原子结构和元素周期性之原子结构的近代概念课件

原子结构和元素周期性之原子结构的近代概念课件BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA目录CONTENTS原子结构理论的发展历程原子的电子结构原子的能级和跃迁元素周期表与原子结构的关系原子结构与化学键合的关系原子结构与物质性质的关系BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA01原子结构理论的发展历程简单、直观早期的原子模型认为物质是由连续的物质构成的，原子被视为最小的、不可分割的单位。这种模型简单直观，但无法解释一些实验现象，如电子的运动轨迹。早期的原子模型经典、核式卢瑟福的原子模型认为原子中心有一个原子核，电子围绕原子核运动。这种模型较为经典，能够解释一些实验现象，如电子的轨道和能量级。卢瑟福的原子模型量子化、轨道波尔的原子模型引入了量子化的概念，认为电子只能在特定的轨道上运动，并且只能吸收或发射特定频率的光子。这种模型能够解释氢原子的光谱线，但对其他元素的解释存在局限性。波尔的原子模型波函数、不确定性量子力学模型认为原子中的电子没有确定的轨道和速度，而是由波函数描述其在空间中的分布。这种模型能够解释更多实验现象，如电子云的形状和分布，但计算较为复杂，且存在一些未解之谜。量子力学模型BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA02原子的电子结构一个原子轨道最多只能容纳两个电子，且这两个电子的自旋方向必须相反。泡利不相容原理能量最低原理洪特规则电子优先占据能量最低的轨道，即电子总是优先自旋方向相同，且在能量最低的轨道上。在能量相等的轨道上，自旋方向相同的电子尽可能占据不同的轨道，且电子尽可能自旋平行地配对。030201电子排布规律描述电子在原子核周围出现的概率分布，而非电子的运动轨迹。电子云描述电子在距离原子核不同距离的区域出现的概率。径向分布函数描述电子在特定距离上，不同角度方向上出现的概率。角度分布函数电子云的描述一个原子轨道最多只能容纳两个电子，且这两个电子的自旋方向必须相反。泡利原理在能量相等的轨道上，自旋方向相同的电子尽可能占据不同的轨道，且电子尽可能自旋平行地配对。洪特规则泡利原理和洪特规则BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA03原子的能级和跃迁能级原子中的电子在不同的能级上具有不同的能量，能级的高低决定了电子的能量大小。能级组一组相近的能级组成一个能级组，同一能级组内的能级具有相似的性质。能级和能级组

电子跃迁电子跃迁电子在不同能级之间发生跃迁，吸收或释放能量。辐射跃迁电子从高能级向低能级跃迁时，释放能量并产生辐射。非辐射跃迁电子通过与其它粒子相互作用，实现非辐射跃迁。原子在跃迁过程中释放的能量以光子的形式表现，形成光谱。辐射光谱原子吸收特定波长的光子，实现能级跃迁，形成吸收光谱。吸收光谱通过分析原子光谱，可以推断出原子的结构和性质。光谱分析辐射和吸收光谱BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA04元素周期表与原子结构的关系族与周期同一周期内，从左到右，元素的核外电子层数相同，最外层电子数递增。同一族内，最外层电子数相同，核外电子层数递增。原子序数按照原子序数从小到大排列，同位素则按质量数递增的顺序排列。主族与副族主族元素的价电子全部包括在s和p轨道中，而副族元素的价电子部分包括在d或ds轨道中。元素周期表的排列规律随着原子序数的递增，电负性呈现周期性变化，即从左到右逐渐增大，从上到下逐渐减小。电负性随着原子序数的递增，原子半径呈现周期性变化，即从左到右逐渐减小，从上到下逐渐增大。原子半径随着原子序数的递增，金属性和非金属性呈现周期性变化，即从左到右金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强，从上到下则相反。金属性和非金属性元素性质的周期性变化根据元素在周期表中的位置，可以预测其化合价。预测化合价根据元素在周期表中的位置，可以预测其可能的化学键类型。预测化学键根据元素在周期表中的位置，可以预测其单质和化合物的性质。预测物质性质元素周期表的预测功能BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA05原子结构与化学键合的关系VS共价键合是原子之间通过共享电子形成的化学键，具有稳定性和饱和性。在共价键合中，原子通过共享电子来达到外层电子结构的稳定状态。这些共享的电子既不完全属于一个原子也不完全属于另一个原子，而是形成了一个电子对，将两个原子连接在一起。共价键合是形成有机分子和许多非金属元素化合物的主要方式。共价键合离子键合是正离子和负离子之间的吸引力形成的化学键，具有方向性和饱和性。在离子键合中，正离子和负离子之间的电性吸引力导致电子转移，形成正负离子。这种键合是离子化合物（如盐、碱等）的主要形成方式，其强度主要取决于离子的电荷数和半径差。离子键合金属键合是金属原子之间通过自由电子形成的化学键，具有方向性和饱和性。在金属键合中，金属原子通过共享电子形成金属键。这些自由电子可以在金属原子之间自由移动，形成连续的电子海洋，将金属原子连接在一起。金属键合是金属单质和合金的主要形成方式。金属键合BIGDATAEMPOWERSTOCREATEANEWERA06原子结构与物质性质的关系电子结构原子的电子结构决定了固体中的电子行为，从而影响其电导率、光学性质和热学性质等。磁性原子自旋磁矩和轨道磁矩的排列方式决定了固体的磁性，如铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性等。晶体结构原子在固体中的排列方式决定了晶体的结构和物理性质，如硬度、导电性、热导率等。固体物理性质123液体中原子间的相互作用和流动性质决定了其黏度，黏度对液体的流动和传输特性有重要影响。黏度液体表面原子或分子的排列方式和能量状态决定了其表面张力，表面张力影响液体的表面现象和润湿性质。表面张力液体中离子的迁移率和浓度决定了其电导率，电导率对电化学和电镀等领域有重要应用。电导率液体物理性质气体中原子或分子的振动和转动能量决定了其热容，热容是描述气体吸收热量或释放热量能力的物理量。热容气体中原子或