项目一物质结构复习过程.ppt

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1、项目一物质结构1.1原子核外电子的运动状态【能力目标】能够完全掌握四个量子数表示意义及其取值规律。【知识目标】掌握原子核外电子运动的特性，掌握四个量子数的符号和表示的意义。1.1原子核外电子的运动状态1.1.1核外电子运动的量子化1.1.2电子的波粒二象性1.1.3波函数与原子轨道1.1.4电子云1.1.5量子数1.1.1核外电子运动的量子化（1）原子中的电子只能沿着某些特定的、以原子核为中心、半径和能量都确定的轨道上运动，这些轨道的能量状态不随时间而改变，称为稳定轨道（或定态轨道）。（2）在一定轨道中运动的电子具有一定的能量，处在稳定轨道中运动的电子，既不吸收能量，也不发射能

2、量。轨道的这些不同的能量状态，称为能级。基态、激发态。（3）电子从一个定态轨道跳到另一个定态轨道，在这过程中放出或吸收能量，其频率与两个定态轨道之间的能量差有关。1.1.2电子的波粒二象性法国物理学家德布罗依(deBroglie)，提出假设：微观粒子都具有波粒二象性---德布罗依波或物质波。1927年，美国物理学家戴维逊(C.J.Davisson)和革末(L.H.Germer)进行了电子衍射实验，得到了和光衍射现象相似的一系列明暗交替的衍射环纹，这种现象称为电子衍射。1.1.3波函数与原子轨道1926年奥地利物理学家薛定谔(E.Schrödinger)把电子运动和光的波动性理论

3、联系起来，提出了描述核外电子运动状态的数学方程，称为薛定谔方程。薛定谔方程把作为粒子物质特征的电子质量(m)、位能(V)和系统的总能量(E)与其运动状态的波函数(ψ)列在一个数学方程式中，即体现了波动性和粒子性的结合。解薛定谔方程的目的就是求出波函数以及与其相对应的能量E，这样就可了解电子运动的状态和能量的高低。图1-1s，p，d原子轨道角度分布图(平面图)1.1.4电子云电子在核外空间各处出现的概率大小，称为概率密度。为了形象地表示电子在原子中的概率密度分布情况，常用密度不同的小黑点来表示，这种图像称为电子云。电子在核外空间出现的概率密度和波函数的平方成正比，表示为电子在原

4、子核外空间某点附近微体积出现的概率。原子轨道的角度分布图带有正、负号，而电子云的角度分布图均为正值，电子云角度分布图形比较“瘦”些。图1-2s，p，d电子云角度分布图(平面图)1.1.5量子数1.1.5.1主量子数n1.1.5.2角量子数1.1.5.3磁量子数m1.1.5.4自旋量子数主量子数是描述核外电子离核的远近，电子离核由近到远分别用数值n=1，2，3，…有限的整数来表示，已知的最大值为7，主量子数决定了原子轨道能级的高低，n越大，电子的能级越大，能量越高。n是决定电子能量的主要量子数。n相同，原子轨道能级相同。1.1.5.1主量子数nn1234567层第一层第二层第三层

5、第四层第五层第六层第七层符号KLMNOPQ1.1.5.2角量子数l在同一电子层内，电子的能量也有所差别，角量子数l就是用来描述原子轨道或电子云的形态。l的数值不同，原子轨道或电子云的形状就不同，l的取值受n的限制。n1234l00,10,1,20,1,2,3表1-3角量子数、亚层符号及原子轨道形状的对应关系Ι0123亚层符号spdf原子轨道或电子云形状圆球形哑铃形花瓣形花瓣形Ens

6、-4n、l和m的关系主量子数(n)1234电子层符号KLMN角量子数（l）0010120123电子亚层符号1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f磁量子(m)0000000000±1±1±1±1±1±1±2±2±2±3亚层轨道数(2ι+1)1131351357电子层轨道数n149161.1.5.4自旋量子数m描述电子自旋运动的量子数还称为自旋量子数ms，由于电子有两个相反的自旋运动，因此自旋量子数取值为，用符号“↑”和“↓”表示。在四个量子数中，n、l、m三个量子数可确定电子的原子轨道；n、l两个量子数可确定电子的能级；n这一个量子数只能确定电子的电子层。1.2原子核外电子的排

7、布【能力目标】能够写出某元素核外电子排布式。【知识目标】掌握核外电子排布原则及方法；掌握常见元素的原子排布式和价电子构型。1.2原子核外电子的排布1.2.1基态原子核外电子排布的原则1.2.2原子核外电子排布1.2.1基态原子核外电子排布的原则1.2.1.1泡利不相容原理1.2.1.2能量最低原理1.2.1.3洪特规则1.2.1.1泡利不相容原理1929年，奥地利科学家泡利(w.Pauli)提出：在同一原子中不可能有四个量子数完全相同的2个电子，即每个轨道最多只能容纳2个自旋方向相反的电子。