化學(xué)反應(yīng)能否發(fā)生,反應(yīng)速度的快慢,以及反應(yīng)進(jìn)行的程度大小等均

1、 化學(xué)反應(yīng)能否發(fā)生，反應(yīng)速度的快慢，以化學(xué)反應(yīng)能否發(fā)生，反應(yīng)速度的快慢，以及反應(yīng)進(jìn)行的程度大小等均與反應(yīng)物和生及反應(yīng)進(jìn)行的程度大小等均與反應(yīng)物和生成物的組成和結(jié)構(gòu)等性質(zhì)有關(guān)，與原子間成物的組成和結(jié)構(gòu)等性質(zhì)有關(guān)，與原子間的結(jié)合方式有關(guān)。的結(jié)合方式有關(guān)。化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)反應(yīng)物分子之間原子的重新組合反應(yīng)物分子之間原子的重新組合如如： H2 + Cl2 2HCl 為了研究反應(yīng)的本質(zhì)、物質(zhì)的性質(zhì)及變?yōu)榱搜芯糠磻?yīng)的本質(zhì)、物質(zhì)的性質(zhì)及變化規(guī)律，就必須研究物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。化規(guī)律，就必須研究物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。1第六章第六章 分子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)物質(zhì)結(jié)構(gòu)第五章第五章 原子結(jié)構(gòu)和元素周期性原子

2、結(jié)構(gòu)和元素周期性第七章第七章 固體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)固體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)2主要內(nèi)容主要內(nèi)容1. 原子結(jié)構(gòu)的近代概念原子結(jié)構(gòu)的近代概念2. 原子中的電子分布原子中的電子分布3. 元素周期系與核外電子元素周期系與核外電子 分布的關(guān)系分布的關(guān)系4. 元素原子性質(zhì)的周期性變化元素原子性質(zhì)的周期性變化第五章第五章 原子結(jié)構(gòu)和元素周期性原子結(jié)構(gòu)和元素周期性3基本要求基本要求1. 微觀粒子的波粒二象性微觀粒子的波粒二象性2. 波函數(shù)與原子軌道、波函數(shù)與原子軌道、 幾率密度與電子云幾率密度與電子云3. 四個量子數(shù)四個量子數(shù)6. 元素性質(zhì)的周期性變化元素性質(zhì)的周期性變化4. 原子核外電子分布原理及其分布原子核外電子分布原

3、理及其分布5. 元素周期系與核外電子分布的關(guān)系元素周期系與核外電子分布的關(guān)系第五章第五章 原子結(jié)構(gòu)和元素周期性原子結(jié)構(gòu)和元素周期性45-1 原子與元素原子與元素5-2 原子結(jié)構(gòu)的近代概念原子結(jié)構(gòu)的近代概念5-3 原子中電子的分布原子中電子的分布5-4 原子性質(zhì)的周期性原子性質(zhì)的周期性 目目目目目目 錄錄錄錄錄錄第五章第五章 原子結(jié)構(gòu)和元素周期性原子結(jié)構(gòu)和元素周期性5第五章第五章 原子結(jié)構(gòu)和元素周期性原子結(jié)構(gòu)和元素周期性第一節(jié)第一節(jié) 原子與元素原子與元素6古代的原子概念古代的原子概念 公元前公元前5世紀(jì)，古希臘哲學(xué)家世紀(jì)，古希臘哲學(xué)家Leu Gippus和和Domo critus提出：物質(zhì)是由最

4、微小、最堅提出：物質(zhì)是由最微小、最堅硬、不可入、不可分的微粒組成（原子）。硬、不可入、不可分的微粒組成（原子）。 公元前公元前4世紀(jì)，墨翟提出世紀(jì)，墨翟提出“端端”的概念，的概念，即端是物質(zhì)是不可再分的最小單位。即端是物質(zhì)是不可再分的最小單位。 1741年。俄國的羅蒙諾索夫曾提出物質(zhì)構(gòu)年。俄國的羅蒙諾索夫曾提出物質(zhì)構(gòu)造的粒子說。造的粒子說。5-1 原子和元素原子和元素7 Dalton原子學(xué)說原子學(xué)說(1803年年) Thomson“西瓜式西瓜式”模型模型 (1904年年) Rutherford核式模型核式模型(1911年年) Bohr電子分層排布模型電子分層排布模型 (1913年年)量子力學(xué)模

