物質(zhì)結構理論是現(xiàn)代化學的重要組成部分，也是醫(yī)學、生命科學、材料科學、環(huán)境科學、能源科學、信息科學的重要基礎。它揭示了物質(zhì)構成的奧秘、物質(zhì)結構與性質(zhì)的關系，有助于人們理解物質(zhì)變化的本質(zhì)，預測物質(zhì)的性質(zhì)，為分子設計提供科學依據(jù)。本教材分為三章：原子結構、化學鍵與分子間作用力相互作用和物質(zhì)的聚集狀態(tài)與物質(zhì)性質(zhì)。第一章原子結構第一節(jié)原子結構模型第二節(jié)原子結構與元素周期表第三節(jié)原子結構與元素性質(zhì)原子原子核核外電子：質(zhì)子：中子：帶一個單位

正

電荷不帶電帶一個單位負電荷,質(zhì)量很小一、原子的構成1．電性關系：原子：質(zhì)子數(shù)

核電荷數(shù)

核外電子數(shù)陽離子：質(zhì)子數(shù)

核電荷數(shù)

核外電子數(shù)陰離子：質(zhì)子數(shù)

核電荷數(shù)

核外電子數(shù)==

=＞

=＜

知識回顧2．質(zhì)量關系：質(zhì)量數(shù)（A）=

（

）+

（

）3．原子表示方法①原子符號：AzX

其中X是

A是

Z是

如：168O表示質(zhì)子數(shù)是8，質(zhì)量數(shù)是16的一種氧原子②原子結構示意圖：③電子式：質(zhì)子數(shù)Z中子數(shù)N元素符號質(zhì)量數(shù)質(zhì)子數(shù)意義：A

B

C

D

E

質(zhì)量數(shù)質(zhì)子數(shù)電荷數(shù)原子個數(shù)化合價依據(jù)核外電子的能量不同：離核遠近：近

遠

能量高低：低高二、核外電子分層排布1234567KLMNOPQ二、核外電子排布核外電子排布規(guī)律①核外電子總是最先排在能量的電子層里，然后依次能量較距核較的電子層里。②各電子層最多容納

（n代表電子層）個電子。③最外層電子數(shù)不超過

個(K層不超過

個)，次外層電子數(shù)不超過

個，倒數(shù)第三層不超過

個。18遠高最低282n232不同時期的原子結構模型:

1、公元前400多年前，希臘哲學家德謨克利特等人認為：把構成物質(zhì)的最小單位叫原子。第一節(jié)原子結構模型2、

道爾頓實心球模型1808年英國自然科學家約翰·道爾頓提出了世界上第一個原子的理論模型,提出了原子學說（哲學→自然科學）。道爾頓的理論主要有以下三點：①原子都是不能再分的粒子②同種元素的原子的各種性質(zhì)和質(zhì)量都相同③原子是微小的實心球體

按照道爾頓的理論，原子是既不能創(chuàng)造，也不能毀滅，又不能再分割的最最基本的物質(zhì)粒子。那么，放電管中的“射線”是什么呢？湯姆遜用實驗回答說：是電子，并且在各種元素的原子中都有電子。這樣看來，原子就不是不可再分的了！也就是說，原子不是最最基本的物質(zhì)粒子了！

湯姆遜認為：

①電子是平均的分布在整個原子上的，就如同散布在一個均勻的正電荷的海洋之中，它們的負電荷與那些正電荷相互抵消。②在受到激發(fā)時，電子會離開原子，產(chǎn)生陰極射線。

葡萄干布丁模型

3、

1903年湯姆遜在發(fā)現(xiàn)電子的基礎上提出了原子的“葡萄干布丁模型”。4、盧瑟福原子模型根據(jù)Α粒子散射實驗原子的“核式模型”湯姆生的學生盧瑟福完成的α粒子轟擊金箔實驗（散射實驗），否認了葡萄干布丁模型的正確性。

體積很小相對質(zhì)量為4的帶正電粒子現(xiàn)象：1、大部分α粒子穿過薄的金箔2、極少數(shù)α粒子好象打在堅硬的東西上，完全反彈回來。3、少數(shù)α粒子穿過薄的金箔時，發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。科學探究盧瑟福通過實驗推斷出：1、原子大部分是空的。2、中間有一個幾乎集中了所有原子的質(zhì)量且體積很小的粒子——原子核。3、原子的全部正電荷在原子核內(nèi)，且?guī)缀跞抠|(zhì)量均集中在原子核內(nèi)部。帶負電的電子在核空間進行繞核運動。

