化学反应能否发生,反应速度的快慢,以及反应进行的程度大小等均

1、 化学反应能否发生，反应速度的快慢，以化学反应能否发生，反应速度的快慢，以及反应进行的程度大小等均与反应物和生及反应进行的程度大小等均与反应物和生成物的组成和结构等性质有关，与原子间成物的组成和结构等性质有关，与原子间的结合方式有关。的结合方式有关。化学反应的本质化学反应的本质反应物分子之间原子的重新组合反应物分子之间原子的重新组合如如： H2 + Cl2 2HCl 为了研究反应的本质、物质的性质及变为了研究反应的本质、物质的性质及变化规律，就必须研究物质的结构。化规律，就必须研究物质的结构。1第六章第六章 分子的结构与性质分子的结构与性质物质结构物质结构第五章第五章 原子结构和元素周期性原子

2、结构和元素周期性第七章第七章 固体的结构与性质固体的结构与性质2主要内容主要内容1. 原子结构的近代概念原子结构的近代概念2. 原子中的电子分布原子中的电子分布3. 元素周期系与核外电子元素周期系与核外电子 分布的关系分布的关系4. 元素原子性质的周期性变化元素原子性质的周期性变化第五章第五章 原子结构和元素周期性原子结构和元素周期性3基本要求基本要求1. 微观粒子的波粒二象性微观粒子的波粒二象性2. 波函数与原子轨道、波函数与原子轨道、 几率密度与电子云几率密度与电子云3. 四个量子数四个量子数6. 元素性质的周期性变化元素性质的周期性变化4. 原子核外电子分布原理及其分布原子核外电子分布原

3、理及其分布5. 元素周期系与核外电子分布的关系元素周期系与核外电子分布的关系第五章第五章 原子结构和元素周期性原子结构和元素周期性45-1 原子与元素原子与元素5-2 原子结构的近代概念原子结构的近代概念5-3 原子中电子的分布原子中电子的分布5-4 原子性质的周期性原子性质的周期性 目目目目目目 录录录录录录第五章第五章 原子结构和元素周期性原子结构和元素周期性5第五章第五章 原子结构和元素周期性原子结构和元素周期性第一节第一节 原子与元素原子与元素6古代的原子概念古代的原子概念 公元前公元前5世纪，古希腊哲学家世纪，古希腊哲学家Leu Gippus和和Domo critus提出：物质是由最

4、微小、最坚提出：物质是由最微小、最坚硬、不可入、不可分的微粒组成（原子）。硬、不可入、不可分的微粒组成（原子）。 公元前公元前4世纪，墨翟提出世纪，墨翟提出“端端”的概念，的概念，即端是物质是不可再分的最小单位。即端是物质是不可再分的最小单位。 1741年。俄国的罗蒙诺索夫曾提出物质构年。俄国的罗蒙诺索夫曾提出物质构造的粒子说。造的粒子说。5-1 原子和元素原子和元素7 Dalton原子学说原子学说(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电子分层排布模型电子分层排布模型 (1913年年)量子力学模

5、型量子力学模型(1926年年)5-1-1 原子的组成和元素原子的组成和元素历史回顾历史回顾8基本粒子：基本粒子：电子、质子、中子、光子以及在宇宙射线电子、质子、中子、光子以及在宇宙射线和高能原子核物理实验中发现的一系列粒子。和高能原子核物理实验中发现的一系列粒子。元素：元素：具有相同质子数的一类原子的总称。具有相同质子数的一类原子的总称。原子序数原子序数(Z)=核内质子数核内质子数=核电荷数核电荷数=核外电子数核外电子数同位素：同位素：质子数相同而中子数不同的同一种元素的原质子数相同而中子数不同的同一种元素的原子，有着基本相同的化学性质，且在元素周期表中处子，有着基本相同的化学性质，且在元素周

6、期表中处于同一位置，故互称为同位素。于同一位置，故互称为同位素。核素：核素：具有确定中子数和质子数的单核粒子。具有确定中子数和质子数的单核粒子。同量素：同量素：质量数相同而原子系数不同的元素，互称为质量数相同而原子系数不同的元素，互称为异序同量素，简称异序同量素，简称同量素同量素5-1-1 原子的组成和元素原子的组成和元素基本概念基本概念95-1-3 原子轨道能级原子轨道能级 光是电磁波，是电磁辐射的一种形式，光是电磁波，是电磁辐射的一种形式，连续光谱连续光谱 (continuous spectrum): 太阳光或白炽灯发出的白光，通过玻璃三太阳光或白炽灯发出的白光，通过玻璃三棱镜时形成没有明