5、型量子力學(xué)模型(1926年年)5-1-1 原子的組成和元素原子的組成和元素歷史回顧歷史回顧8基本粒子：基本粒子：電子、質(zhì)子、中子、光子以及在宇宙射線電子、質(zhì)子、中子、光子以及在宇宙射線和高能原子核物理實(shí)驗中發(fā)現(xiàn)的一系列粒子。和高能原子核物理實(shí)驗中發(fā)現(xiàn)的一系列粒子。元素：元素：具有相同質(zhì)子數(shù)的一類原子的總稱。具有相同質(zhì)子數(shù)的一類原子的總稱。原子序數(shù)原子序數(shù)(Z)=核內(nèi)質(zhì)子數(shù)核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=核電荷數(shù)核電荷數(shù)=核外電子數(shù)核外電子數(shù)同位素：同位素：質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一種元素的原質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一種元素的原子，有著基本相同的化學(xué)性質(zhì)，且在元素周期表中處子，有著基本相同的化學(xué)性質(zhì)，且在元素周

6、期表中處于同一位置，故互稱為同位素。于同一位置，故互稱為同位素。核素：核素：具有確定中子數(shù)和質(zhì)子數(shù)的單核粒子。具有確定中子數(shù)和質(zhì)子數(shù)的單核粒子。同量素：同量素：質(zhì)量數(shù)相同而原子系數(shù)不同的元素，互稱為質(zhì)量數(shù)相同而原子系數(shù)不同的元素，互稱為異序同量素，簡稱異序同量素，簡稱同量素同量素5-1-1 原子的組成和元素原子的組成和元素基本概念基本概念95-1-3 原子軌道能級原子軌道能級 光是電磁波，是電磁輻射的一種形式，光是電磁波，是電磁輻射的一種形式，連續(xù)光譜連續(xù)光譜 (continuous spectrum): 太陽光或白熾燈發(fā)出的白光，通過玻璃三太陽光或白熾燈發(fā)出的白光，通過玻璃三棱鏡時形成沒有明

7、顯分界線的光譜。棱鏡時形成沒有明顯分界線的光譜。105-1-3 原子軌道能級原子軌道能級氫原子光譜氫原子光譜 不連續(xù)光譜，即線狀光譜不連續(xù)光譜，即線狀光譜 其頻率具有一定的規(guī)律其頻率具有一定的規(guī)律氫原子光譜特征：氫原子光譜特征：115-1-3 原子軌道能級原子軌道能級氫原子光譜氫原子光譜不連續(xù)光譜或線狀光譜：不連續(xù)光譜或線狀光譜：氣體原子（離子）氣體原子（離子）受到激發(fā)后，就產(chǎn)生不同種類的光線。通過受到激發(fā)后，就產(chǎn)生不同種類的光線。通過三棱鏡折射后，得到的是分立的、有明顯分三棱鏡折射后，得到的是分立的、有明顯分界的譜線，稱為原子光譜界的譜線，稱為原子光譜(atomic spectrum）或線狀

8、光譜或線狀光譜(line spectrum)，為不連續(xù)的光，為不連續(xù)的光譜譜(uncontinuous spectrum) 。每種元素都。每種元素都有自己的特征線狀光譜。有自己的特征線狀光譜。125-1-3 原子軌道能級原子軌道能級5-1-3 原子軌道能級原子軌道能級日光通過棱鏡分光，可得到紅、橙、黃、日光通過棱鏡分光，可得到紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫連續(xù)變化的譜帶。綠、青、藍(lán)、紫連續(xù)變化的譜帶。裝有低壓高純裝有低壓高純H2(g)的放電管所發(fā)出的光的放電管所發(fā)出的光,通過棱鏡分光后，在可見光區(qū)波長范圍內(nèi)，通過棱鏡分光后，在可見光區(qū)波長范圍內(nèi)，可以觀察到不連續(xù)的四條譜線。可以觀察到不連續(xù)的四條譜

