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第一章原子结构与分子结构

主要内容§1.1微观粒子运动的特殊性§1.2核外电子排布和元素周期表§1.3元素基本性质的周期性§1.4离子键理论§1.5共价键理论§1.6分子间作用力

§1.1微观粒子运动的特殊性一、微观粒子的波粒二象性1924年，法国物理学家德布罗意提出了微观粒子也具有波粒二象性，预言微观粒子的波长λ符号下列关系式：

§1.1微观粒子运动的特殊性二、测不准原理电子既然是具有波粒二象性的微观粒子，那么能否像经典力学中确定宏观物体的运动状态一样，用位置和速度的物理量来准确地描述电子的运动状态？海森堡认为微观粒子的位置与动量之间应有以下测不准关系：

§1.1微观粒子运动的特殊性三、核外电子运动状态的描述（一）电子云1．电子云表示在某一瞬间电子在该位置出现过，是电子在核外空间出现几率密度分布的形象化描述。

§1.1微观粒子运动的特殊性三、核外电子运动状态的描述（一）电子云1．电子云多电子原子内电子云形状有球形、无柄哑铃型和梅花瓣形等。

§1.1微观粒子运动的特殊性三、核外电子运动状态的描述（一）电子云1．电子云多电子原子内电子云形状有球形、无柄哑铃形和梅花瓣形等。

§1.1微观粒子运动的特殊性三、核外电子运动状态的描述（一）电子云1．电子云多电子原子内电子云形状有球形、无柄哑铃形和梅花瓣形等。

§1.1微观粒子运动的特殊性三、核外电子运动状态的描述（一）电子云2.波函数和四个量子数1926年，奥地利物理学家薛定谔提出了一个描述核外电子运动状态的数学表达式——薛定谔方程。

§1.1微观粒子运动的特殊性三、核外电子运动状态的描述（一）电子云2.波函数和四个量子数求解薛定谔方程需引入n、l、m三个常数项。只有当n、l、m的取值符合一定要求时，薛定谔方程的解ψ才能表示电子的一种空间运动状态。在量子力学中把确定波函数的这类特定常数n、l、m叫做量子数。

§1.1微观粒子运动的特殊性三、核外电子运动状态的描述（一）电子云2.波函数和四个量子数(1)主量子数——电子层主量子数n是用来表示核外电子运动离核远近的数值，常用符号K、L、M、N、O、P、Q表示。

§1.1微观粒子运动的特殊性三、核外电子运动状态的描述（一）电子云2.波函数和四个量子数(2)角量子数——电子亚层角量子数决定原子轨道的形状，按光谱学习惯，电子亚层用下列符号表示：电子亚层spdfghl012345

§1.1微观粒子运动的特殊性三、核外电子运动状态的描述（一）电子云2.波函数和四个量子数(3)磁量子数m决定原子轨道的空间取向。它可以取-l到+l的2l+1个值，即0，±1，±2……到±l。

§1.1微观粒子运动的特殊性三、核外电子运动状态的描述（一）电子云2.波函数和四个量子数(4)自旋量子数ms决定电子的自旋方向，电子的自旋方向只有“顺时针”、“逆时针”两种，因此自旋量子数的值只有两个，即+1/2和-1/2。

§1.2核外电子排布和元素周期表一、多电子原子的能级（一）原子轨道近似能级图

§1.2核外电子排布和元素周期表一、多电子原子的能级(二)比较能级组中轨道能量1．角量子数相同时，主量子数n越大，轨道的能量（或能级）越高。2．主量子数n相同时，角量子数l越大，轨道的能量（或能级）越高。3．主量子数和角量子数同时变动时，从图中可知，轨道的能级变化比较复杂。

§1.2核外电子排布和元素周期表二、核外电子排布规律（一)能量最低原理

§1.2核外电子排布和元素周期表二、核外电子排布规律（二）保利（Pauli）不相容原理每个原子轨道中只能容纳两个自旋方向相反的电子，也就是说在同一原子中没有运动状态完全相同的电子，亦即无四个量子数完全相同的电子。

§1.2核外电子排布和元素周期表二、核外电子排布规律（三）洪特(Hunt)规则等价轨道上的电子尽可能分占不同轨道，且自旋方向相同。洪特规则特例：在等价轨道上当电子分布为全充满p6，d10，f14，半充满p3，d5，f7，全空p0，d0，f0时是相对稳定的。

§1.2核外电子排布和元素周期表三、元素周期表(一)周期第1周期2种元素短周期第2周期8种元素短周期第3周期8种元素短周期第4周期18种元素长周期第5周期18种元素长周期第6周期32种元素