西安建筑科技大学：《大学化学 General Chemistry》精品课程教学资源（PPT课件讲稿）第2章 物质结构基础 Basic of Substance Structure

NAN UMMERSTY OF NAHTLCTUO NO TLONOLOOY 第2章物质结构基础 Chapter2 Basic of substance Stucture

Basic of Substance Structure Chapter 2 第2章 物质结构基础

NAN UMMERSTY OF NAHTLCTUO NO TLONOLOOY 章学要求 1.了解原子核外电子运动的基本特征,明确量子数的取值规 律,了解原子轨道和电子云的空间分布。 2.掌握核外电子排布的一般规律及其与元素周期表的关系。 3.了解化学键的本质及键参数的意义。 4.了解杂化轨道理论的要点,能应用该理论判断常见分子 的空间构型、极性等。 5.了解分子间作用力以及晶体结构与物质物理性质的关系。 制作张思敬等 理学院化学系2

制作:张思敬等 理学院化学系 2 1. 了解原子核外电子运动的基本特征，明确量子数的取值规 律，了解原子轨道和电子云的空间分布。 2. 掌握核外电子排布的一般规律及其与元素周期表的关系。 3. 了解化学键的本质及键参数的意义。 4. 了解杂化轨道理论的要点，能应用该理论判断常见分子 的空间构型、极性等。 5. 了解分子间作用力以及晶体结构与物质物理性质的关系。 本章教学要求

NAN UMMERSTY OF NAHTLCTUO NO TLONOLOOY 21原子结构的近代概念 本章肉 2.2多电子原子的电子分布方式和周期系 23化学键与分子间相互作用力 24晶体结构 制作张思敬等 理学院化学系

制作:张思敬等 理学院化学系 3 2.1 原子结构的近代概念 2.2 多电子原子的电子分布方式和周期系 2.3 化学键与分子间相互作用力 2.4 晶体结构

NAN UMMERSTY OF NAHTLCTUO NO TLONOLOOY 2.1原子结构 2.1.1电子运动特征 2.1.2核外电子运动状态的描述 2.1.3原子核外电子分布 2.1.4元素周期系 可见:此处所谓原子结构实际上仅讨论原子核外电子 的运动规律和分布规律不讨论原子核内部的情况。 制作张思敬等 理学院化学系4

制作:张思敬等 理学院化学系 4 2.1 原子结构 2.1.1 电子运动特征 2.1.2核外电子运动状态的描述 2.1.3原子核外电子分布 2.1.4元素周期系 可见：此处所谓原子结构实际上仅讨论原子核外电子 的运动规律和分布规律,不讨论原子核内部的情况

2.1.1电子运动特征 1能量量子化 Detector photographic plate 原子核外的电子只能在 定的能量状态(能级) 上运动,不同能级之间的 Prsm 能量变化是不连续的 656mm (根据氢原子的线状光谱做 图2-1氢原子光谱示意图 出的假说。) 氢原子光谱特征 ①不连续的、线状的,②是很有规律的 制作张思敬等 理学院化学系5

制作:张思敬等 理学院化学系 5 2.1.1 电子运动特征 1 能量量子化 原子核外的电子只能在 一定的能量状态（能级） 上运动，不同能级之间的 能量变化是不连续的。 （根据氢原子的线状光谱做 出的假说。） 氢原子光谱特征: ①不连续的、线状的， ②是很有规律的. 图2-1 氢原子光谱示意图

