[理学]无机与分析化学 第五章第一部分.ppt

反应机理探讨 823-923K之间：其反应速率方程为： 第五章 原子结构 结构与物性 1.物质结构的概念： 物质的三态(g、s、l）、原子与原子之间的作用力、分子与分子之间的作用力构成物质的不同的结构； 不同的物质结构、不同的作用力形式，使物质呈现不同的物性。  2.原子结构、分子结构及物性的内涵： 原子结构: 原子核外电子的运动方式； 得失电子的倾向； 原子结构与元素周期系、元素的通性及递变规律的关系。 分子结构: 分子或晶体中原子与原子之间的结合力及其表现出的分子或晶体的性质。 *宏观的物性是微观的分子或晶体结构的表征。 3.本知识模块的内容及要掌握的要点： 原子结构：核外电子的运动状态、电子云、波函数、核外电子排布、元素周期系与核外电子排布的关系； 分子结构：离子键理论与离子晶体、共价键理论与共价化合物、金属键理论和金属晶体、分子间作用力。 各种理论：要点、发展情况、应用背景、 各理论之间的关系及对物性解释的成功与不足之处。 问题 所讨论的原子结构与分子结构最主要的是讨论原子和分子的什么？ 其最主要的实质是什么？ 原子结构——核外电子的排布、分布（电子云）； 分子结构——分子中原子的排布以及作用力?相应分子中原子之间的电子的排布、分布（分子轨道）； 物质结构与能量之间的关系？（第一、二模块之间的联系） 一、核外电子的运动状态 （1）关于原子和原子模型 1.原子的概念及发展、延伸： 古希腊的概念； 道尔顿的原子学说和特点。 2.原子模型的发展及人类对原子结构的不断认识： 汤姆逊原子模型； 卢瑟福原子模型； 玻尔的原子模型； 问题：玻尔的原子模型与卢瑟福模型的区别？ 连续光谱 氢原子光谱——线状光谱！ 不连续光谱 （2）玻尔理论及其要点： 1.提出的原因： 由实验得出的氢的线状光谱； 里德堡经验公式： 2.玻尔理论的要点： 固定轨道（能量、半径）——量子化条件 ； 电子在这些固定的轨道上绕核运动； 基态与激发态之间电子的互相跃迁及伴随的一份一份的能量吸收或释放； 3.玻尔理论的成功、不足及原因： 首次提出了量子化的概念，给出了rn、r0 及E0 和En； 较好地解释了氢原子的线状光谱和里德堡经验 公式； 无法解释氢光谱的精细结构和多电子原子的光 谱； 固定轨道的假设与经典的力学理论不符； 方法的错误，想象的轨道和量子化的概念，用经 典力学的方法无法处理微观世界，不能正确地反 映微观世界的粒子的运动规律。 （3）微观粒子的波粒二象性（方法的革命） 1.微观粒子的波粒二象性： 光的波粒二象性，普朗克的量子理论； 德布罗意物质波； 微观粒子的波粒二象性假设及电子衍射实验的验证。 2.微观粒子波粒二象性的特点及表征： 波动性： 、 粒子性：E 、 P 关系： E=mc2 波粒二象性  3.微观粒子波粒二象性的表现方式： 分立、不连续（任何形式）。 4.测不准原理： 或 宏观与微观的区别：准确位置与概率和 可能性； 测不准原理及意义：反映微观粒子的运动特征； 微观世界处理问题的方法和手段与宏观世界经典力学方法的区别：统计的方法，研究可能性，即概率和概率密度。 二、波函数与原子轨道 1.微观粒子的波动方程——薛定谔方程： 反映微观粒子的运动状态； 数学上的偏微分方程； 体现微观粒子的波粒二象性； 关于方程的解：一组函数——波函数； 边界条件及量子数； 与玻尔理论的呼应之处：rn、r0 2.波函数与原子轨道： 波函数是波动方程的解，是一系列的函数； 波动方程的求解过程：坐标变换、分离变量，在一定的条件下，求出一系列解 ——又称波函数 ； 对核外电子，波函数又称为原子轨道（原子核外电子运动的“轨道”）；  *此处的原子轨道与经典轨道的区别： 波函数即原子轨道，是核外电子出现概率较大的空间； 由于粒子的波粒二象性，该概率既与电子所 处的空间(x、y、z)又和能量(E、V)有关。 类氢离子体系中薛定谔方程的若干解 总结与讨论 总结：从线状氢光谱?玻尔的量子条件?薛定谔的微观粒子的波动方程?波动方程的解——波函数——原子轨道。 问题： 1.如何研究微观粒子的运动方式？运用经典的牛顿力学？ 2.微观粒子的波粒二象性以及表现