第1章原子结构与元素周期表ppt课件.ppt

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1、第1章原子结构和元素周期表Chapter1AtomicStructureandthePeriodicTableofElements1．初步了解原子核外电子运动的近代概念、原子能级、波粒二象性、原子轨道和电子云等概念。2．了解四个量子数对核外电子运动状态的描述，掌握四个量子数的物理意义、取值范围。3．熟悉s、p、d原子轨道的形状和空间伸展方向。4．理解原子结构近似能级图，掌握原子核外电子排布的一般规则和s、p、d、f区元素的原子结构特点。本章教学要求5.掌握元素周期表的结构及分区。1.1亚原子粒子S

2、ubatomicparticles1.2波粒二象性—赖以建立现代模型的量子力学概念Wave-particleduality—afundamentalconceptofquantummechanics1.3氢原子结构的量子力学模型—波尔模型Thequantummechanicalmodelofthestructureofhydrogenatom—Bohr’smodel1.4原子结构的波动力学模型Thewavemechanicalmodeloftheatomicstructure1.5多电子原子轨道的

3、能级Energylevelinpolyelectronicatoms1.6基态原子的核外电子排布Ground-stateelectronconfiguration1.7元素周期表Theperiodictableofelements1.1亚原子粒子Subatomicparticles1.1.1化学研究的对象Objectofchemicalstudy1.1.3夸克Quark1.1.2亚原子粒子（基本粒子）Subatomicparticles(elementaryparticles)夸克质子中子原子核电

4、子原子(离子)分子(微观)（宇观）宇宙单质化合物星体(宏观)纳米材料（介观）1.1.1化学研究的对象(Objectofchemicalstudy)哪些是关键性的问题呢？化学反应的性能问题;化学催化的问题;生命过程中的化学问题等等。当今化学发展的趋势大致是：由宏观到微观，由定性到定量，由稳定态向亚稳态，由经验上升到理论并用理论指导实践，开创新的研究。1.1.2亚原子粒子(Subatomicparticles)人们将组成原子的微粒叫亚原子粒子。亚原子粒子曾经也叫基本粒子,近些年越来越多的文献就将其叫粒

5、子。迄今科学上发现的粒子已达数百种之多。与化学相关的某些亚原子粒子的性质名称符号质量/u电荷/e电子质子中子正电子α粒子β粒子γ光子e–pne+αβγ5.486×10–41.00731.0087(氦原子的核)(原子核射出的e-)(原子核射出的电磁波)–1＋105.486×10–4＋1＋2–10原子质量单位U(atomicmassunits)：(1U=1.6605×10-27kg)1.1.3夸克(Quark)名称下夸克上夸克奇夸克粲(càn)夸克底夸克顶夸克符号duscbt电荷-1/3+2/3-1/

6、3+2/3-1/3+2/3质量均为质子的1/100或1/200质子的200倍发现年代197419771995某些最重要的夸克根据1961年由盖尔-曼（GellM-Mann）建立的新模型，质子和中子都是由更小的粒子夸克组成的，但现有的理论还不能预言(当然更不用说从实验上证明)电子是可分的。1.2波粒二象性—赖以建立现代模型的量子力学概念Wave-particleduality—afundamen-talconceptofquantummechanics1.2.3微粒的波动性Wave—likepart

7、icle1.2.2波的微粒性Particle—likewave1.2.1经典物理学概念面临的窘境Anembarrassmentoftheconceptsoftheclassicalphysics1.2.1经典物理学概念面临的窘境卢瑟夫(Rutherford)“太阳-行星模型”的要点：1.所有原子都有一个核即原子核(nucleus)；2.核的体积只占整个原子体积极小的一部分；3.原子的正电荷和绝大部分质量集中在核上；4.电子像行星绕着太阳那样绕核运动。汤姆森的原子结构模型ThomsonJJ[英]18

8、56-1940PRutherfordE[英]1871-1937Pα粒子散射实验，1911,曼彻斯特大学在对粒子散射实验结果的解释上,新模型的成功是显而易见的,至少要点中的前三点是如此。根据当时的物理学概念,带电微粒在力场中运动时总要产生电磁辐射并逐渐失去能量,运动着的电子轨道会越来越小,最终将与原子核相撞并导致原子毁灭。由于原子毁灭的事实从未发生,将经典物理学概念推到前所未有的尴尬境地。经典物理学概念面临的窘境？会不会？！1.2.2波的微粒性●电磁波是通过空间传播的能量。可见光只不