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1、第二章物质结构（一）＿＿＿＿原子结构物质世界五光十色、千变万化归根结底由物质的组成、结构决定研究物质世界，就是研究物质的组成、结构、性质及其变化规律。万事皆有缘宏观物质的性质、变化规律缘由于微观物质。化学研究什么？物理化学物理.化学主要是研究化合物的组成、结构、性质数学、物理、化学是一切自然科学的基础科学，或称为中心科学。宏观物质亚微观结构分子原子基本粒子化学研究物质的总体思路化合物的性质化合物存在的状态化学反应的历程能量最低原理电子效应空间效应.1.1原子结构的近代概念1.2原子核外电子

2、的排布和元素周期律1.3化学键和分子构型1.4共价分子的空间构型1.5分子间力和氢键1.6晶体结构1.1原子结构的近代概念1.1.1、经典原子模型1.1.2、原子结构的近代概念1.1.3原子轨道和电子云1.1.4多电子原子中轨道的能级1.1.1、经典原子模型1．J.Dalton原子模型——原子是物质的不可再分的最小实心微粒。阴极射线19世纪末，X射线、电子射线被发现，结果表明原子是可以分割的，不是最后质点。2．J.J.Thomson的“浸入式”原子模型——认为原子是由带正电的均匀连续体和在其中运动

3、的负电子构成。3．E.Ruthorford的“含核”原子模型——认为原子中心有一个小而重的带正电荷的原子核，核外有电子绕核的外围作空间运动。4．Bohr原子模型——指出微观粒子运动具有量子化的特征，提出了关于原子轨道能级的概念。1.1.2、原子结构的近代概念1．波粒二相性2．运动的统计性1波粒二象性对于光的本性，曾经有微粒说、波动说的长期增论，后来确认既具有微粒性，又具有波动性，称为波粒二象性。物质波的概念1924年deBroglie在光的启发下提出一切物质都具有粒子和波动的性质，即波粒二象性把作

4、为粒子特征的动量P和表现波特性的波长联系起来。E为粒子的能量；为粒子物质波的波长；P为粒子的动量；为粒子物质波的频率；h为普朗克常数；v为粒子物质波的运动速度。P=EV=hV=h或＝hp例：重25g的子弹，飞行速度为9.0×102m.s－1，其=2.94×10－35m重9.1×10－28g的电子，运动速度为3×106m·s－1，其=2.4×10－10m可见，对于宏观物质，其波动性微乎甚微，可以忽略，但对于微观微粒，其波动性相对较大，成为重要性能。可见，对于较重的宏观物体，其物质波极

5、短，不能察觉，波动性可以忽略，但对于电子、质子、中子、原子、分子等微观粒子，就必须考虑其波动性，就是说，微观粒子都具有波粒二象性。1927年，Davisson(戴维逊）、Germer(盖末）通过电子衍射证实了deBroglie（德布罗伊）的假设，即电子和光子一样具有波粒二象性。.X射线衍射图电子射线衍射图2、微观粒子运动的统计性微观粒子具有波粒二象性，就不能象宏观物体那样在确定的时间断内准确的描述出其运动的轨迹。微观粒子的运动符合下列关系：X为微观粒子在某一方向的位置（或坐标）测不准量；Px

6、为动量在x方向的分量测不准量；h为Planck常数。也就是说，微观粒子运动的距离变化与动量变化不能同时测准，这就是有名的海森堡测不准原理。测不准原理是微观粒子的固有属性，不能用牛顿力学描述。我们只能用统计的方法，描述大量微观粒子运动的行为，即在一定区域内出现的概率，因而电子运动的轨道失去了其真正的含义。1.1.3原子轨道和电子云1、波函数和原子轨道2、四个量子数3、波函数与电子云1、波函数和原子轨道1926年，SchrÖdinger（薛定谔）根据德布罗伊物质波的观点将电子的粒子性代入波动方程。是描

7、述波动的函数，称为波函数，可用来表示任何微观粒子的行为。波函数ψ是三维空间x、y、z的函数，其二阶偏微分方程就是有名的薛定谔方程电子的波函数对原子核外电子运动的描述具有十分重要意义：波函数不同，其能量不同。每一个波函数，都表示核外电子运动的一种状态，称为原子轨道。2、四个量子数电子的波函数，通过求解薛定谔方程得到，在求解过程中，需要三个常数（n、l、m)进行限制才有物理意义。这三个常数称为量子数，每一组常数表示一个原子轨道。(1)主量子数n（2）角量子数l（3）磁量子数m（4）自旋量子数ms主

8、量子数n主量子数n表示电子层，其值越大，轨道距核越远，能量越高。电子层符号KLMNOPQ…主量子数n1234567…（2）角量子数l角量子数l又叫副量子数，表示电子亚层。它确定着轨道的能级和形状。角量子数l的值为：0——n－1如：主量子数1234…角量子数0123…轨道符号spdf…轨道形状球形双球形花瓣形同样，l的值越大，轨道距核越远，能量越高（3）磁量子数m磁量子数m确定着轨道的数目和空间取向m的取值为：m＝0，1，2….l=2l+1一个m代表一个轨道如：角量子数0123