9、線。aa為連續(xù)光譜為連續(xù)光譜氫原子光譜氫原子光譜 nm 410.2 434.1 486.1 656.3 aa H H H H為帶狀光譜為帶狀光譜13氫原子中的電子在原子核周圍有確定半徑氫原子中的電子在原子核周圍有確定半徑和能量的圓形軌道中運(yùn)動。電子在這些軌和能量的圓形軌道中運(yùn)動。電子在這些軌道上運(yùn)動不吸收能量或放出能量。道上運(yùn)動不吸收能量或放出能量。 波爾氫原子模型波爾氫原子模型nEn/J1-2.179 10-18 2-5.45 10-19 3-2.42 10-19 4-1.36 10-19 5 -8.72 10-20 6-6.05 10-20 n越小越小, 離核越近離核越近, 軌道能量越低軌

10、道能量越低, 勢能值越負(fù)。勢能值越負(fù)。14處于激發(fā)態(tài)的電子不穩(wěn)定，要跳回到能量處于激發(fā)態(tài)的電子不穩(wěn)定，要跳回到能量較低的軌道較低的軌道, 以光的形式放出能量以光的形式放出能量(即光譜即光譜譜線對應(yīng)的能量譜線對應(yīng)的能量)。 正常狀態(tài)下，原子中的電子盡可能在離核正常狀態(tài)下，原子中的電子盡可能在離核最近、能量最低的軌道上運(yùn)動最近、能量最低的軌道上運(yùn)動(基態(tài)基態(tài))。波爾氫原子模型波爾氫原子模型基態(tài)基態(tài) 激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)(電子處于能電子處于能 量較高的狀態(tài)量較高的狀態(tài))吸收能量吸收能量(躍遷躍遷)放出能量放出能量hPlanck常數(shù)常數(shù) 光的頻率光的頻率15hEEEEh1212E：軌道能量軌道能量 -0.44

11、5-0.605-0.872 -1.36 -2.42 -5.45-21.79E/10-19J7 6 54 3 21n121.6nm120.6nm97.25nm94.98nm93.78nm93.14nm656.5nm486.1nm434.1nm410.2nm397.2nmH H H H H 如如氫原子光譜中的氫原子光譜中的H線線En2-En1=hhPlanck常數(shù)常數(shù) 光的頻率光的頻率 = = = 4.57 1014S-1 En-En -2.42 10-19J- (-5.45 10-19J) h 6.626 10-34JS32= = = 656.5nm 32 4.57 1014S-1 c(光速光速

12、) 3 108mS-1 16玻爾理論成功地解釋了玻爾理論成功地解釋了氫原子光譜的產(chǎn)生和不連續(xù)性。氫原子光譜的產(chǎn)生和不連續(xù)性。在正常狀態(tài)下，氫原子中的電子處于基態(tài)，在正常狀態(tài)下，氫原子中的電子處于基態(tài)，不會發(fā)光。不會發(fā)光。當(dāng)吸收能量后，電子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，當(dāng)吸收能量后，電子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，此時電子不穩(wěn)定，可回到能量較低的軌道，并此時電子不穩(wěn)定，可回到能量較低的軌道，并以光的形式釋放出能量。以光的形式釋放出能量。兩軌道能量差是確定的，放出的射線有確定兩軌道能量差是確定的，放出的射線有確定的頻率。的頻率。n=1為基態(tài)，吸收能量躍遷到高能級。為基態(tài)，吸收能量躍遷到高能級。n=，電子處于離核無窮遠(yuǎn)的能級，電子不再，電子處于離核無窮遠(yuǎn)的能級，電子不再受吸引力，此時能量為受吸引力，此時能量為0。波爾氫原子模型波爾氫原子模型17嚴(yán)重的局限性。只能解釋單電子原子嚴(yán)重的局限性。只能解釋單電子原子(或或離子離子)光譜的一般現(xiàn)象，不能解釋多電子光