期末复习-物质结构基础.ppt

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1、题型分布（总分100分）：选择题30％（15题，每题2分）；填空20~30％（10~15题，每题2分）；计算题30％（3题，每题10分）；问答题10~20％（2~4题）。各章分数分布(大约)：第1章热力学（含理想气体）：15分；第2章化学反应基本原理（包括反应方向、化学平衡和化学反应速率）20分；第3、4章水化学和电化学（包括溶液通性、酸碱平衡、配离子平衡、沉淀－溶解平衡、氧化还原反应配平、电极电势及其应用、电池电动势、电解）40分（包含计算题）；第5章物质结构基础（包括原子结构、多电子原子，分子结构、固体结构）25分。期末复习——物质结构基础一、原子结构

2、1.氢原子轨道微观粒子运动的波粒二象性，能量量子化和统计性规律；①波函数由三个量子数确定：主量子数n确定原子轨道的能量(能级)，角量子数l确定轨道的形状，磁量子数m决定轨道的空间取向。另一量子数ms＝±1/2,代表电子两种不同的自旋状态。②四个量子数的取值范围为：n=1,2,3,……l=0,1,2,……n-1共可取n个数值m=0,1,2,……l共可取2l+1个数值。ms=1/2③四个量子数的物理意义(1)主量子数n：n=1,2,3…正整数，它决定电子离核的远近和能级,n越大能级越高。(2)角量子数l：l=0,1,2,3…n-1，以s，p，d，f对

3、应的能级表示亚层，它决定了原子轨道或电子云的形状，决定电子能量的次要因素。(3)磁量子数m：原子轨道在空间的不同取向，m=0,1,2,3,...,l,一种取向相当于一个轨道，共可取2l+1个数值。或m值反映了波函数(原子轨道)或电子云在空间的伸展方向。(4)自旋量子数ms：ms=1/2,表示同一轨道中电子的二种自旋状态。④轨道数：当三个量子数各自数值一定时，波函数的表达式也随之而定，因此，波函数(轨道)的数目等于三个量子数的组合数。例如，n=1,l=0,m=0，只有一种组合形式，即(1,0,0)，就是1s。n=2l=0，m=02sl=1，m=0,

4、12px2py2pz共有4种组合形式。n=3l=0，m=03sl=1m=0,13px3py3pzl=2m=0,1,23d(？)共有9种组合形式。氢原子轨道与量子数的关系nlm轨道名称轨道数容纳电子数2n21001s122002s12210,±12p363003s12310,±13p36320,±1,±23d5104004s12410,±14p36420,±1,±24d510430,±1,±2,±34f714原子轨道角度分布图的特征：除了s轨道外，其他轨道的角度分布图均有正、负值。角度分布图与n无关，主要取决于l的数值，如2p，3p，4p……均为相切

5、双球面。当l相同时，角度分布图最大值取向与m有关，分别标在轨道符号右下脚，如：2px，3dx2-y2，4dxy……等。⑤原子轨道角度分布图和电子云角度分布图电子云：以小黑点的疏密表示几率密度分布的图形，可用来反映电子在空间某位置上的单位体积内出现的概率（即概率密度）的大小。电子云角度分布特征如下:1)从外形上看，s、p、d电子云角度分布图的形状与波函数角度分布图的相似，但p、d电子电子云的角度分布图较“瘦”些。2)波函数角度分布图中有正负之分（cosθ有正负）。但cos2θ却无正负，故电子云角度分布图无正负。3)电子云角度分布图和波函数角度分布图都只与l，

6、m有关，而与n无关。二、多电子原子轨道轨道：与氢原子类似，其电子运动状态可描述为1s,2s,2px,2py,2pz,3s…能量：与氢原子不同,能量不仅与主量子数n有关,还与角量子数l有关,在外加场的作用下,还与磁量子数m有关。1.Pauling近似能级图根据光谱实验结果，可归纳出三条规律：(1)l相同时,能级高低由n决定,n增大,E增大。(2)n相同,l不同时,随l增大,E增大。(3)n和l均不同时，有时出现能级交错。Pauling近似能级图Pauling根据大量的光谱实验总结出多电子原子各轨道的能级从高到低的近似顺序。近似能级组周期元素数目7s,5f,6

7、d,7p723(未完)6s,4f,5d,6p6325s,4d,5p5184s,3d,4p4183s,3p382s,2p281s12原子轨道能级近似能级图(电子填充顺序)同一能级组中的各能级之间能量差较小，不同能级组间能量差较大。2.核外电子分布三原理(1)最低能量原理电子在核外排列应尽可能优先占据能级较低的轨道,以使整个原子系统能量处于最低。(2)泡利(Pauli)不相容原理每个原子轨道中最多容纳两个自旋方式相反的电子。各电子层最多可容纳电子数为2n2。(3)洪德(Hund)规则在n和l相同的等价轨道上分布的电子,将尽可能分占m值不同的轨道,且自旋平行。全

8、满、半满、全空规则：(Hund规则的补充）当轨道处于全满、半满或全