《人类与然》单元辅导（2）.doc

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1、《人类与自然》单元辅导（2）第四章物质与物质的变化一、学习目标和要求1．了解物质的聚集状态，了解人类社会与化学反应，了解物质检验的一般步骤，了解常见阳离子的检验方法，了解常见阴离子的检验方法，了解物质的检验，了解常见气体的检验。2．理解化学反应的特点，理解化学反应的类型，理解物质的聚集状态，理解常见类型物质的结构与性质的关系。3．掌握原子核外电子的运动状态，掌握元素的性质和元素周期律，掌握化学键与晶体结构，掌握元素周期表中的短周期和同主族元素性质的递变规律。二、内容提要本章由四部分组成。第一部分阐述物质和物质的

2、组成；第二部分阐述物质性质和物质结构；第三部分阐述了物质变化和化学反应；第四部分阐述了物质的分析和检验的方法。三、重点与难点本章的重点是四个量子数的概念、元素周期率、化学键与晶体结构、化学反应的类型。难点：原子核外电子的运动状态。下面分别进行分析：（一）物质和物质的组成人类认识物质和物质微观世界的道路是漫长的，也是永无止境的。随着科学技术的进步，至今，对物质的宏观世界已有了较深刻的认识，开始窥测到物质微观世界的奥秘。物质由什么构成？古代中国曾有阴阳五行说。稍后，古希腊学者提出宇宙由火、气、水、土四种元素构成。1

3、805年，英国物理学家、化学家约翰·道尔顿继承了古代原子论，正式提出原子假说，并在当时得到了广泛的认同，直到发现了电子、X射线和放射性现象，人们才放弃了原子不能分割的观念，开始探讨原子的组成和结构。1．有核结构模型1909年，英国物理学家卢瑟福进行了α射线轰击原子的散射实验。卢瑟福充分尊重实验事实，抓住了与原子结构直接有关的信息，经过严谨的理论推导，于1911年提出了原子的“有核结构模型”。他认为所有的正电荷和原子质量都集中在原子中心的一个非常小的体积内，这就是“原子核”，其半径在10-14～10-15米范围内

4、。原子中的电子是在核周围绕核运动，运动半径约为10-10米范围内，带正电的核和带负电的电子之间的静电引力把整个原子结合在一起。　　原子核的发现意义深远，它使人们对原子结构有了正确的认知，为原子物理的发展奠定了基础；是人们探索微观世界的道路上的一块里程碑。与此同时，人类开始了对原子核的研究历史。后经玻尔、海森堡和薛定鄂等人的发展，综合了微观粒子的特性、测不准原理和统计性的概念，才逐渐形成了原子结构的近代理论。2.四个量子数四个量子数:描述核外电子运动状态(1)主量子数它代表核外电子距核的远近和原子轨道能量大小。n

5、取值:任意正整数n=1，2，3，……n=1为第一电子层或称K层，距核最近，n=2为第二电子层或称L层，余类推。离核近，电子的能量较低，离核远则电子能量较高。因此主量子数n对于确定电子的能量具有决定性的作用。(2)角量子数l决定原子轨道（或电子云）的形状,表示每一主层中不同的亚层。l取值:小于n的非负整数l=0，1，2，……（n-1）l=0时，原子轨道（或电子云）是球形对称的，称为s轨道（或s电子云）。l=1时，原子轨道（或电子云）是纺棰形（或哑铃形）分布，称为p轨道。l=2时，原子轨道（或电子云）呈花瓣形分布，

6、称为d轨道（或d电子云）。l=3时，原子轨道（或电子云）形状复杂，称为f轨道（或f电子云）。l代表电子所在的亚层,角量子数l:0123----电子亚层符号:spdf----对多电子原子来讲,电子的能量由n、l决定。(3)磁量子数m同一电子层中某一特定形状的原子轨道可以在空间有不同的伸展方向，从而得到若干空间取向不同而能量相同的原子轨道，称为等价轨道。m决定原子轨道（或电子云）的空间伸展方向。m取值:绝对值不大于l的所有值m=0，±1，±2……±l有（2l+1）个取值l=0时，m有一个取值，即m=0，s轨道球形对

7、称，在空间只有一个取值，轨道无方向性。l=1时，m有三个取值，即m=0，±1，分别代表在空间沿x，y，z三个相互垂直的伸展方向上的三个p轨道，通常它们具有完全相同的能量。l=2时，m=0，±1，±2，表明d轨道在空间有五个伸展方向。l=3时，m有七个取值，m=0，±1，±2，±3，f轨道在空间有七个伸展方向。(4)自旋量子数ms自旋运动的量子数用ms表示。它只有和两个取值，分别代表电子顺时针和逆时针的两个自旋方向，表示为“↓”和“↑”。ms代表电子运动的“自旋”方向。注意：一组n，l，m值，便确定了核外电子的一

8、个空间运动状态（即原子轨道），包括轨道的大小、形状和空间取向。一组n，l，m，ms值，描述一个电子的运动方式。3.元素性质和元素周期律人们在长期的科学实验中积累了大量资料，发现自然界中物质构成都离不开109种元素，而且这些元素的性质随原子序数的递增呈周期性变化，从而总结发现了元素周期律。原子核外电子排布的周期性是元素周期律的基础。元素周期表是周期律的表现形式，表中汇列了各元素的名称、符