現(xiàn)代基礎(chǔ)化學(xué)課件PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1期末考試成績期末考試成績n平時成績占平時成績占30%，期末考試成績，期末考試成績占占70%第1頁/共66頁n、（華東理工大學(xué)，成都工程技（華東理工大學(xué)，成都工程技術(shù)大學(xué)編，高等教育出版社）；術(shù)大學(xué)編，高等教育出版社）；第2頁/共66頁1.2 原子結(jié)構(gòu)的量子力學(xué)模型1.1 原子結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展概況1.3 原子的電子層結(jié)構(gòu)與元素周期系1.4 原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)系第3頁/共66頁 1884年擔(dān)任著名的卡文迪許實驗室主任 1897年通過陰極射線實驗發(fā)現(xiàn)了電子 1906年獲得諾貝爾物理獎。 1904年提出原子的“”，認(rèn)為“電子是均勻地分布在正電荷的海洋中”。第4頁/共66頁第5頁/共66頁 1

2、895年在劍橋大學(xué)攻讀博士學(xué)位期間直接受到湯姆森的指導(dǎo) 1908年獲得諾貝爾化學(xué)獎 1911年根據(jù)提出原子的“”，也稱為“” 1919年接替湯姆森擔(dān)任卡文迪許實驗室主任。第6頁/共66頁第7頁/共66頁第8頁/共66頁 1885年生于丹麥的哥本哈根 1911年獲得博士學(xué)位 1913年結(jié)合普朗克量子論發(fā)表了長篇論文論原子構(gòu)造和分子構(gòu)造，創(chuàng)立了。 1922年獲得諾貝爾物理獎。 盧瑟福是湯姆森六位獲諾貝爾獎的學(xué)生之一，而他本人又指導(dǎo)包括玻爾在內(nèi)的十一位諾貝爾獎獲得者。第9頁/共66頁（1）原子內(nèi)電子按能級分層排布；（2）各能級間能量是不連續(xù)的，即量子化；（3）只有電子在不同能級間產(chǎn)生躍遷時才有能量的

3、吸收或放出； 第10頁/共66頁 “玻爾理論”不能說明多電子原子光譜，也不能說明氫原子光譜的精細結(jié)構(gòu)！H第11頁/共66頁 1926年，薛定鍔在考慮實物微粒的的基礎(chǔ)上，通過光學(xué)與力學(xué)的對比，提出了描述微觀粒子（包括原子內(nèi)的電子）運動的基本方程，即著名的薛定鍔方程：0)(822222222VEhmzyx 采用薛定鍔方程來描述原子內(nèi)電子的運動狀態(tài)，即原子結(jié)構(gòu)的。第12頁/共66頁 1680年，提出光具有粒子性，認(rèn)為光就是能做直線運動的微粒流。 1690年，提出光具有波動性，能解釋光的干涉、衍射等現(xiàn)象。第13頁/共66頁 1905年，提出光既有粒子性，又有波動性，即光具有。第14頁/共66頁 192

4、4年，法國物理學(xué)家受到光具有波粒二象性的啟發(fā)，提出了電子等實物粒子也具有波粒二象性的假設(shè)。該假設(shè)在1927年被所證實。第15頁/共66頁第16頁/共66頁 1927年，德國科學(xué)家提出測不準(zhǔn)原理，即對具有波粒二象性的微粒，不可能同時準(zhǔn)確測定它們在某瞬間的位置和速度（或動量）。第17頁/共66頁0)(822222222VEhmzyx：波函數(shù)E：體系的總能量V：體系的勢能m: 微粒的質(zhì)量h: 普朗克常數(shù), 其值為6.6310-34 Js第18頁/共66頁0)(822222222VEhmzyx（1）坐標(biāo)變換),(zyx),(r（2）變數(shù)分離),()()()()(),(YrRrRr)(rR：徑向波函數(shù))

5、,(Y：角度波函數(shù)第19頁/共66頁概率密度：電子在核外某處單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率稱為該處的概率密度。電子云：電子在核外各處出現(xiàn)的概率密度大小的形象化描繪。離核半徑概率密度第20頁/共66頁殼層概率= r處的概率密度 殼層體積rdr離核距離為 r 的球殼薄層示意圖氫原子 1s 電子的殼層概率與離核半徑的關(guān)系第21頁/共66頁等密度面電子云界面圖第22頁/共66頁（1）主量子數(shù)（n）a. 決定電子在核外出現(xiàn)概率最大區(qū)域離核的平均距離b. 取值范圍：正整數(shù)，n = 1,2,3c. 代表層次：n 值12345n 值代號KLMNOd. 決定電子能量的高低：n值越大，電子能量越高。第23頁/共66頁（2）

6、角量子數(shù)（l）a. 描述原子軌道的不同形狀，表示電子層中各個不同的電子亞層。b. 取值范圍：l 可取 0 n-1之間的整數(shù)0123第24頁/共66頁（2）角量子數(shù)（l） n l 亞層數(shù) 原子軌道 1 0 1 s 2 0,1 2 s,p 3 0,1,2 3 s,p,d 4 0,1,2,3 4 s,p,d,f第25頁/共66頁（2）角量子數(shù)（l）c. 對電子能量有影響：n相同，l不同：Ens=Enp=End=Enfn不同，l相同：E1sE2sE3sE4sn相同，l不同：l,E EnsEnpEnd E4s第37頁/共66頁 ZZ* 稱為屏蔽常數(shù)，其大小可根據(jù)斯萊脫規(guī)則計算。第38頁/共66頁(1)

