《b原子结构模型》课件

《b原子结构模型》课程目标11.了解原子结构模型的演变从早期的原子模型到现代的量子模型，了解其发展历程和关键概念。22.掌握原子结构的基本原理包括电子层、电子亚层、原子轨道等概念，以及量子数的意义。33.理解化学键的本质学习离子键、共价键的形成机制和影响因素。44.应用原子结构模型解释物质性质利用原子结构模型解释元素周期律、物质的物理性质和化学性质。原子的历史发展古希腊时期德谟克利特和伊壁鸠鲁提出原子论，认为物质是由不可分割的微粒组成。19世纪道尔顿提出原子学说，认为原子是化学反应的基本单位，并提出了原子量概念。电磁辐射与电子1赫兹发现电磁波，并证明光也是一种电磁波。2汤姆逊通过阴极射线实验发现了电子，证明原子是可以被分割的。3爱因斯坦提出光电效应理论，解释了光的波动性和粒子性。原子核的发现卢瑟福通过α粒子散射实验，证实了原子核的存在，并推测原子核带正电荷。查德威克发现了中子，完善了原子核的结构模型。原子模型的演变1汤姆逊模型葡萄干布丁模型2卢瑟福模型行星模型3玻尔模型量子模型4现代量子模型电子云模型汤姆逊原子模型模型特点原子是一个带正电荷的球体，电子均匀分布在球体内，就像葡萄干分布在布丁里。模型解释解释了原子整体呈电中性，但不能解释α粒子散射实验结果。原子模型存在的问题不能解释光谱汤姆逊模型无法解释原子发射的光谱线是分立的，而不是连续的。不能解释α粒子散射实验α粒子散射实验表明，原子核占有很小的体积，大部分原子都是空的。普尔原子模型1电子轨道电子只能在特定的轨道上运动，每个轨道对应一个特定的能量。2能量跃迁电子在不同轨道之间跃迁时，会吸收或释放能量，形成光谱。玻尔原子模型量子理论的基本概念量子化能量、动量等物理量只能取离散的值，而不是连续的值。波粒二象性光和电子等粒子既具有波的性质，也具有粒子的性质。电子的量子属性1能量电子在原子中只能占据特定的能量状态。2动量电子的动量也是量子化的，只能取特定的值。3角动量电子绕原子核运动的角动量也是量子化的，只能取特定的值。电子的波粒二象性波动性电子可以像光一样发生衍射和干涉现象。粒子性电子可以像粒子一样与物质发生碰撞和散射。薛定谔波函数薛定谔方程描述了电子在原子中的运动状态，其解被称为波函数。波函数的意义波函数平方表示电子在空间某个位置出现的概率密度。量子数的意义1主量子数(n)表示电子能级的能量，n=1,2,3...代表电子层2角量子数(l)表示电子亚层的形状，l=0,1,2...分别代表s,p,d亚层3磁量子数(ml)表示电子轨道在空间的取向，取值范围为-l到+l，包括04自旋量子数(ms)表示电子的自旋方向，取值范围为+1/2和-1/2氢原子能级结构基态n=1，电子处于能量最低状态，即基态。激发态电子吸收能量后，跃迁到较高能级，处于激发态。能量跃迁电子从激发态跃迁回基态时，会释放能量，以光子的形式发射出来。电子云分布电子云描述了电子在原子核周围运动时，电子出现的概率密度。电子云形状不同原子轨道对应的电子云形状不同，例如s轨道呈球形，p轨道呈哑铃形。电子空间轨道s轨道呈球形，能量最低，可容纳2个电子。p轨道呈哑铃形，能量比s轨道高，可容纳6个电子。d轨道形状更复杂，能量比p轨道高，可容纳10个电子。电子自旋与磁矩电子自旋电子像一个带负电荷的小球在自转，产生一个磁矩。自旋方向电子的自旋方向只有两种可能，自旋向上或自旋向下，对应自旋量子数为+1/2或-1/2。原子轨道填充规则1能量最低原理电子优先填充能量最低的原子轨道。2泡利不相容原理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相反。3洪特规则当有多个能级简并的原子轨道时，电子优先占据不同的轨道，且自旋方向相同。电子配置与周期表1元素周期表中，元素的周期数等于电子层数，族数等于最外层电子的数目。2根据电子配置可以预测元素的化学性质，例如，同一族的元素具有相似的化学性质。晶体结构与原子键合晶体结构晶体是由原子、离子或分子按一定的规律排列形成的三维空间结构。原子键合原子之间通过化学键相互结合形成分子或晶体。离子化与电离能1离子化原子失去电子，形成带正电荷的离子。2电离能从气态原子中移去一个电子所需的能量，通常用电子伏特(eV)表示。离子结构与离子键离子结构离子是由原子失去或得到电子形成的，带电荷的微粒。离子键通过静电作用形成的，带相反电荷的离子之间的化学键。共价键的形成电子对共用两个原子共享一对或多对电子，形成共价键。σ键和π键共价键可以分为σ键和π键，σ键是沿着键轴方向形成的，π键是垂直于键轴方向形成的。分子结构与极性极性分子分子中电子云分布不均匀，导致分子具有正负极性。非极性分子分子中电子云分布均匀，不具有正负极性。价键理论与分子几何构型1价层电子对互斥理论(VSEPR)价层电子对之间的排斥作用决定了分子的几何构型。2杂化轨道原子轨道在形成化学键时，可能会发生杂化，形成新的杂化轨道，其形状和能量与原来的原子轨道不同。分子杂化轨道sp3杂化一个s轨道和三个p轨道杂化，形成四个sp3杂化轨道，呈四面体形状。sp2杂化一个s轨道和两个p轨道杂化，形成三个sp2杂化轨道，呈平面三角形形状。sp杂化一个s轨道和一个p轨道杂化，形成两个sp杂化轨道，呈直线形形状。成键机理与σ-π键σ键σ键是由两个原子轨道沿着键轴方向重叠形成的，是共价键中最常见的类型。π键π键是由两个原子轨道在垂直于键轴方向重叠形成的，它比σ键更弱，但它可以使分子具有额外的稳定性。总