《工程化学》第1章物质结构与性质.pptx

2025/1/7工程化学导论

2025/1/7教学大纲的要求理论课:32学时,2学分实验课:16学时,0.5学分考核方式:总评成绩=平时作业+实验成绩+期末成绩+小论文平时作业:10%,实验20%,小论文10%,期末成绩,60%教学内容:

2025/1/7历史变革（建材）土木工程学院:建筑材料与制品教研室材料科学与工程学院1992年

2025/1/7化学的定义?什么是“工程化学导论”?怎样学习”工程化学导论”?绪论

2025/1/7化学：从原子和分子等原子结合态单元来研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的科学化学是什么？

2025/1/7化学发展对象3M手段3Mmolecularmaterialmattermakemeasuremodel

2025/1/7化学无机化学物理化学分析化学有机化学大分子化学染料化学其他生物化学环境化学食品化学农业化学量子化学生物无机化学医学化学药物化学结构化学

2025/1/7化学组成原子排列性质材料的选择F(设计、构造)工艺Performance(工程系统)

2025/1/7工程技术的跨世纪发展的特征:(1)工业文明从机器时代转入信息时代(2)人类将追求更干净的环境和更清洁的能源(3)人类将对防灾、减灾和改善事故安全提出更高要求(4)高新技术材料和仿真材料将大量出现，集传感功能和驱动功能为一身的智能型结构材料将进入各种用途(5)航空与航天工程将呈持续发展势头.(6)航空生物医学工程和生命系统仿真技术将由定性的功能开发阶段转向定量的分析、实验和模拟阶段。

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2025/1/7什么是“工程化学导论”特点：化学原理为经线，以化学在材料、信息、能源、环境及生命等领域中的应用为纬线。内容:(1)工程化学理论部分:化学热力学、化学反应速率、离子平衡与物质结构与性质（2）工程化学应用部分：将结合专业特点选择，以讲座形式进行。材料化学、能源化学、环境化学、资源化学及生物

2025/1/7怎样学习“工程化学导论”特点：不求化学学科体系的完整与工程实例工艺过程的完美。只求从讨论物质的化学概念与光、电、磁等现象来探讨他们在工程技术中的应用。方法：理解加记忆

2025/1/7第一章物质结构和性质

2025/1/7本章内容介绍：核外电子运动状态及特性氢原子的波函数多电子原子的原子结构原子的电子组态与元素周期表

2025/1/7教学要求掌握四个量子数的取值限制和它们的物理意义，量子数组合和轨道数的关系；原子轨道、电子云的角度分布；基态原子核外电子排布遵守的三条规律。熟悉原子轨道和概率密度的观念；熟悉原子轨道的角度分布图、径向分布函数图的意义和特征；熟悉电子组态与元素周期表的关系，有效核电荷、原子半径及电负性变化规律。了解电子的波粒二象性，测不准原理；电子云的径向分布；元素性质的周期性变化规律等；

2025/1/7原子结构回顾道尔顿的原子论要点（1803年）：（1）化学元素由不可分的微粒—原子构成；（2）同种元素的原子性质和质量都相同；（3）不同元素化合时，原子以简单整数比结合；汤姆生1897年电子卢瑟福1919年质子查得威克1932年中子

2025/1/7卢瑟福(E·Rutherford)的原子核型结构1911年Rutherford和助手HansGeiger通过α粒子（He2+）散射实验证明了原子核的存在，提出了核型原子模型。

2025/1/7所有原子都有一个核即原子核(nucleus)核的体积只占整个原子体积极小的一部分原子的正电荷和绝大部分质量集中在核上电子像行星绕着太阳那样绕核运动.核型原子模型的要点：根据经典力学得出的结论：原子会毁灭；原子发射光的光谱应为连续光谱。都与现实形成了很大的矛盾

2025/1/7前期工作理论基础：普朗克的量子论能量是一份一份不连续的能量最小的单位是量子物质吸收和发射的能量总是量子的整数倍ThePlanckequation：ν：电磁波的频率h：普朗克常数h=6.626×10-34J·s普朗克提出了当时物理学界一种全新的概念,但它只涉及光作用于物体时能量的传递过程(即吸收或释出)。

2025/1/7Einstein的光子学说光是电磁波的一种，具有波粒二相性一束光是由具有粒子特征的光子所组成每一个光子的能量与光的频率成正比1905年,爱因斯坦(EinsteinA)成功地将能量量子化概念扩展到光本身,解释了光电效应(photoelectriceffect)。

2025/1/71.1.1原子结构的近代概念H太阳光

2025/1/7最高能量轨道吸收能量，跃迁。放出能量，