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高中化学笔记加竞赛全集 The Note of High School Chemistry Competition (个人资料 翻印必究) (Personal Information, Reproduction of the Note Will Be Prosecuted) 唐琳杰 This Note is the Property of the TeSLI 高中化学笔记加竞赛全集 TeSLI 2．1 原子结构 2.2.1 原子结构理论的初期发展 1．人们对原子结构的认识 “原子”的概念——古希腊思想家德谟克利特首先提出； 近代原子学说——1803年，英国化学家道尔顿提出。其要点（1）一切化学元素都是由不能再分割的微粒——原子组成的；（2）原子是保持元素化学性质的最小单元；（3）两种或多种元素的原子结合而成化合物的分子，分子是保持化合物化学性质的最小单位。 ? 2．原子的组成 ?????? （1）电子的发现： ①1879年，英国科学家克鲁克斯（W.Crookes）总结了对阴极射线的研究； ②1897年英国物理学家汤姆森（J.J.Thomson）确认阴极射线是带有负电荷的微观粒子——电子，并测定了电子的电荷与质量之比（1.759×108C?g-1），并证明这种粒子存在于任何物质中。 ③1909年美国物理学家密立根（Robert A. Millikan）测定了电子的电量为1.602×10-19C，从而计算出一个电子的质量等于9.11×10-28g，约为氢原子质量的1/1840。 ?????? （2）元素的天然放射性 原子是电中性的，电子带负电，那么原子中必然含有带正电荷的组成部分，且正电荷总量=电子所带的负电荷总电量。放射性元素衰变是放出α射线，带正电，说明原子中含有带正电荷的微粒。 （3）原子含核模型的提出 1911年，卢瑟福（Renest Rutherford，英国物理学家）α散射实验，提出含核原子模型：原子的质量几乎全部集中再带有正电荷的微粒——原子核上，核的直径只有原子直径的万分之一，带负电的电子象地球围绕太阳运转一样围绕着原子核高速运转。 （4）原子结构的进一步认识： 发现中子，不带电荷，确立近代原子结构模型。 ? 3．氢原子光谱和玻尔(Bohr)理论 氢原子的线状光谱(如右图)经典理论不能解释。 1913年，丹麦物理学家玻尔(Bohr)提出三点假设： （1）电子不是在任意轨道上绕核运动，而是在一些符合一定条件的轨道上运动。这些轨道的角动量P必须等于的整数倍，也就是说，轨道是“量子化”的。 （2）电子在离核越远的轨道上运动，其能量越大。所以，在正常情况下，原子中的各电子总是尽可能的处在离核最近的轨道上，这时原子的能量最低，即处于基态。当原子从外界获得能量时，电子可以被激发到激发态。 （3）由于激发态的电子不稳定，可以跃迁到离核较近的轨道上，在跃迁的同时会以光的形式释放出能量。 玻尔理论的成功点：1)提出了量子的概念；2)成功地解释了氢原子光谱的实验结果；3)用于计算氢原子的电离能。 玻尔理论的局限性：1)无法解释氢原子光谱的精细结构；2)不能解释多电子原子、分子或固体的光谱。 ? 氢原子光谱 电子在不同的电子层间发生跃迁 2.1.2 核外电子运动的特征 1． 微观粒子的波粒二象性 （1）光的波粒二象性：1）粒子性——光电效应；波动性——光的衍射、干涉等现象。根据普朗克（Planck）的量子论和爱因斯坦(A. Einstein)的光子学说，光的能量与频率之间存在如下关系 ?????????? （h : 普朗克常数6.62×10-34 J·s） 结合质能联系定律E＝mc2，可以推出 能量E和动量P：表征粒子性；频率 和波长：表征波动性。 （2）微观粒子的波粒二象性——德布罗意波： 德布罗意（L.de Broglie，法国物理学家）1924 年提出实物粒子也具有波粒二象性的假说，存在着如下关系： ?????????????????? ???????????????????????????? 这种波叫作物质波，亦称为德布罗意波。并于1927年由戴维逊（C.J.Davisson）和革末（L.H.Germer）的电子衍射实验得到证实 ?????? 微观世界如何认识——考虑微观粒子运动的统计规律。 ? 2． 测不准原理 ?????? 海森堡（W.Heisenberg，奥地利物理学家）1927 年提出了测不准原理，同时准确测定一个微粒的动量和位置是不可能的： ， 或 式中为粒子的位置的不准量，为粒子的动量的不准量，Δ为粒子速度的不准量。 ?????? （1）对于宏观物体子弹，m=0.01kg ，v=1000m·s－1。若=10－4 m，则 ? ???????? 可