1、第四章 原子結(jié)構(gòu),引言化學變化是分子間原子的重新組合。要深入理解化學反應(yīng)的實質(zhì)，掌握元素及其化合物的性質(zhì)，就必須了解原子的結(jié)構(gòu)。 方法 輕因重果，為我所用。 第一節(jié) 原子結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性 一、星式原子模型 1897年發(fā)現(xiàn)電子； 1911年Rutherford根據(jù)離子散射實驗結(jié)果，提出星式原子模型；,評述奠定了正確認識原子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)；但根據(jù)電磁學：原子將毀滅，所產(chǎn)生的光譜應(yīng)為連續(xù)光譜。 光譜：光通過分光鏡后形成的色帶（譜線）。 連續(xù)光譜：色帶無明顯的分界線，為連續(xù)波長光。 線狀光譜：譜線是分立的，有明顯的分界。 二、近代原子模型玻爾理論 1、氫光譜 在可見光區(qū)有四條分立譜線；=bn2(n24) =R

2、(1n12 1n22) 堿金屬原子的光譜也有類似規(guī)律。 2、Bohr理論 要點：,電子在符合量子化條件的軌道上繞核運動，這些軌道稱為穩(wěn)定軌道，電子在穩(wěn)定軌道上運動不釋放能量； 軌道離核越遠，能量越大； 關(guān)系式：E=2.1791018n2 基態(tài)：電子盡可能處于能量最低軌道的狀態(tài)； 激發(fā)態(tài)：獲得能量，電子躍遷到能量高軌道的狀態(tài)。 脫離供給能量體系，激發(fā)態(tài)不穩(wěn)定，電子將從高能級回到較低能級，以光子形式放出能量。 光子學說：E=h 對氫光譜及原子結(jié)構(gòu)的解釋。 簡評是結(jié)構(gòu)理論的重大突破，但對原子結(jié)構(gòu)復(fù)雜性仍認識不夠。,三、電子的波粒二象性 波動性：表征：波長、頻率、衍射干涉等； 粒子性：速度、質(zhì)量、動量

3、等。 光子學說啟發(fā)，法國de Broglie設(shè)想電子具有波動性。很快被電子衍射實驗所證實。 可見，高速運動的電子，在原子中的運動規(guī)律必然與宏觀物體不同。 測不準原理Heisenberg XPh2 第二節(jié) 核外電子狀態(tài)的描述 一、原子軌道 Schrdinger方程,說明方程的解非具體數(shù)值，而是一函數(shù)關(guān)系； 有很多數(shù)學解； 須同時引入三個限制條件，即三個量子數(shù)， 才具有確定的物理意義；換句話說，一組量子數(shù)確定后，對應(yīng)唯一解和相應(yīng)的能量確定，該電子的運動狀態(tài)確定。 1、原子軌道與波函數(shù) 每個特定解nm表示電子運動的一穩(wěn)定狀態(tài)，借用“軌道”名稱，稱為原子軌道。 2、量子數(shù)n、m限制條件 取值規(guī)則（制約

4、關(guān)系） n：自然數(shù)； ： n-1，即0，+1，+2 n-1； m：|m| ，即0，1，2 。,n主量子數(shù) 意義：表示電子離核的遠近（統(tǒng)計意義）；是決定電子能量的主要因素，常將n決定的能量狀態(tài)稱為電子層(主層）。 角量子數(shù) 意義：確定原子軌道的形狀，在多電子原子中是決定電子能量的次要部分。稱為電子亞層或能級。 能量關(guān)系： 單電子體系：僅由n決定； 多電子體系：由n和共同決定。 m磁量子數(shù) 意義：決定原子軌道在空間的伸展方向，不影響電子能量。,s 原子軌道伸展方向,說明、簡并軌道能量相同的軌道； 、m有幾個值，就有幾個軌道。 二、電子云統(tǒng)計觀點 形象說明原子軌道。 1、幾率：電子在空間出現(xiàn)的機會；

5、 2、幾率密度：電子在空間單位體積出現(xiàn)的機會。 根據(jù)電子衍射現(xiàn)象，幾率密度等于|2 。 3、電子云：用小黑點的疏密表示空間各處電子幾率密度大小，得到的圖形。 三、自旋量子數(shù)ms 意義：表征電子的自旋情況，取值1/2,小結(jié) 電子的運動狀態(tài)需用一套四個量子數(shù)來描述，缺一不可，即四個量子數(shù)確定后，電子在核外空間的運動狀態(tài)就確定了。 四、電子運動的可能狀態(tài)數(shù) 分析 第三節(jié) 核外電子排布和原子結(jié)構(gòu)周期性 前提基態(tài)原子 一、排布原理 1.能量最低原理； 2.Pauli不相容原理:原子中每個電子的一套量子數(shù)不允許完全相同。 3.其他規(guī)則（后述） 二、能級順序近似能級圖,1、能級交錯現(xiàn)象； 徐光憲先生n+0.

