基础化学 教学课件 作者 吴华 董宪武 主编 刘强 副主编 上官少平 主审第三章 原子结构和分子结构.ppt

《基础化学 教学课件 作者 吴华 董宪武 主编 刘强 副主编 上官少平 主审第三章 原子结构和分子结构.ppt》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、本章教学目标：★理解核外电子运动的特殊性。★了解原子轨道、概率和概率密度、电子云等概念。★熟悉四个量子数的名称、符号、取值和意义。★掌握多电子原子轨道近似能级图和核外电子排布的规律。★掌握周期表中元素的分区及结构特征。★了解原子半径、电离能、电子亲和能和电负性的变化规律。★了解离子键和共价键的形成及特征。★熟悉分子间力和氢键。第一节原子核外电子运动状态一、核外电子运动状态的理论描述1．核外电子运动的量子化特性──氢光谱和玻尔理论（1）氢光谱原子光谱：原子受到一定程度的激发所发射出的光谱（只包含几种特征波长的光线的

2、光谱）氢光谱：氢原子被激发后所发出的光经过分光镜所得到的光谱第一节原子核外电子运动状态一、核外电子运动状态的理论描述氢原子光谱实验示意图第一节原子核外电子运动状态一、核外电子运动状态的理论描述1．核外电子运动的量子化特性──氢光谱和玻尔理论（1）玻尔理论：首先原子中的电子仅能在某些特定的轨道上运动。在此轨道上运动的电子不放出能量也不吸收能量，氢原子具有的能量取决于电子所在的轨道，距离原子核越远则能量越大。原子光谱：原子受到一定程度的激发所发射出的光谱（只包含几种特征波长的光线的光谱）氢光谱：氢原子被激发后所发

3、出的光经过分光镜所得到的光谱第一节原子核外电子运动状态（2）玻尔理论能级：各轨道均有一定的能量称为能级。氢光谱：原子在正常或稳定状态时，电子尽可能地处于能量最低的轨道，这种状态叫基态。氢原子核外轨道的能量公式为：玻尔半径：氢原子处于基态时，电子在n=1的轨道上运动，能量最低，为13.6eV；其半径为52.9pm，称为玻尔半径。第一节原子核外电子运动状态一、核外电子运动状态的理论描述2．波粒二象性：光在传播时表现出波动性，具有一定的波长、频率，出现干涉、衍射等现象；光在与其他物体作用时则表现出粒子性，如光电效应。

4、波粒二象性公式（德布罗意关系式）：普朗克常量：h=6.626×10–34J·s1.电子云：电子在空间的概率密度分布常称作“电子云”，如图4–2。我们通常把在核外出现的概率密度大小用小黑点的疏密来表示，电子云是概率密度的形象表示法，并非真正电子组成的云。二、核外电子运动状态电子云表示方法：（1）黑点图：用小黑点的疏密来表示电子概率密度分布的图形。（2）界面图：把概率密度相同的各点连成一个曲面，称为等密度面。黑点图界面图二、核外电子运动状态电子云表示方法：（3）角度分布图：概率和概率密度分布除与离核的距离有关，还

5、与s、p、d电子云的空间角度分布有关。电子云角度分布图2.波函数：1926年物理学家薛定谔（E.Schrodinger）根据德布罗意关于物质波的观点，引用电磁波的波动方程，提出了描述微观粒子运动规律的波动方程——薛定谔方程，这是一个二阶偏微分方程：二、核外电子运动状态因为波函数是描述原子核外电子运动状态的数学函数式，所以每一个波函数都表示电子的一种运动状态。通常把这种函数叫做原子轨道。3.四个量子数：在对简单的氢原子薛定谔方程精确求解过程中很需要引入了三个参数n，l，m，称为量子数。为了全面地描述电子的运动状态，从

6、相对论出发引入了第四个量子数ms。二、核外电子运动状态四个量子数的取值规定为：n=1，2，3，4，…，∞正整数l=0，1，2，3，…，（n-1）共可取n个值m=0，±1，±2，±3，…，±l共可取2l+1个值ms=+1/2，-1/2共可取2个值二、核外电子运动状态四个量子数的物理意义：（1）主量子数n主量子数反映了电子在核外空间出现概率最大的区域离核的远近，是决定电子能量的主要因素。主量子数取任意正整数，一般认为n值越大，电子出现概率最大区域距核越远，能量越高。通常n值相同的电子在离核平均距离相近的核外空间区域

7、运动的概率较大，故通常将n值相同的电子称为同层电子，其所在区域俗称为电子层。当n=1、2、3、4…时，相应用光谱学符号K、L、M、N…来表示第一、二、三、四……电子层。二、核外电子运动状态四个量子数的物理意义：（2）角量子数l角量子数l决定原子轨道和电子云的形状。可取包括0在内的正整数，即l=0、1、2、3、4、5…（n-1），共可取n个值。同一电子层中的电子可分为若干个能级（或称亚层），角量子数l决定了同一电子层中不同的亚层，通常l=0、1、2、3的轨道分别称为s、p、d、f轨道或s、p、d、f亚层。通常将具有

8、相同角量子数（能量相等）的各个原子轨道认为同属一个电子亚层，与l对应的电子亚层的符号是：角量子数l01234电子亚层符号spdfgs轨道，l=0，其轨道形状为球形；p轨道，l=1，其轨道呈双球形；d轨道，l=2，其轨道呈花瓣形等等。二、核外电子运动状态四个量子数的物理意义：（3）磁量子数m可以确定原子轨道或电子云在空间的取向。其取值受角量子数l的限制，可取