知识点1.1原子结构发展的历史.pdf

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1、 第一章 原子结构 主要内容：主要内容： 1 1. . 氢原子氢原子光谱和能级的光谱和能级的概念概念。 2 2. . 原子轨道原子轨道、概率和概率密度、电子云等概念、概率和概率密度、电子云等概念。 3. 3. s、p、d原子轨道的电子云的形状和空间的伸展方向。原子轨道的电子云的形状和空间的伸展方向。 4 4. . 多多电子原子轨道近似能级图及核外电子排布电子原子轨道近似能级图及核外电子排布规律。规律。 5 5. . 周期表周期表中元素的分区、结构特征中元素的分区、结构特征；原子半径；原子半径、电离能、电子亲合、电离能、电子亲合 能和电负性的变化规律。能和电负性的变化规律。 第一章 原子结构 第

2、一节 原子结构的Bohr理论 1.1.1 原子结构发展的历史 原子结构模型的发展历程原子结构模型的发展历程 Dalton原子原子学说学说(1803年年) Thomson“西瓜式西瓜式”模型模型(1904年年) Rutherford核式核式模型模型(1911年年) Bohr电子分层排布电子分层排布模型模型(1913年年) 量子力学量子力学模型模型(1926年年) Dalton原子学说原子学说 要点要点： （一）（一） 原子是组成化学元素的、非常微小的、不可再分割的物质微粒。原子是组成化学元素的、非常微小的、不可再分割的物质微粒。 在化学反应中原子保持其本来的性质。在化学反应中原子保持其本来的性质

3、。 （二）（二） 同一种元素的所有原子的质量以及其他性质完全相同。不同元同一种元素的所有原子的质量以及其他性质完全相同。不同元 素的原子具有不同的质量以及其他性质。原子的质量是每一种元素的原素的原子具有不同的质量以及其他性质。原子的质量是每一种元素的原 子的最根本特征。子的最根本特征。 （三）（三） 有简单数值比的元素的原子结合时，原子之间就发生化学反应有简单数值比的元素的原子结合时，原子之间就发生化学反应 而生成化合物。化合物的原子称为复杂原子。而生成化合物。化合物的原子称为复杂原子。 电子的发现 低压下气体放电会产生阴极射线低压下气体放电会产生阴极射线。1897 年年，J.J. Thoms

4、on利用电场及磁场对阴利用电场及磁场对阴 极射线进行了分析极射线进行了分析，测定了荷质比测定了荷质比，得得 出该射线中的粒子带负电荷并存在于所出该射线中的粒子带负电荷并存在于所 有原子之中有原子之中，即为后来人们熟知的电子即为后来人们熟知的电子。 西瓜式模型：西瓜式模型：正电荷正电荷均匀分布在整个原均匀分布在整个原 子球体中子球体中,带负电的电子散布在原子中带负电的电子散布在原子中, 这些电子分布在对称的位置上。这些电子分布在对称的位置上。 Thomson“西瓜式”模型西瓜式”模型 Electron Sphere of positive charge Rutherford核式模型 粒子散射实验

5、 1911年，年，Rutherford 用用准直的准直的射线轰击厚射线轰击厚 度为微米的金箔，发现绝大多数的度为微米的金箔，发现绝大多数的粒子都粒子都 照直穿过薄金箔，偏转很小，但有少数照直穿过薄金箔，偏转很小，但有少数粒粒 子发生较大角度的偏转，甚至观察到偏转角子发生较大角度的偏转，甚至观察到偏转角 等于等于150的散射。表明原子必须具有大质的散射。表明原子必须具有大质 量强电场的核心，才能在单次碰撞中产生如量强电场的核心，才能在单次碰撞中产生如 此大的偏转。此大的偏转。 原子核式结构模型：原子核式结构模型：原子是由带正电的原子原子是由带正电的原子 核和带负电的核外电子构成，原子核位于原核和

6、带负电的核外电子构成，原子核位于原 子中心，占有很小的体积，但几乎集中原子子中心，占有很小的体积，但几乎集中原子 的全部质量，核外电子就象行星绕太阳那样的全部质量，核外电子就象行星绕太阳那样 绕核旋转。绕核旋转。 原子结构原子结构 电子和原子核：电子和原子核：带正电的原子核和带负带正电的原子核和带负 电的电子通过静电吸引。形成化学键时，电的电子通过静电吸引。形成化学键时， 电子运动发生改变，原子核不变。电子运动发生改变，原子核不变。 核的结构：核的结构：带正电质子和不带电中子。带正电质子和不带电中子。 质子与中子强吸引作用与质子间静电排质子与中子强吸引作用与质子间静电排 斥作用相对抗。斥作用相

7、对抗。 同位素：同位素：质子数相同中子数不同的原子。天然混合同位素组成元素，原质子数相同中子数不同的原子。天然混合同位素组成元素，原 子量由比例确定。化学性质非常相似子量由比例确定。化学性质非常相似。自然界中碳元素有三种同位素，自然界中碳元素有三种同位素， 即稳定同位素即稳定同位素12C12C、13C13C和放射性同位素和放射性同位素14C14C。 放射性：放射性：不稳定的核因发射高能粒子而分解。不稳定的核因发射高能粒子而分解。Z 83 (Bi)的元素都具有的元素都具有 放射性。许多放射性同位素应用于生化研究及医学诊断。放射性。许多放射性同位素应用于生化研究及医学诊断。 核外电子的运动状态核外

8、电子的运动状态 按照按照卢瑟福卢瑟福的原子核式结构理论及经典的电磁学理论，绕核高速运动的电的原子核式结构理论及经典的电磁学理论，绕核高速运动的电 子，由于在作圆周运动时具有很大的向心力及向心加速度，将会不断地向子，由于在作圆周运动时具有很大的向心力及向心加速度，将会不断地向 原子核靠近，最后坠入原子核上（即原子的毁灭）原子核靠近，最后坠入原子核上（即原子的毁灭）。 同时同时，电子在绕核运动时将连续不断地以电磁波的形式辐射能量，且辐射，电子在绕核运动时将连续不断地以电磁波的形式辐射能量，且辐射 的电磁波的频率应是连续不断地改变的，由此可以得到的原子光谱也应是的电磁波的频率应是连续不断地改变的，由此可以得到的原子光谱也应是 连续的。连续的。 但实际上但实际上，原子不会自行毁灭原子不会自行毁灭，各种原子的发射光谱是不连续的线状各种原子的发射光谱是不连续的线状 光谱光谱。这些问题说明：按这些问题说明：按卢瑟福卢瑟福的原子核式结构理论及经典的电磁学的原子核式结构理论及经典的电磁学 理论来描述核外电子的运动是不符合事实的理论来描述核外电子的运动是不符合事实的。如何描述核外电子的运如何描述核外电子的运 动规律动规律？