普通化学作业要点

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1、普通化学讲稿2010~2011学年第一学期学院、系室生命科学学院应用化学系课程名称普通化学专业、年级、班级主讲教师苏金为福建农林大学210/210一、何谓普通化学化学是一门重要的基础课程，在原子水平上研究物质的组成、结构和性质以及相互转化的学科。随着社会的发展，科学的进步，化学学科越分越细，研究对象越明确。无机化学有机化学分析化学结构、物理化学植物化学、高分子化学定量分析、定性分析硅元素化学糖化学痕量分析化学与人类的文明进步、科学的进步、国计民生息息相关。生命的现象可以用化学的原理解释。普通化学课程主要介绍化学学科学的基础理论和知识，它是

2、化学的导论，也是学习化学科学科的入门。.第1章原子结构一、微观粒子的特性原子结构理论发展简介：卢瑟福的原子模型在解释氢原子光谱时存在尖锐的矛盾。1.1.1物理量变化的不连续性量子化、玻尔原子模型1、物理量变化的不连续性是微观粒子与宏观物体的一个重要区别。稳定轨道（1）玻尔理论属于旧量子论，其内容主要包含三点基本假设定态能量的辐射与吸收（2）玻尔理论的成功与局限性：能解释原子的稳定性与氢原子光谱；不能解释较复杂的原子光谱和原子光谱在磁场中的分裂及氢原子光谱的精细结构。由此说明，从宏观物体到微观粒子，物质的性质发生了从量变到质变的飞跃。要建立

3、适合于微观粒子的力学体系，必须更全面地了解微观粒子的运动特性。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。1.1.2微观粒子的波粒二象性1、波粒二象性是微观粒子与宏观物体的又一重要区别。2、德布罗意的假设：λ=h/p3、电子衍射实验证实电子等微粒具有波动性4、微观粒子的运动服从测不准原理（海森堡）微观粒子的运动的空间坐标及其动量不能同时测准。由此揭示了微观粒子的运动没有确定的运动轨道，它的运动不服从经典牛顿力学定律，旧量子论失败的根本原因在于用确定的轨道对电子运动状态进行描述。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。1.1.3微观粒子波粒二象性的统计解释1、单个电子或少量电子有

4、限次运动并不能表现出波性；210/2102、电子等微观粒子运动的波动性是大量微粒或一个微粒千万次运动的统计性规律的表现；3、空间任一点电子波的强度是和电子在该处出现的几率密度相关的。4、量子力学的两个基本假设：微观粒子的运动状态可用波函数ψ来描述；微观粒子在空间某点出现的几率密度可用ψ2来表示。二、单电子原子的波函数及其结构1.2.1波函数、量子数1.2.1.1波函数（原子轨道）1、波函数表示电子的一种可能的空间运动状态，常称为原子轨道；2、波函数是薛定谔方程的解，是空间数学函数式；3、波函数的具体函数式由三个轨道量子数（n、l、m）确定

5、，即n、l、m三个量子数规定了电子的空间运动状态。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。1.2.1.2四个量子数1、主量子数n：n取值为正整数；决定轨道能量的主要参数，E=-Z2/n2×2.179×10-18J，在单电子原子中，n相同的轨道为简并轨道；酽锕极額閉镇桧猪訣锥。n代表电子层。2、角量子数l：l取值为0，1，2，3…（n-1）共n值，依次以s，p，d，f…表示；l表示同一电子层中不同状态的亚层（或分层）；l决定原子轨道的形状(原子轨道等值线图、原子轨道轮廓图)在单电子系统中l与轨道的能量无关，在多电子系统中l与n共同决定轨道的能量。3、磁量子数

6、m：m取值为0，±1，±2，…±l共2l+1个值；决定轨道的空间伸展方向；表示每一电子亚层中轨道数；在没有外磁场存在时，m与轨道的能量无关。4、自旋量子数mS:取值为＋1/2和-1/2；表示电子在轨道中的两种不同的自旋状态；同一轨道中的两个自旋不同的电子，能量差异极小，可忽略不计。可见，n，l，m，mS四个量子数共同决定了核外电子的运动状态。1.2.2核外电子几率密度分布和几率分布，电子云和径向分布图1.2.2.1核外电子几率密度分布和电子云图1、电子云是原子内电子几率密度分布的同义词，是ψ2的形象化描述。2、电子云图是ψ2的空间分布图象

7、。它的三种表示法为：（1）等值线图：在二维空间画出的电子云等密度面的剖面图；（2）界面图：电子云的界面图，界面内电子在空间出现的几率为90%以上，其形状与等密度面图相同；（3）小黑点图：用小黑点的疏密表示ψ2的空间分布，是一种直观形象地表示核外电子几率密度分布的方法。彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。1.2.2.2核外电子几率分布和径向分布图210/2101、几率、几率密度及两者的关系：几率=几率密度×薄球壳体积2、径向分布图（D–r图）：（1）D–r曲线上有n－l个极值，且主量子数n越大，主峰离核越远，说明轨道基本上是分层排布的；（2）外层电子有穿

8、透到内部的现象，n相同时，l越小，能力越强，轨道能量越低。这对多电子原子内轨道能级高低有很重要的影响。综上所述，量子力学对氢原子核外电子的运动状态有了一较清晰的描述：（1）薛定谔方程有无数个可