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第五章 原子结构和元素周期系 原子理论发展史简介 1.古代原子思想 （1）中国：金、木、水、火、土五行说 （2）公元前约四百年,古希腊Democritus提出万物由”原子”产生.” 主要是臆测： 一切事物是由原子集合而成的，原子由于坚固是不能毁坏也不能改变的。 Atom（原子）源于希腊文atouos意思是：不可分；组成物质不可分割的微粒。 2.近代原子论 十八世纪末,随着质量守恒定律,定组成定律,倍比定律等相应确定,Dolton提出了原子论. 道尔顿（J.Dalton，1766～1844）化学原子论要点； （1）元素的最终组分称为简单原子，它们是不可分割的微粒，在一切化学变化中均保持其独特性质。 （2）同一元素的各个原子，其形状、重量等各种性质则各不相同。 （3)不同元素的原子以简单数目的比例相结合，就发生化合作用。化合物的原子称为复杂原子（分子）。 3.现代原子论的探索 1897年汤姆逊发现电子。 1904年汤姆逊提出原子的“葡萄干布丁”模型。 卢瑟福(E. Rutherford)原子的行星模型。 普朗克（Plank）量子论(1900年)： 微观领域能量不连续 能量象物质微粒一样是不连续的，它具有微小的分立的能量单位——量子。物质吸收或发射的能量总是量子能量的整数倍。能量以光的形式传播时，其最小单位又称光量子，也叫光子。光子的能量大小与光的频率成正比： E＝hν， ν：光的频率 ， 普朗克常数h＝6.626×10－34（J·s)。 量子化是微观领域的重要特征。 爱因斯坦（Einstein）光子论(1903年)： 1899年汤姆逊和勒纳德发现光电效应。爱因斯坦解释光电效应，认为光不但具有波动性同时还具有粒子性。 光子能量与光的频率成正比 Ｅ＝hν Ｅ—光子的能量 ν—光的频率 h—Planck常量， h =6.626×10-34J·s 连续光谱(实验室） 电磁波连续光谱 氢原子光谱（原子发射光谱）真空管中含少量H2(g)，高压放电，发出紫外光和可见光 → 三棱镜 → 不连续的线状光谱 5.3.1微观粒子的玻粒二象性 速度不准确程度过大 1.薛定谔方程 波函数ψ是薛定谔方程的解，它是描述核外电子在空间出现的数学函数式，可分解为径向部分和角度部分。 氢原子的基态：n=1，l=0，m=0 2. 多电子体系 洪德规则特例： 等价轨道全充满、半充满、或全空的状态一般比较稳定。 全充满 p6 d10 f14 半充满 p3 d5 f7 全空 p0 d0 f0 n相同的电子称为同一电子层的电子, n和l相同的电子称为同一能级的电子, n、l、m相同的电子称为同一原子轨道内的电 子, n、l、m、ms相同的电子称为同一运动状态的电子。 4原子核外电子分布（重点） （1）原子的电子分布式 （按层次由里向外写，不是按能量高低） 例：Al（z=13)排布式： 1s22s22p63s23p1或[Ne] 3s23p1 [惰性元素符号]为原子实，意味内层原子轨道全部排满。 Br（z=35) 按能级顺序排列： 1s22s22p63s23p64s23d104p5 排布式： 1s22s22p63s23p63d104s24p5或[Ar] 4s24p5 排布式：按主量子数递增，主量子数相同的亚层写在一起。 洪特规则举例 Cr（z=24)排布式： [Ar] 3d54s1半满； [Ar] 3d44s2× Cu（z=29)排布式：[Ar] 3d104s1全满； [Ar] 3d94s2× La（z=57)排布式：[Xe] 4f05d16s2全空； [Xe] 4f16s2 × （2）.轨道表示式：用 或 表示原子轨道 Al（z=13) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1 [Ne] 价电子层轨道 Cr（z=24) ：