第01章+原子结构和元素周期表

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1、第1章原子结构和元素周期表Chapter1AtomicStructureandPeriodicTableofElements1．初步了解原子核外电子运动的近代概念、原子能级、波粒二象性、原子轨道（波函数）和电子云概念.2．了解四个量子数对核外电子运动状态的描述，掌握四个量子数的物理意义、取值范围.3．熟悉s、p、d原子轨道的形状和方向.4．理解原子结构的近似能级图，掌握原子核外电子排布的一般规则和s、p、d、f区元素的原子结构特点.5．会从原子的电子层结构了解元素性质，熟悉原子半径、电离能、电子亲合能和电负性的周期性变化.本

2、章教学要求1.1亚原子粒子subatomicparticles1.2波粒二象性—赖以建立现代wave-particleduality—a模型的量子力学概念fundamentalconceptofquantummechanics1.3氢原子结构的量子力学模型thequantummechanicalmodelofthestructureofhydrogenatom——波尔模型Bohr’model1.4原子结构的波动力学模型thewavemechanicalmodelofthestructureofatom1.5多电子原子轨道的能

3、级theenergylevelofmany-electronatoms1.6基态原子的核外电子排布ground-stateelectronconfiguration1.7元素周期表theperiodictableofelements1.8原子参数atomicparameters本章教学内容1.1亚原子粒子（subatomicparticles）1.1.1化学研究的对象theobjectofchemicalstudy1.1.3夸克Quark1.1.2亚原子粒子（基本粒子）subatomicparticles(elementar

4、yparticles)夸克质子中子原子核电子原子(离子)分子微观（宇观）宇宙单质化合物星体宏观纳米材料（介观）1.1.1化学研究的对象哪些是关键性的问题呢？化学反应的性能问题;化学催化的问题;生命过程中的化学问题.当今化学发展的趋势大致是：由宏观到微观，由定性到定量，由稳定态向亚稳态，由经验上升到理论并用理论指导实践，进而开创新的研究.总之，化学已成为中心学科，与21世纪的四个重大课题（能源、材料、环境和生命科学）都有关.Propertiesofsomesubatomicparticles1.1.2亚原子粒子原子是化学上最重

5、要、使用最频繁的术语之一,原是希腊语中意为“不可再分”意思.随着科学的发展,道尔顿(DaltonJ)于1803年提出了第一个现代原子论,但他接受了“不可再分”的概念.随着电子的发现,接着发现了α粒子、质子和中子,如果将电子看作原子上掉下的“碎屑”,α粒子就算得上原子分裂的“碎块”了.人们将组成原子的微粒叫亚原子粒子.亚原子粒子曾经也叫基本粒子,近些年越来越多的文献就将其叫粒子.迄今科学上发现的粒子已达数百种之多,1.1.3夸克名称下夸克上夸克奇夸克粲夸克底夸克顶夸克符号duscbt电荷-1/3+2/3-1/3+2/3-1/3

6、+2/3质量均为质子的1/100或1/200质子的200倍发现年代197419771995Someprimaryparticles根据1961年由盖尔-曼（GellM-Mann）建立的新模型，质子和中子都是由更小的粒子夸克组成的，但现有的理论还不能预言（当然更不用说从实验上证明）电子是可分的.1.2.1经典物理学概念面临的窘境（anemba-rrassmentoftheconceptsoftheclassicalphysics)1.2.2波的微粒性（particle—likewave)1.2.3微粒的波动性（wave—lik

7、eparticle)1.2波粒二象性—赖以建立现代模型的量子力学概念(wave-particleduality—afundamen-talconceptofquantummechanics)1.2.1经典物理学概念面临的窘境Rutherford根据粒子散射实验，创立了关于原子结构的“太阳-行星模型”.其要点是：1.所有原子都有一个核即原子核(nucleus)；2.核的体积只占整个原子体积极小的一部分；3.原子的正电荷和绝大部分质量集中在核上；4.电子像行星绕着太阳那样绕核运动.Rutherford’sexperimento

8、nαparticlebombardmentofmetalfoil在对粒子散射实验结果的解释上,新模型的成功是显而易见的,至少要点中的前三点是如此.问题出在第4点,尽管卢瑟夫正确地认识到核外电子必须处于运动状态,但将电子与核的关系比作行星与太阳的关系,却是一幅令人生疑的图像.istheemb