2波粒二象性 所谓波粒二象性是指电子等微观粒子具 有波动性和粒子性双重性能。 实验事实 电子质量; 电子衍射实验。 E5 爱 因 制作张思敬等 理学院化学系6

制作:张思敬等 理学院化学系 6 2 波粒二象性 所谓波粒二象性是指电子等微观粒子具 有波动性和粒子性双重性能。 实验事实： 电子质量； 电子衍射实验

NAN UMMERSTY OF NAHTLCTUO NO TLONOLOOY 微粒波动性的直接证据光的衍射 灯光源 德布罗依关系式一一个伟大思想的诞生 1924, Louis de broglie 认 为:质 在光的波粒二象性的量为m,运动速度为的粒子相应的波 启发下,德布罗依提出 种假想他于1924年太为 z-h/mv=h/p “过去,对光过分强调波性而忽视=6.626034Js 它的粒性;现在对电子是否存在另 一种倾向,即过分强调它的粒性而 h为 Planck常量 忽视它的液性” 这就是著名的德布罗依关系式 制作张思敬等 理学院化学系7

制作:张思敬等 理学院化学系 7 ● 微粒波动性的直接证据— 光的衍射 在光的波粒二象性的 启发下，德布罗依提出 一种假想.他于1924 年 说： ● 德布罗依关系式 — 一个伟大思想的诞生 34 / / 6.626 10 J s h mv h p h l - = = = 醋 1924年，Louis de Broglie认为：质 量为 m ,运动速度为v 的粒子,相应的波 长为： h 为Planck 常量 这就是著名的德布罗依关系式. “过去，对光过分强调波性而忽视 它的粒性；现在对电子是否存在另 一种倾向，即过分强调它的粒性而 忽视它的波性.” 灯光源

NAN UMMERSTY OF NAHTLCTUO NO TLONOLOOY 电子衍射实验示意图 1927年,粒子波的假设被电子衍射实验所实 晶片光栅 定向电子射线 衍射图象 电子衍射示意图 制作张思敬等 理学院化学系8

制作:张思敬等 理学院化学系 8 电子衍射实验示意图 电子衍射示意图 1927年，粒子波的假设被电子衍射实验所证实。 定向电子射线 晶片光栅 衍射图象

NAN UMMERSTY OF NAHTLCTUO NO TLONOLOOY 电子波的特点: 电子波是具有统计意义的几率波:一个电 子某一时刻到达什么地方是不能准确预言的 但若重复进行许多次相同的实验,则在衍射 强度较大的区域电子出现的几率较大,衍射 强度较小的地方电子出现的几率较小。在空 间任一点波的强度与粒子出现的几率密度成 正比。 制作张思敬等 理学院化学系9

制作:张思敬等 理学院化学系 9 电子波的特点： 电子波是具有统计意义的几率波：一个电 子某一时刻到达什么地方是不能准确预言的， 但若重复进行许多次相同的实验，则在衍射 强度较大的区域电子出现的几率较大，衍射 强度较小的地方电子出现的几率较小。在空 间任一点波的强度与粒子出现的几率密度成 正比

NAN UMMERSTY OF NAHTLCTUO NO TLONOLOOY 从电子衍射的明暗相间的环纹看,明纹就是电子出现机会多的 区域,而暗纹就是电子出现机会少的区域。所以说电子的运动可 以用统计性的规律去研究。 对微观粒子运动的特殊性的研究表明,具有波粒二象性的微观 粒子的运动,遵循测不准原理,不能用牛顿力学去研究,而应该去 研究电子运动的统计性规律。要研究电子出现的空间区域,则要去 寻找一个函数,用该函数的图象与这个空间区域建立联系。 这种函数就是微观粒子运动的波函数。 制作张思敬等 理学院化学系10

制作:张思敬等 理学院化学系 10 对微观粒子运动的特殊性的研究表明，具有波粒二象性的微观 粒子的运动，遵循测不准原理，不能用牛顿力学去研究，而应该去 研究电子运动的统计性规律。要研究电子出现的空间区域，则要去 寻找一个函数，用该函数的图象与这个空间区域建立联系。 这种函数就是微观粒子运动的波函数。 从电子衍射的明暗相间的环纹看，明纹就是电子出现机会多的 区域，而暗纹就是电子出现机会少的区域。所以说电子的运动可 以用统计性的规律去研究