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《高中化学竞赛《原子结构和元素周期律》》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、原子结构与元素周期系1原子结构与元素周期系核外电子的运动状态核外电子的排布和元素周期系元素基本性质的周期性原子结构与元素周期系21━2微观粒子的波粒二象性一、光和实物粒子的波粒二象性1924年德国物理学家LdeBroglie(德布罗意)提出假设：既然光是一种微粒又是一种波，那么静止质量不为零的实物粒子也含有相似的二象性1927年C.J.Pavisson(戴维逊)和L.H.Germer(盖末尔)获得一种晶体的电子衍射图，从实验上证实了deBroglie的假设，从此科学家们开始接受实物粒子的二象性。原子结构与元素周期系3感光屏幕薄晶体片衍射环
2、纹电子枪电子束电子衍射实验示意图用电子枪发射高速电子通过薄晶体片射击感光荧屏，得到明暗相间的环纹，类似于光波的衍射环纹。原子结构与元素周期系4结论：1.电子等实物粒子具有波粒二象性；2.不能用经典物理的波和粒的概念来理解它的行为。再次说明描述电子等微粒的运动规律只能用描述微粒运动规律的量子力学。原子结构与元素周期系5二、测不准原理和几率概念测不准原理：一个粒子的位置和动量不能同时地、准确地测定。注意：这里所讨论的不确定性并不涉及所用的测量仪器的不完整性，它们是内在固有的不可测定性。△x≥h/2πm×△v原子结构与元素周期系61━3波函数和
3、原子轨道薛定谔方程波函数和原子轨道 一定的波函数表示电子的一种运动状态，状态——轨道。 波函数叫做原子轨道，即波函数与原子轨道是同义词。原子结构与元素周期系7波函数的意义原子核外电子的一种运动状态每一个波函数都有对应的能量E波函数ψ没有明确的直观的物理意义,但波函数绝对值的平方
4、ψ
5、2却有明确的物理意义原子结构与元素周期系81—6四个量子数量子数物理意义取值范围主量子数n描述电子离核远近及能量高低n=1,2,3,…正整数角量子数l描述原子轨道的形状及能量的高低l=0,1,2,…小于n的正整数磁量子数m描述原子轨道在空间的伸展方向自旋量子数
6、ms描述电子的自旋方向ms=+1/2,-1/22－m=0,+1,-1,+2,,…±l原子结构与元素周期系9主量子数（n）角量子数（l）磁量子数（m）轨道符号轨道数1001s12002s110，＋1，-12p33003s110，＋1，-13p320，＋1，-1，＋2，-23d54004s110，＋1，-14p320，＋1，-1，＋2，-24d530，＋1，-1，＋2，-2，＋3，-34f75005s110，＋1，-15p320，＋1，-1，＋2，-25d530，＋1，-1，＋2，-2，＋3，-35f740，＋1，-1，＋2，-2，＋3，-3
7、,+4,-45g9原子结构与元素周期系10原子结构与元素周期系11多电子原子近似能级图的特点：近似能级图是按原子轨道的能量高低而不是按原子轨道离核的远近顺序排列起来。把能量相近的能级划为一组，称为能级1s第一能级组2s2p第二能级组3s3p第三能级组4s3d4p第四能级组5s4d5p第五能级组6s4f5d6p第六能级组7s5f6d7p第七能级组在能级图中可以看到：相邻的两个能级组之间的能量差较大，而在同一能级组中各能级的能量差较小。原子结构与元素周期系12在能级图中:所谓等价轨道是指其能量相同、成键能力相同，只是空间取向不同的轨道。角量子
8、数l相同的能级，其能量由主量子数n决定，n越大，能量越高。主量子数n相同，角量子数l不同的能级，其能量随l的增大而升高。主量子数n和角量子数l同时变化时，从图中可知，能级的能量变化情况是比较复杂的。原子结构与元素周期系13核外电子层结构的原则能量最低原理堡里不相容原理（奥地利科学家）洪特（Hund）规则（德国科学家）原子结构与元素周期系14能量最低原理多电子原子在基态时，核外电子总是尽可能分布到能量最低的轨道，这称为能量最低原理。原子结构与元素周期系15堡里不相容原理一个电子的四个量子数为（3、2、0、-1/2）另一个电子的四个量子数为（
9、3、2、0、+1/2）从保里原理可获得以下几个重要结论：a)每一种运动状态的电子只能有一个。b)由于每一个原子轨道包括两种运动状态，所以每一个原子轨道中最多只能容纳两个自旋不同的电子。c)因为s、p、d、f各分层中原子轨道数为1、3、5、7所以各分层中相应最多只能容纳2、6、10、14个电子。d)每个电子层原子轨道的总数为n²个，因此，各电子层中电子的最大容量为2n²个。原子结构与元素周期系16洪特（Hund）规则电子分布到能量相同的等价轨道时，总是尽先以自旋相同的方向，单独占领能量相同的轨道。例:7N2p2s1s原子结构与元素周期系17
10、作为洪特规则的特例，等价轨道：全充满p6、d10、f14半充满p3、d5、f7全空p0、d0、f0的结构状态比较稳定例：19号K1s22s22p63s23p64s1原子实结构式为[Ar]4s1
