第01章无机化学第四版北师大

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第一篇 物质结构基础第一章 原子结构与元素周期系第二章 分子结构

第三章 晶体结构第四章 配合物

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第一章

原子结构与元素周期系道尔顿原子论 相对原子质量(原子量) 原子的起源和演化 原子结构的玻尔行星模型

1—1 1—2 1—3 1—4

1—5 氢原子结构的量子力学模型

1—6 基态原子电子组态 1—7 元素周期系 1—8 元素周期性

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1—1 道尔顿原子论古希腊哲学家德谟克利特 (Democritus)臆想出原子是物质最 小的，不可再分的，永存不变的微粒。 17至18世纪，波意耳第一次给出 了化学元素的定义—用物理方法不能 再分解的最基本的物质组分。

1-1-1原子论发展简史

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1732年，尤拉提出自然界存在多少种原 子，就有多少种元素。 1785年，拉瓦锡用实验证明了质量守恒 定律—化学反应发生了物质组成的变化，但 反应前后物质的总质量不变。 1797年，希特发现了当量定律。 1799年，普鲁斯特发现了定比定律。 19世纪初，道尔顿创立了化学原子论。

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1-1-2 原子论的优点与缺点道尔顿提出了原子量的概念，并且 解释了当时已知的化学反应的定量关系； 却不能给出许多元素的原子量，但是原 子论极大地推动了化学的发展。

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1—2 相对原子质量(原子量)元素---具有一定核电核数的原子。 原子序数---按元素的核电核数进行 排序所得的序号。 元素符号

1-2-1 元素，原子序数和元素符号

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1-2-2 核素，同位素和同位素丰度

1. 核素---具有一定质子数和一定中子数的原 子称为一种核素。 它可以分为稳定核素和放射性核素；还可以 分为单核素元素和多核素元素。 核素符号, 质子数， 中子数， 质量数。 2.同位素---具有相同核电核数，不同中子数 的核素互称同位素。eg,氢的3种同位素氕，氘， 氚。 3.同位素丰度---某元素的各种天然同位素的 分数组成(原子百分比)。

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1-2-3 原子的质量

一个原子的质量很小，但是不等于构成它 的质子和中子质量的简单加和。 例如，1摩尔氘原子的质量比1摩尔质子和1 摩尔中子的质量和小0.00431225g。这一差值称 为质量亏损，等于核子结合成原子核释放的能量 ---结合能。单位是百万电子伏特(Mev)。 不同数量的核子结合成原子释放的能量与核 子的数量不成比例，比结合能是某原子核的结合 能除以其核子数。比结合能越大，原子核越稳定。

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以原子质量单位u为单位的某核素一个原 子的质量称为该核素的原子质量，简称原子

质量。 1u等于核素12C的原子质量的1/12。 核素的质量与12C的原子质量的1/1

2之比称 为核素的相对原子质量。它在数值上等于核 素的原子质量，量纲为一。

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1-2-4 元素的相对原子质量(原子量)原子量是指一种元素的1摩尔质量对核素 12C的1摩尔质量的1/12的比值。 这个定义表相对原子质量明： 1)元素的相对原子质量是纯数。 2)单核素的相对原子质量等于该元素的核 素的相对原子质量。 3)多核素元素的相对原子质量等于该元素 的天然同位素相对原子质量的加权平均值。 Ar= ∑f*M

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1—3 原子的起源和演化1.宇宙之初 2.氢爆炸 3.氦燃烧 4.碳燃烧 5.@过程 6.e过程 7.重元素诞生 8.宇宙大爆炸理论的是非

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1-4 氢原子结构的玻尔(行星)模型 Bohr’ model 1-4-1 1-4-2 氢原子光谱 波尔理论

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1-4-1

氢原子光谱

氢原子光谱特征:

①不连续的、线状的， ②是很有有规律的.

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氢原子光谱由五组线系组成, 即紫外区的莱曼(Lyman)系, 可见 区 的 巴 尔 麦 (Balmer) 系 , 红 外 区 的 帕 邢 (Paschen) 系 、 布 莱 克 特 (Brackett)系和芬得(Pfund)系. 任何一条谱线的波数(wave number) 都满足简单的经验关系式:

~ R 1 1 2 2 n2 n1

式中 为波数的符号, 它定义为波长的倒数, 单位常用cm-1; R 为里 德堡常数, 实验确定为1.097 37×107 m-1; n2大于n1 , 二者都是不大的 正整数. 各线系 n 的允许值见下表：The allowed values for n in above equation

Name

n11 2 3 4 5

n22,3,4,… 3,4,5,… 4,5,6,… 5,6,7,… 6,7,8,…

Lyman series Balmer series Paschen series Brackett series Pfund series

紫外区。 可见区 。 红外区。

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对于巴尔麦( J. Balmer)系的经验公式

1 1 v R ( 2 2 ) 2 n : 谱线波长的倒数, 波数(cm-1).n:大于2的正整数；R = 1.097 37×105 cm-1 n=3 红 (Hα) n=4 青 (Hβ ) n=5 蓝紫 ( Hγ ) n=6 紫 (Hδ )∞

1

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氢原子核内只有一个质子，核外只 爱因斯坦的光子学说 有一个电子，它是最简单的原子.在 普朗克的量子化学说 建立了Bohr理论. Bohr在 氢原子的光谱实验 氢原子内，这个电子核外是怎样运动 卢瑟福的有核模型 的？这个问题表面看来似乎不太复杂 ，但却长期使许多科学家既神往又困 扰，经历了一个生动而又曲折的探索 过程. 1-4-2 波尔理论

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Bohr 理论的主要内容玻尔(Bohr N)于1913年提出的氢原子结构的量子力学模型是基 于下述3条假定： ★ 关于固定轨道的概念. 玻尔模型认为, 电子只能在若干圆形的固定 轨道上绕核运动. 固定轨道是指符合一定条件的轨道, 这个条件是, 电子的轨道角动量L只能等于h/(2π)的整数倍：

h L mvr n 2 式中 m 和 v

分别代表电子的质量和速度, r 为轨道半径, h 为普朗 克常量, n 叫做量子数(quantum number), 取1,2,3,…等正整数. 轨道 角动量的量子化意味着轨道半径受量子化条件的制约, 图中示出的 这些固定轨道, 从距核最近的一条轨道算起, n值分别等于 1,2,3,4,5,6,7. 根据假定条件算得 n = 1 时允许轨道的半径为 53 pm, 这就是著名的波尔半径.

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★ 关于轨道能量量子化的概念. 电子轨道角动量的量子化也意味着能量量子化. 即原子只能处于上述条件所限定的几个能态, 不可 能存在其他能态. 定态(stationary state): 所有这些允许能态之统称.核外电子只能在有确定半径和能量的定态轨道上运动, 且不辐射能量.

基态(ground state):n 值为 1 的定态.通常电子保持在能 …… 此处隐藏：2188字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……