1、 化學反應能否發生，反應速度的快慢，以化學反應能否發生，反應速度的快慢，以及反應進行的程度大小等均與反應物和生及反應進行的程度大小等均與反應物和生成物的組成和結構等性質有關，與原子間成物的組成和結構等性質有關，與原子間的結合方式有關。的結合方式有關。化學反應的本質化學反應的本質反應物分子之間原子的重新組合反應物分子之間原子的重新組合如如： H2 + Cl2 2HCl 為了研究反應的本質、物質的性質及變為了研究反應的本質、物質的性質及變化規律，就必須研究物質的結構。化規律，就必須研究物質的結構。1第六章第六章 分子的結構與性質分子的結構與性質物質結構物質結構第五章第五章 原子結構和元素周期性原子

2、結構和元素周期性第七章第七章 固體的結構與性質固體的結構與性質2主要內容主要內容1. 原子結構的近代概念原子結構的近代概念2. 原子中的電子分布原子中的電子分布3. 元素周期系與核外電子元素周期系與核外電子 分布的關系分布的關系4. 元素原子性質的周期性變化元素原子性質的周期性變化第五章第五章 原子結構和元素周期性原子結構和元素周期性3基本要求基本要求1. 微觀粒子的波粒二象性微觀粒子的波粒二象性2. 波函數與原子軌道、波函數與原子軌道、 幾率密度與電子云幾率密度與電子云3. 四個量子數四個量子數6. 元素性質的周期性變化元素性質的周期性變化4. 原子核外電子分布原理及其分布原子核外電子分布原

3、理及其分布5. 元素周期系與核外電子分布的關系元素周期系與核外電子分布的關系第五章第五章 原子結構和元素周期性原子結構和元素周期性45-1 原子與元素原子與元素5-2 原子結構的近代概念原子結構的近代概念5-3 原子中電子的分布原子中電子的分布5-4 原子性質的周期性原子性質的周期性 目目 錄錄第五章第五章 原子結構和元素周期性原子結構和元素周期性5第五章第五章 原子結構和元素周期性原子結構和元素周期性第一節第一節 原子與元素原子與元素6古代的原子概念古代的原子概念 公元前公元前5世紀，古希臘哲學家世紀，古希臘哲學家Leu Gippus和和Domo critus提出：物質是由最微小、最堅提出：

4、物質是由最微小、最堅硬、不可入、不可分的微粒組成（原子）。硬、不可入、不可分的微粒組成（原子）。 公元前公元前4世紀，墨翟提出世紀，墨翟提出“端端”的概念，的概念，即端是物質是不可再分的最小單位。即端是物質是不可再分的最小單位。 1741年。俄國的羅蒙諾索夫曾提出物質構年。俄國的羅蒙諾索夫曾提出物質構造的粒子說。造的粒子說。5-1 原子和元素原子和元素7 Dalton原子學說原子學說(1803年年) Thomson“西瓜式西瓜式”模型模型 (1904年年) Rutherford核式模型核式模型(1911年年) Bohr電子分層排布模型電子分層排布模型 (1913年年)量子力學模型量子力學模型(

5、1926年年)5-1-1 原子的組成和元素原子的組成和元素歷史回顧歷史回顧8基本粒子：基本粒子：電子、質子、中子、光子以及在宇宙射線電子、質子、中子、光子以及在宇宙射線和高能原子核物理實驗中發現的一系列粒子。和高能原子核物理實驗中發現的一系列粒子。元素：元素：具有相同質子數的一類原子的總稱。具有相同質子數的一類原子的總稱。原子序數原子序數(Z)=核內質子數核內質子數=核電荷數核電荷數=核外電子數核外電子數同位素：同位素：質子數相同而中子數不同的同一種元素的原質子數相同而中子數不同的同一種元素的原子，有著基本相同的化學性質，且在元素周期表中處子，有著基本相同的化學性質，且在元素周期表中處于同一位

6、置，故互稱為同位素。于同一位置，故互稱為同位素。核素：核素：具有確定中子數和質子數的單核粒子。具有確定中子數和質子數的單核粒子。同量素：同量素：質量數相同而原子系數不同的元素，互稱為質量數相同而原子系數不同的元素，互稱為異序同量素，簡稱異序同量素，簡稱同量素同量素5-1-1 原子的組成和元素原子的組成和元素基本概念基本概念95-1-3 原子軌道能級原子軌道能級 光是電磁波，是電磁輻射的一種形式，光是電磁波，是電磁輻射的一種形式，連續光譜連續光譜 (continuous spectrum): 太陽光或白熾燈發出的白光，通過玻璃三太陽光或白熾燈發出的白光，通過玻璃三棱鏡時形成沒有明顯分界線的光譜。