5、玻爾原子模型6、原子結構的量子力學模型（電子云模型）【小結】人類對原子結構的認識歷史：德謨克利特：樸素原子觀道爾頓：原子學說湯姆生：“葡萄干布丁”模型盧瑟福：核式原子結構模型玻爾：原子軌道模型現(xiàn)代量子力學模型一、氫原子光譜和波爾的原子結構模型[聯(lián)想·質(zhì)疑]對于“光”這種物質(zhì)，如陽光、火光、燈光等，你們是熟悉的。但是，你知道有些光是由原子在一定的條件下產(chǎn)生的嗎？原子發(fā)光的基本特點是什么？怎樣用原子結構知識來解釋原子的發(fā)光現(xiàn)象？光譜①光譜的定義：許多物質(zhì)都能夠吸收光或發(fā)射光。為了研究物質(zhì)的這種性質(zhì)，人們利用儀器將物質(zhì)吸收光或發(fā)射光的_____和_____分布記錄下來，就得到所謂的光譜。波長強度

連續(xù)光譜(continuousspectrum)：若由光譜儀獲得的光譜是由各種波長的光所組成，且相近的波長差別極小而不能分辨，則所得光譜為連續(xù)光譜。如陽光等。線狀光譜(linespectrum)：若由光譜儀獲得的光譜是由具有_________的、彼此分立的譜線組成，則所得光譜為線狀光譜。特定波長②連續(xù)光譜：無數(shù)波長連續(xù)的光形成③線狀光譜：一些特定波長的光形成連續(xù)？線狀？盧瑟福核式結構模型經(jīng)典電磁學圍繞原子核高速運動的電子會自動而連續(xù)釋放出能量光譜氫原子光譜應當是連續(xù)光譜①光譜的定義：

人們用儀器將物質(zhì)吸收光或發(fā)射光的_波長_和_強度_分布記錄下來，就得到所謂的光譜理論和實驗事實產(chǎn)生矛盾完善理論實驗結果氫光譜實驗表明：氫原子光譜不是連續(xù)光譜，而是線狀光譜。2、在盧瑟福的原子結構模型的基礎上提出玻爾(Bohr)的原子結構模型(電子分層排布模型）（玻爾理論的三個假設）。（1）原子中的電子在具有確定半徑的圓周軌道上繞原子核運動，并且不輻射能量；（2）不同軌道上運動的電子具有不同能量，而且能量是量子化的，即能量是“一份一份”的,不能連續(xù)變化而只能取某些不連續(xù)的數(shù)值，軌道能量依n值（1、2、3、·····）的增大而升高，n稱為量子數(shù)。對氫原子而言，電子處在n=1的軌道是能量最低，稱為基態(tài)，能量高于基態(tài)的狀態(tài)，稱為激發(fā)態(tài)；（3）只有當電子從一個軌道（能量為Ei）躍遷到另一個軌道（能量為Ej）時，才會輻射或吸收能量。如果輻射或吸收的能量以光的形式表現(xiàn)并被記錄下來，就形成了光譜。為什么氫光譜是線狀光譜？n=4n=3n=2n=1吸收能量釋放能量氫原子從一個電子層躍遷到另一個電子層時，吸收或釋放一定的能量，就會吸收或釋放一定波長的光，所以得到線狀光譜2、電子處于能量最低的狀態(tài)，稱為基態(tài)。電子能量處于高于基態(tài)的狀態(tài)，稱為激發(fā)態(tài)?！拘〗Y】1、玻爾原子結構模型要點：（1）電子在具有能量軌道上運動，不輻射能量；（2）電子的能量是量子化的。（3）電子發(fā)生躍遷時，才會不連續(xù)的輻射或吸收能量。電子從一個軌道躍遷到另一軌道時，就要吸收或放出能量，兩個定態(tài)的能量差為E。如能量以光輻射的形式表現(xiàn)出來，就形成了光譜。E=E2-E1=h(=c/)[身邊的化學]

“霓虹燈為什么能夠發(fā)出五顏六色的光？”電子在發(fā)生躍遷時輻射或吸收能量是量子化的，對霓虹燈而言，燈管中裝載的氣體不同，在高電壓的激發(fā)下發(fā)出的光的顏色就不同。玻爾理論的局限：A.多電子原子光譜

B.氫原子的精細光譜小結:1、氫原子光譜連續(xù)光譜線狀光譜

2、玻爾(Bohr)的原子結構模型（玻爾理論的三個假設）。3、解釋、應用：追根尋源、身邊的化學等原子結構

原子光譜帶來的疑問？①鈉原子光譜在n=3到n=4之間會產(chǎn)生兩(多)條譜線．②氫原子光譜在n=１到n=２之間譜線實際上是兩條靠得非常近的譜線．③在磁場中所有原子光譜可能會分裂成多條譜線．