7、外組電子對內(nèi)組電子無屏蔽作用，0(2) 同組電子間會產(chǎn)生屏蔽作用，0.35 , 但1s軌道上二個電子間的屏蔽作用0.30。(3) (n-1)層各電子對 n 層電子的屏蔽作用 0.85 ； (n-2)以內(nèi)各層電子對 n 層電子的屏蔽作用1.00。(4) 若被屏蔽的是nd 或 nf 電子，則位于其前面軌道各電子對其屏蔽作用 1.00。第39頁/共66頁(1) (2) 第40頁/共66頁第41頁/共66頁鮑林近似能級圖的不足之處： 假設(shè)了不同元素的原子能級高低次序相同。實際上原子軌道的能量在很大程度上取決于原子序數(shù)。原子序數(shù)越大，原子軌道的能量一般逐漸下降。由于下降幅度不同，所以產(chǎn)生能級交錯。具體可

8、參考科頓能級圖。因此： 的3s 軌道能量 的3s 軌道能量對于19:E3d E4s 對于21:E4s E3d19：1s22s22p6 3s23p64s121：1s22s22p6 3s23p63d14s2對于原子而言，當(dāng)它參與成鍵失去電子時，先失去 4s 電子，再失去 3d 電子。第42頁/共66頁第43頁/共66頁判斷失電子次序的 (n+0.4l) 經(jīng)驗規(guī)則:計算 3d 和 4s 的 (n+0.4l) 值： 4s E4s= 4+0.404.0 3d E3d= 3+0.423.8E4s E3d ，所以先失去 4s 電子。第44頁/共66頁1、能量最低原理2、泡利不相容原理第45頁/共66頁3、H

9、und規(guī)則: 在等價軌道中，電子盡可能分占不同的軌道，并且自旋方向相同。1s22s22p6 3s23p63d54s1第46頁/共66頁(1) 電子排布式(2) 原子軌道表示式(3) 原子實表示式(4) 價電子構(gòu)型表示式第47頁/共66頁第48頁/共66頁第49頁/共66頁歸納表1-4并和元素周期系進行比較，可得出如下規(guī)律：a) 隨核電荷增加 原子外層電子重復(fù)同樣的構(gòu)型 元素性質(zhì)周期性變化電子層數(shù) = 周期數(shù)（七個周期）b) 每一新電子層 一個新的周期對應(yīng)c) 各周期中元素的數(shù)目 = 相應(yīng)能級組中原子軌道所能容納的電子總數(shù).能級組1234567周期1234567元素個數(shù)288181832 未充滿

10、第50頁/共66頁第51頁/共66頁d) 族的分類依據(jù)原子的電子層結(jié)構(gòu)，同族元素的 電子層數(shù)不同, 但原子的最外層電子結(jié)構(gòu)相似。主族族數(shù) = 最外層電子總數(shù)副族族數(shù)=最外層電子數(shù)+未充滿的次外層 d 電子數(shù)（VIII B有例外）e) 依電子排布特征，周期表分成五個區(qū)域。區(qū)域最外層電子構(gòu)型族s區(qū)ns1-2 IA, IIAp區(qū)ns2 np1-6 IIIAVIIIAd區(qū) (n-1)d1-9 ns1-2 IIIB VIIIBds區(qū) (n-1)d10 ns1-2 IB, IIBf 區(qū) (n-2)f1-14(n-1)d0-2ns2 鑭系,錒系第52頁/共66頁第53頁/共66頁第54頁/共66頁同一短周期

11、：Z 增大，Z* 增大顯著。同一長周期：d 區(qū)元素，Z 增大，Z* 增幅較小。同族：從上到下，Z* 增幅小。第55頁/共66頁2. 原子半徑 的幾種定義： 假設(shè)原子呈球形, 在固體中原子間相互接觸, 以球面相切,則兩相鄰原子核間距的一半即為原子半徑。i）共價半徑：當(dāng)非金屬元素兩原子以共價單鍵相結(jié)合時，其核間距的一半為共價半徑。ii）金屬半徑：金屬晶體可以看成由球狀的金屬原子堆積而成, 兩金屬原子核間距的一半即為金屬半徑。iii）范德華半徑：稀有氣體以范德華力結(jié)合形成單原子分子晶體, 兩原子核間距的一半稱為范德華半徑。第56頁/共66頁同一短周期：Z 增大，半徑變小。同一長周期：d 區(qū)元素，Z

12、增大，半徑變小的幅度小。同一族：從上到下，半徑增大。鑭系元素：鑭系收縮，半徑減小更加緩慢。第57頁/共66頁第58頁/共66頁同一元素：I1 I2 I3 同一長周期：d 區(qū)元素，從左到右，電離能增大，增幅較小。同族：從上到下，電離能減小。同一短周期：從左到右，電離能增大。例外：B Be, O N, ?第59頁/共66頁注意：第60頁/共66頁5. 電負性i）鮑林電負性概念（XP） 規(guī)定氟的電負性最大，XP=4.0。以此為標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)熱力學(xué)數(shù)據(jù)得到其它原子的電負性。ii）莫立根的電負性標(biāo)度（XM）)(A21MEIXiii）阿雷德-羅丘電負性標(biāo)度（XA）通常采用鮑林電負性標(biāo)度！第61頁/共66頁同一周期：從左到右，電負性 增大。同一主族：從上到下，電負性 減小。第62頁/共66頁同一周期：從左到右，金屬性減弱，非金屬性 增強。同一主族：從上到下，金屬性 增強，非金屬性減弱。第63