7、显分界线的光谱。棱镜时形成没有明显分界线的光谱。105-1-3 原子轨道能级原子轨道能级氢原子光谱氢原子光谱 不连续光谱，即线状光谱不连续光谱，即线状光谱 其频率具有一定的规律其频率具有一定的规律氢原子光谱特征：氢原子光谱特征：115-1-3 原子轨道能级原子轨道能级氢原子光谱氢原子光谱不连续光谱或线状光谱：不连续光谱或线状光谱：气体原子（离子）气体原子（离子）受到激发后，就产生不同种类的光线。通过受到激发后，就产生不同种类的光线。通过三棱镜折射后，得到的是分立的、有明显分三棱镜折射后，得到的是分立的、有明显分界的谱线，称为原子光谱界的谱线，称为原子光谱(atomic spectrum）或线状

8、光谱或线状光谱(line spectrum)，为不连续的光，为不连续的光谱谱(uncontinuous spectrum) 。每种元素都。每种元素都有自己的特征线状光谱。有自己的特征线状光谱。125-1-3 原子轨道能级原子轨道能级5-1-3 原子轨道能级原子轨道能级日光通过棱镜分光，可得到红、橙、黄、日光通过棱镜分光，可得到红、橙、黄、绿、青、蓝、紫连续变化的谱带。绿、青、蓝、紫连续变化的谱带。装有低压高纯装有低压高纯H2(g)的放电管所发出的光的放电管所发出的光,通过棱镜分光后，在可见光区波长范围内，通过棱镜分光后，在可见光区波长范围内，可以观察到不连续的四条谱线。可以观察到不连续的四条谱

9、线。aa为连续光谱为连续光谱氢原子光谱氢原子光谱 nm 410.2 434.1 486.1 656.3 aa H H H H为带状光谱为带状光谱13氢原子中的电子在原子核周围有确定半径氢原子中的电子在原子核周围有确定半径和能量的圆形轨道中运动。电子在这些轨和能量的圆形轨道中运动。电子在这些轨道上运动不吸收能量或放出能量。道上运动不吸收能量或放出能量。 波尔氢原子模型波尔氢原子模型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, 离核越近离核越近, 轨道能量越低轨

10、道能量越低, 势能值越负。势能值越负。14处于激发态的电子不稳定，要跳回到能量处于激发态的电子不稳定，要跳回到能量较低的轨道较低的轨道, 以光的形式放出能量以光的形式放出能量(即光谱即光谱谱线对应的能量谱线对应的能量)。 正常状态下，原子中的电子尽可能在离核正常状态下，原子中的电子尽可能在离核最近、能量最低的轨道上运动最近、能量最低的轨道上运动(基态基态)。波尔氢原子模型波尔氢原子模型基态基态 激发态激发态(电子处于能电子处于能 量较高的状态量较高的状态)吸收能量吸收能量(跃迁跃迁)放出能量放出能量hPlanck常数常数 光的频率光的频率15hEEEEh1212E：轨道能量轨道能量 -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 如如氢原子光谱中的氢原子光谱中的H线线En2-En1=hhPlanck常数常数 光的频率光的频率 = = = 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玻尔理论成功地解释了玻尔理论成功地解释了氢原子光谱的产生和不连续性。氢原子光谱的产生和不连续性。在正常状态下，氢原子中的电子处于基态，在正常状态下，氢原子中的电子处于基态，不会发光。不会发光。当吸收能量后，电子由基态跃迁到激发态，当吸收能量后，电子由基态跃迁到激发态，此时电子不稳定，可回到能量较低的轨道，并此时电子不稳定，可回到能量较低的轨道，并以光的形式释放出能量。以光的形式释放出能量。两轨道能量差是确定的，放出的射线有确定两轨道能量差是确定的，放出的射线有确定的频率。的频率。n=1为基态，吸收能量跃迁到高能级。为基态，吸收能量跃迁到高能级。n=，电子处于离核无穷远的能级，电子不再，电子处于离核无穷远的能级，电子不再受吸引力，此时能量为受吸引力，此时能量为0。波尔氢原子模型波尔氢原子模型17严重的局限性。只能解释单电子原子严重的局限性。只能解释单电子原子(或或离子离子)光谱的一般现象，不能解释多电子光