常接近的——按照Pauling的轨道近似能级图有：4f轨道能量<5d轨道能量，但这个规律知识在“单电子近似”的条件下成立，实际上“轨道能量”并不是一个固定不变的值，在填入电子数目不同的时候，“轨道能量”还是有所变动的。所以我们得

5、到的镧系元素核外电子排布是由实验得到。事实上，对原子中电子填入的规律，现在我们所学的理论还不能给出完满的解释——电子排布的规律远不是我们想象中那么简单，影响的因素有非常多。我们得到的很多都只是实验的结果。对于所学的规律，我们一般只要求大家在主族以及第一过渡周期中应用。不过大家要明确一点，不同的轨道能量确实有差别，但是“轨道能量”并不是一个固定不变的常数，会受到很多因素的影响，尤其是对于能量比较靠近的能级(比如4f、5d)我们很多情况下除了通过实验测量，几乎不能简单的直接判断其能量高低。12.一个原子如果有确定的电子数目，那么核外电子排布方式和核电荷数有关吗？答：可以

6、参考原子结构一章里有一个元素序数与核外电子能级关系的图。从图中我们可以发现，随着核电荷数的增加，核外电子能级发生能级分裂和能级交错。我们也可以看到3d与4s在第四周期的变化。