這些問題用玻爾的原子模型無法解釋．原子中電子的運動狀態(tài)應用多個量子數(shù)來描述．二、量子力學對原子核外電子運動狀態(tài)的描述（一）原子軌道用來描述原子中單個電子的

狀態(tài)。每個原子軌道須由三個量子數(shù)

共同標記。主量子數(shù)、角量子數(shù)、磁量子數(shù)空間運動依據(jù)核外電子的能量不同：離核遠近：近

遠

能量高低：低高核外電子分層排布1234567KLMNOPQ（二）四個量子數(shù)1、主量子數(shù)n：即電子層。（能層）—決定原子軌道能量高低n取值1、2、3、

4、5、6、

7……電子層符號表示

、

、

、

、

、

、

……能量高低

由_______到_______離核遠近由_______到_______【注意】n所表示的運動狀態(tài)稱為電子層二、量子力學對原子核外電子運動狀態(tài)的描述KLMNOPQ近遠低高能層

:在多電子的原子核外電子的能量是不同的，按

電子的能量差異，可以將核外電子分成不同的能層。能級：在多電子原子中，同一能層的電子能量可以不同，還可以把它們分成能級。2、角量子數(shù)l——能級（l)與主量子數(shù)共同決定原子軌道能量對多電子原子來講，對于確定的n值，能級（l)共有___個值。l取值

對應能級

注意:(1)若電子的能層n、能級l相同,則電子的能量相同。(2)能級數(shù)值=電子層數(shù)n0123........n-1spdf.......3、磁量子數(shù)ｍ：研究發(fā)現(xiàn),在沒有外磁場時,同一能級的在空間運動狀態(tài)的能量相同；有外磁場時這些狀態(tài)的能量

.因此我們用磁量子數(shù)ｍ來標記這些狀態(tài)。ｍ取值為0，±1，±2……±l

共_______個值，即對同一個能級ｌ而言，電子的空間運動狀態(tài)共有________個，即原子軌道共有_______個。ｎｌｍ共同確定電子的空間運動狀態(tài)，即ｎｌｍ共同確定原子軌道。4、自旋磁量子數(shù)ｍs：表示電子自旋狀態(tài)描述處于同一原子軌道上的電子運動的特殊狀態(tài)(簡稱為電子自旋狀態(tài)).處于同軌道上的電子的自旋狀態(tài)只有兩種。分別用↑和↓表示)。（三）核外電子運動狀態(tài)的描述原子中單電子的運動狀態(tài)，都可由量子數(shù)

所確定的原子軌道來描述，并具有兩種

中

的一種。n、l、m自旋狀態(tài)【練習】1、n=1ｌ=0對應能級為________;n=2ｌ=0對應能級為________;n=2ｌ=1對應能級為________;n=3ｌ=0對應能級為_______n=3ｌ=1對應能級為_______;n=3ｌ=2對應能級為_______;2.若對應能級為3d則n=____ｌ=___；若對應能極為4f則n=____ｌ=___主量子數(shù)ｎ和角量子數(shù)ｌ共同決定原子軌道的_________。1s2s2p3s3p3d3243能級3、填寫下表L取值對應能級符號M取值原子軌道數(shù)0123SPdf00,±10,±1,±20,±1,±2,±31357宏觀物體微觀粒子質(zhì)量很大很小速度較小很大（接近光速）位移可測位移、能量不可同時測定能量可測軌跡可描述（畫圖或函數(shù)描述）不可確定宏觀、微觀運動的不同宏觀物體的運動特征：可以準確地測出它們在某一時刻所處的位置及運行的速度；可以描畫它們的運動軌跡。微觀物體的運動特征：核外電子質(zhì)量小，運動空間小，運動速率大。無確定的軌道，無法描述其運動軌跡。無法計算電子在某一刻所在的位置，只能指出其在核外空間某處出現(xiàn)的機會的多少。核外電子運動的特征電子的運動特征運動物體汽車炮彈人造衛(wèi)星宇宙飛船電子速率（Km/S)0.032.007.8011.002200.00（光速的1%）特征1：速度極快乒乓球直徑核外電子運動空間范圍410-2mn10-10m特征2：運動空間極小特征3：無固定運動軌跡測不準三“極”一“無”電子云：原子核外電子運動描述方法2、只可用統(tǒng)計圖示的方法描繪電子在核外空間出現(xiàn)的概率。1