7、棱鏡時形成沒有明顯分界線的光譜。105-1-3 原子軌道能級原子軌道能級氫原子光譜氫原子光譜 不連續光譜，即線狀光譜不連續光譜，即線狀光譜 其頻率具有一定的規律其頻率具有一定的規律氫原子光譜特征：氫原子光譜特征：115-1-3 原子軌道能級原子軌道能級氫原子光譜氫原子光譜不連續光譜或線狀光譜：不連續光譜或線狀光譜：氣體原子（離子）氣體原子（離子）受到激發后，就產生不同種類的光線。通過受到激發后，就產生不同種類的光線。通過三棱鏡折射后，得到的是分立的、有明顯分三棱鏡折射后，得到的是分立的、有明顯分界的譜線，稱為原子光譜界的譜線，稱為原子光譜(atomic spectrum）或線狀光譜或線狀光譜(

8、line spectrum)，為不連續的光，為不連續的光譜譜(uncontinuous spectrum) 。每種元素都。每種元素都有自己的特征線狀光譜。有自己的特征線狀光譜。125-1-3 原子軌道能級原子軌道能級5-1-3 原子軌道能級原子軌道能級日光通過棱鏡分光，可得到紅、橙、黃、日光通過棱鏡分光，可得到紅、橙、黃、綠、青、藍、紫連續變化的譜帶。綠、青、藍、紫連續變化的譜帶。裝有低壓高純裝有低壓高純H2(g)的放電管所發出的光的放電管所發出的光,通過棱鏡分光后，在可見光區波長范圍內，通過棱鏡分光后，在可見光區波長范圍內，可以觀察到不連續的四條譜線。可以觀察到不連續的四條譜線。aa為連續光

9、譜為連續光譜氫原子光譜氫原子光譜 nm 410.2 434.1 486.1 656.3 aa H H H H為帶狀光譜為帶狀光譜13氫原子中的電子在原子核周圍有確定半徑氫原子中的電子在原子核周圍有確定半徑和能量的圓形軌道中運動。電子在這些軌和能量的圓形軌道中運動。電子在這些軌道上運動不吸收能量或放出能量。道上運動不吸收能量或放出能量。 波爾氫原子模型波爾氫原子模型nEn/J1-2.179 10-18 2-5.45 10-19 3-2.42 10-19 4-1.36 10-19 5 -8.72 10-20 6-6.05 10-20 n越小越小, 離核越近離核越近, 軌道能量越低軌道能量越低, 勢

10、能值越負。勢能值越負。14處于激發態的電子不穩定，要跳回到能量處于激發態的電子不穩定，要跳回到能量較低的軌道較低的軌道, 以光的形式放出能量以光的形式放出能量(即光譜即光譜譜線對應的能量譜線對應的能量)。 正常狀態下，原子中的電子盡可能在離核正常狀態下，原子中的電子盡可能在離核最近、能量最低的軌道上運動最近、能量最低的軌道上運動(基態基態)。波爾氫原子模型波爾氫原子模型基態基態 激發態激發態(電子處于能電子處于能 量較高的狀態量較高的狀態)吸收能量吸收能量(躍遷躍遷)放出能量放出能量hPlanck常數常數 光的頻率光的頻率15hEEEEh1212E：軌道能量軌道能量 -0.445-0.605-

11、0.872 -1.36 -2.42 -5.45-21.79E/10-19J7 6 54 3 21n121.6nm120.6nm97.25nm94.98nm93.78nm93.14nm656.5nm486.1nm434.1nm410.2nm397.2nmH H H H H 如如氫原子光譜中的氫原子光譜中的H線線En2-En1=hhPlanck常數常數 光的頻率光的頻率 = = = 4.57 1014S-1 En-En -2.42 10-19J- (-5.45 10-19J) h 6.626 10-34JS32= = = 656.5nm 32 4.57 1014S-1 c(光速光速) 3 108m

12、S-1 16玻爾理論成功地解釋了玻爾理論成功地解釋了氫原子光譜的產生和不連續性。氫原子光譜的產生和不連續性。在正常狀態下，氫原子中的電子處于基態，在正常狀態下，氫原子中的電子處于基態，不會發光。不會發光。當吸收能量后，電子由基態躍遷到激發態，當吸收能量后，電子由基態躍遷到激發態，此時電子不穩定，可回到能量較低的軌道，并此時電子不穩定，可回到能量較低的軌道，并以光的形式釋放出能量。以光的形式釋放出能量。兩軌道能量差是確定的，放出的射線有確定兩軌道能量差是確定的，放出的射線有確定的頻率。的頻率。n=1為基態，吸收能量躍遷到高能級。為基態，吸收能量躍遷到高能級。n=，電子處于離核無窮遠的能級，電子不再，電子處于離核無窮遠的能級，電子不再受吸引力，此時能量為受吸引力，此時能量為0。波爾氫原子模型波爾氫原子模型17嚴重的局限性。只能解釋單電子原子嚴重的局限性。只能解釋單電子原子(或或離子離子)光譜的一般現象，不能解釋多電子光