6、7規(guī)則。 2、能級組：能量相近的能級劃分為一組； 3、近似能級圖電子填充順序 三、電子排布 原子序數(shù)=核電荷數(shù)=核外電子數(shù) 電子排布式、軌道式 1、Hund規(guī)則： 電子將盡可能多分占不同的簡并軌道，且自旋平行。 2、Hund規(guī)則特例： 例外Nb、Ru、Rh、W、Pt 簡并軌道全充滿,半充滿,全空,能量相對較低,較穩(wěn)定。 “原子實”希有氣體結(jié)構(gòu)；“價電子構(gòu)型”,四、電子排布周期性周期表 分析 1、能級組與周期： 周期是根據(jù)最高能級組確定的。 周期數(shù)=最高能級組數(shù)=該周期元素原子最外電子層的主量子數(shù) 2、元素分區(qū)、族數(shù)與電子構(gòu)型： 主族元素：族數(shù)=最外電子層電子數(shù) 副族元素：B、B=最外電子層電子

7、數(shù) B=nS電子數(shù)+(n-1)d電子數(shù),3、規(guī)律： 各周期元素的數(shù)目 元素原子的最外電子層電子數(shù)8 元素原子的次外電子層電子數(shù)18 應(yīng)用 例：價電子構(gòu)型為3S23P4，確定其位置及名稱。 Z=26，何元素？位置及名稱。 結(jié)構(gòu)為Ar3d104S24P2，何元素及位置。 五、元素某些性質(zhì)周期性變化規(guī)律 元素周期律電子排布周期性變化的必然結(jié)果 1、原子半徑（統(tǒng)計意義) 影響因素：n， Z， 電子間斥力,規(guī)律： 同族 同周期 2、電離能 定義：氣態(tài)原子失去電子變?yōu)闅鈶B(tài)陽離子時所需的能量 它反映了原子失電子的難易程度。 影響因素：核電荷數(shù)、原子半徑、電子間斥力和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。 變化規(guī)律： 同元素原子 12

8、3 同族元素 主族：從上到下減小； 副族：從上到下增大。 同周期：起伏變化。,3、電子親和能Y 定義：氣態(tài)原子獲得電子變?yōu)闅鈶B(tài)陰離子時的能量變化 衡量元素原子獲得電子的難易程度。 影響因素：核電荷數(shù)、原子半徑、電子間斥力和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。 變化規(guī)律： 多數(shù)情況下，Y1為負值， Y2、Y3為正值； 數(shù)據(jù)遠不如電離能完整。 總趨勢：同周期，從左到右Y1負值增； 同族，從上到下Y1 負值減。 但第二周期與第三周期同族元素Y1 異常。 |YCl| |YF| |YS| |YO|,3、電負性X 綜合考慮和Y，表征元素原子在化合物中吸引電子的本領(lǐng)。 規(guī)律： 同周期，從左到右X值增； 同族，從上到下X值減（主族）

9、。 金屬元素多在2.0以下，銫（鈁）最小，氟最大。,第八章d區(qū)、ds區(qū)元素元素,一、概述 1、結(jié)構(gòu)特征 2、“過渡元素”名稱由來 3、分類 4、性質(zhì)變化規(guī)律 物性之最:導(dǎo)熱、導(dǎo)電、廷展性、熔點、硬度、密度 化學性質(zhì): 金屬性、氧化態(tài)、顏色、配位性 原子半徑變化特點 二、d區(qū)元素 鉻、錳 1、單質(zhì)的物理化學特性及重要反應(yīng) 2、重要化合物,（1）Cr +3價化合物 、氧化物和氫氧化物性質(zhì)特征 、鹽類 a、存在形態(tài) b、氧化還原性 +6價化合物 、存在形態(tài) 、CrO42-與Cr2O72-的關(guān)系 、溶解性 、氧化性 、鑒定反應(yīng) （2）Mn 常見氧化態(tài)分析 MnO2性質(zhì)特征,Mn2+性質(zhì)特征 錳酸鹽存在

10、條件及性質(zhì)特征 MnO4- 、氧化性及還原物規(guī)律 、不穩(wěn)定性 （二）鐵系元素 1、包括哪些元素，為什么把它們歸在一起討論？ 2、概述 通性： 物理性質(zhì) 化學性質(zhì) 氧化態(tài) 3、重要化合物 氧化物性質(zhì)特征 氫氧化物性質(zhì)特征,鹽類 配合物 三、ds區(qū)元素 概述 1、氧化數(shù) 2、離子極化的影響 3、化合物顏色 4、金屬單質(zhì)特性 重要化合物（銅、銀、鋅、鎘、汞） 1、氧化物和氫氧化物 顏色 溶解性 酸堿性 2、鹵化物、硫化物的顏色和溶解性 3、配合物 NH3、CN、S2O32、SCN 4、Cu()與Cu()、Hg()與Hg() 的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系,討論題 1、含鉻廢水處理方法綜述 2、完成下列轉(zhuǎn)化,3、分析

11、加熱高錳酸鉀固體后的產(chǎn)物 4、某綠色固體A可溶于水，其水溶液中通入CO2即得棕黑色沉淀B和紫紅色溶液C。B與濃鹽酸共熱時放出黃綠色氣體D，溶液近乎無色，將此溶液C和溶液混合，即得沉淀B。將氣體D通入A溶液，可得C。試判斷A是哪種鉀鹽。,5、某棕黑色粉末，加熱情況下和濃硫酸作用會放出助燃性氣體，所得溶液與PbO2作用(稍加熱)時會出現(xiàn)紫紅色。若再加入3%的H2O2溶液，顏色能褪去，并有白色沉淀出現(xiàn)。問此棕黑色粉末為何物？ 6、分析： 水溶液中，碳酸鈉分別與硫酸亞鐵和硫酸鐵作用產(chǎn)物。Fe分別與氯氣和鹽酸作用產(chǎn)物 7、金屬M溶于稀鹽酸生成MCl2，其磁矩為5.0 B.M.在無氧條件下操作，MCl2遇NaOH溶液產(chǎn)生白色沉淀A。A接觸空氣就逐漸變綠，最后變成棕色沉淀B。灼燒時，B變成紅棕色粉末C。C經(jīng)不徹底還原，生成黑色的磁性物質(zhì)D。B溶于稀鹽酸生成溶液E。E能使碘化鉀溶液氧化出I2，但如在加入碘化鉀之前先加入氟化鈉，則不會析出I2。若向B的濃NaOH懸浮