竞赛辅导（原子结构）

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1、第1章原子结构与元素周期系1-1道尔顿原子论顿原子论1-2相对原子质量（原子量）1-3原子的起源和演化1-4原子结构的波尔行星模型1-5氢原子结构（核外电子运动）的量子力学模型1-6基态原子电子组态（电子排布）1-7元素周期系1-8元素周期性习题1-1道尔顿原子论化学原子论的创立化学原子论的内容：每一种化学元素有一种原子；同种原子质量相同，不同种原子质量不同；原子不可再分；一种原子不会转变为另一种原子；化学反应只是改变了原子的结合方式，使反应前的物质变成反应后的物质。道尔顿原子论如果说近代化学达到了对物质的原子、分子水平的认识

2、,那么在19世纪初,电子、x－射线、放射性的发现，则拉开了探索原子、分子内部微观结构的序幕，使化学进入到一个新的境界。原子结构和分子结构是结构化学研究的课题,也是无机化学的基本理论。这两部分内容对如何解释和揭示化学反应的本质是很重要的。化学工作者着眼于化学反应，而化学反应则以原子相互作用为基础的。通常在化学反应中，原子核不发生变化。那么什么在变呢？电子的运动状态在变，通俗地说，是核外电子在“跳来跳去”，所以研究核外电子的运动的规律是化学工作者要探索的重要问题。本章用了一些量子化学的公式来解释无机化学的现象和本质，对量子化学公式

3、的推导不作要求。道尔顿原子论从1787年开始，中学教员出身的道尔顿持续不断地观测气象，为了解释“复杂的大气”为什么“竟是均匀的混合物”，他于1801年引入原子的假说。1805年,道尔顿明确地提出了他的原子论，这个理论的要点有：每一种化学元素有一种原子；同种原子质量相同，不同种原子质量不同；原子不可再分;一种原子不会转变为另一种原子;化学反应只是改变了原子的结合方式,使反应前的物质变成反应后的物质。道尔顿提出了原子量的概念，实质上就是原子相对质量的概念，并用大量实验测定了一些元素的原子的相对质量。道尔顿原子论十分圆满地解释了当时

4、已知的化学反应的定量关系。道尔顿原子论不久，道尔顿用自己的原子论导出了倍比定律—若两种元素化合得到不止一种化合物，这些化合物中的元素的质量比存在整数倍的比例关系—并用实验予以证实,例如,他用实验证实,碳和氧有2种化合物—一氧化碳和二氧化碳,其中碳与氧的质量比是4:3和8:3。尽管道尔顿提出了原子量的概念，却不能正确给出许多元素的原子量。例如：设氢的原子量为1，作为相对原子质量的标准，已知水中氢和氧的质量比是1:8，若水分子是由1个氢原子和1个氧原子构成的，氧的原子量是8，若水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的，氧的原子量便是

5、16。道尔顿武断地认为，可以从“思维经济原则”出发，认定水分子由1个氢原子和1个氧原子构成，因而就定错了氧的原子量。道尔顿原子论道尔顿用来表示原子的符号,是最早的元素符号。图中他给出的许多分子组成是错误的。这给人以历史的教训——要揭示科学的真理不能光凭想象，更不能遵循道尔顿提出的所谓“思维经济原则”,客观世界的复杂性不会因为人类或某个人主观意念的简单化而改变。道尔顿原子论但道尔顿原子论极大地推动了化学的发展。特别是在1818和1826年,瑞典化学家贝采里乌斯(C-L.Berzelius1779-1848)通过大量实验正确地确定

6、了当时已知化学元素的原子量，纠正了道尔顿原子量的误值，为化学发展奠定了坚实的实验基础（如表）。同时，贝采里乌斯还创造性地发展了一套表达物质化学组成和反应的符号体系，他用拉丁字母表达元素符号,一直沿用至今。贝采里乌斯原子量(1818和1826)元素道尔顿原子量（1810）贝采里乌斯原子量（1818）贝采里乌斯原子量（1826）现今相对原子质量（1997）O71616.02615.9994Cl35.4135.47035.4527F18.7318.9984032N514.18614.00674S13.032.232.23932.06

7、6P962.731.43630.973761C5.412.512.2512.0107H10.9911.00794As42150.5275.32974.92160Pt100194.4194.753195.0781-2相对原子质量（原子量）1-2-1元素原子序数和元素符号1-2-2核素、同位素和同位素丰度1-2-3原子的质量1-2-4元素的相对原子质量（原子量）元素、原子序数和元素符号具有一定核电荷数（等于核内质子数）的原子称为一种（化学）元素。按（化学）元素的核电荷数进行排序，所得序号叫做原子序数。每一种元素有一个用拉丁字母表达

8、的元素符号。在不同场合，元素符号可以代表一种元素，或者该元素的一个原子，也可代表该元素的1摩尔原子。核素、同位素和同位素丰度核素——具有一定质子数和一定中子数的原子（的总称）。元素——具有一定质子数的原子（的总称）。同位素——质子数相同中子数不同的原子（的总称）。同量异位素—