原子结构与元素周期律.ppt

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1、第9章AtomicStructureandPeriodicTableofElements原子结构与元素周期律Chapter9本章教学内容9.1原子核外电子的基本特征9.2单电子原子的结构9.3多电子原子的结构9.4元素周期律原子、分子和离子是物质参与化学变化的最小单元，了解原子的内部组成、结构和性能，是理解化学变化本质的前提条件，是化学科学的核心内容。9.1原子核外电子的基本特征9.1.1原子组成微粒及其相互关系9.1.2微观粒子的量子化特征9.1.3微观粒子的波粒二象性9.1.4测不准原理原子结构理论的发展简史9.1.1

2、原子组成微粒及其相互关系原子结构理论发展简史公元前5世纪公元19世纪初1879年1897年1898年1900年1909年1911年1913年1924年1926年1927年-宇宙由虚空和原子构成；-每一种物质由一种原子构成;原子是物质最小的、不可再分的、永存不变的微粒。古希腊原子论（公元前5世纪）德谟克利特(460~370B.C.)道尔顿原子理论（19世纪初）–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；–化学反应只改变了原子的结合方式，使反应前的物质变成

3、反应后的物质。道尔顿(J.Dalton)1879年电子的发现冲破了千百年来原子是组成最小单元的陈旧观念。1）1879年，英国人克鲁克斯用汤姆生的阴极射线管发现了阴极射线。2）1897年，英国物理学家汤姆逊，测定了带负电粒子的荷质比(e/m)。阴极射线管汤姆逊油滴实验3）两年后密利根用油滴实验分别测定了这种粒子的质量和电荷。“有比原子小得多的粒子存在”，人们将这种粒子称为电子。密利根1)1896年，卢瑟福通过α粒子散射实验发现了原子核——集中了原子全部（99.9%以上）质量，而大小仅为原子1/1012的带正电荷的粒子。189

4、6年，原子核的发现建立了原子结构的“行星式模型”。卢瑟福2)通过α粒子散射实验进一步发现了带正电荷的质子。α粒子散射实验3）为何质子的总质量小于原子的质量？—原子核中还存在着质量与质子相当但是电中性的微粒，即中子。4）英国人莫斯莱用实验测定了各种原子的电荷数，证明原子核内质子数和核外电子数都恰好等于原子序数。5）电子像行星绕太阳运转一样绕原子核运动，建立了原子结构的“行星式模型”。这是人类认识微观世界的重要里程碑，这个模型已成为现代科学技术的象征。名称与符号电荷质量Q/CQ/aum/kgm/au原子原子核质子(P)1.60

5、2×10-19+11.7×10-271836中子(n)001.7×10-271839核外电子(e)1.602×10-19-19.1×10-311au为原子单位原子的内部组成原子组成微粒的体积及质量关系原子核是原子体积的百万亿分之一！原子几乎是空的。Ｖ核/Ｖ原子=(10-15~-14)3/(10-10)3=1/1012~15Ｖ电子/Ｖ原子<1/1012~15原子核的体积约占原子总体积的1/1013，而原子核的质量却占了原子质量的99.9%以上，原子核的密度高达1×1013g·cm-3。原子核的性质决定了原子的种类和性质。原子

6、组成微粒的电荷关系根据原子及其内部微粒的电荷关系，英国人莫斯莱研究证明：原子核内的质子数和核外的电子数都恰好等于原子序数，即：原子序数（Z）=核内质子数=核电荷数=核外电子数质子数相同的原子属于同种元素。但质子数相同的原子，中子数不一定相同，这意味着同种元素中可能含有不同的原子。宏观物体与微观粒子对照表9.1.2微观粒子的量子化特征体系宏观物体微观粒子质量大极微，me=9.1×10-31kg运动范围较大极小，r原子=10-10m运动速度较低极快，V=108m·s-1描述方法经典力学原理统计力学原理微观粒子的运动并不服从已经

7、为人们普遍接受的牛顿力学的基本原理，而具有自身的基本特征。普朗克的量子假说1900年普朗克(M.P1anck)首次提出了微观粒子具有量子化特征的假说。所谓微观粒子的量子化特征是指：如果某一物理量的变化是不连续的，而是以某一最小单位作跳跃式的增减，这一物理量就是量子化(quantized)的，其变化的最小单位就叫做这一物理量的量子(quantum)。问题：以下哪些物理量是量子化的？（1）木棒的长度（2）物体的质量（3）物体的动量（4）学生的人数马克思·普朗克实验事实表明：在黑体辐射(或吸收)能量过程中，能量的变化是不连续的，

8、而是最小能量单元的整数倍。En=n·E（n=1，2，3，…，正整数）●能量的这种不连续性，称(能量)量子化，最小能量单元称为(能)量子。由于它与黑体辐射的频率成正比，相当于一个光子的能量，又称为光量子。E=hν,h=6.626×10–34J·s(h为普朗克常数)●黑体：指在任何温度下，对入射的任何波长的