物质结构简介I 无机及分析化学
无机及分析化学超详细复习知识点(大一,老师整理)
无机及分析化学超详细复习知识点(大一,老师整理)第一章化学基本概念和理论1. 物质和化学变化物质：具有质量和体积的实体。
化学变化：物质发生变化，新的物质。
2. 物质的组成和结构元素：由同种原子组成的物质。
原子：物质的基本单位，由原子核和核外电子组成。
3. 化学键和分子间作用力化学键：原子之间通过共享或转移电子而形成的连接。
分子间作用力：分子之间的相互作用力，包括范德华力、氢键等。
4. 化学反应化学反应方程式：表示化学反应过程的方程式。
化学反应速率：单位时间内反应物的浓度变化。
化学平衡：反应物和物浓度不再发生变化的状态。
5. 氧化还原反应氧化：物质失去电子的过程。
还原：物质获得电子的过程。
氧化还原反应：同时发生氧化和还原的反应。
6. 酸碱反应酸：能够释放H+离子的物质。
碱：能够释放OH离子的物质。
中和反应：酸和碱反应盐和水。
7. 溶液溶质：溶解在溶剂中的物质。
溶剂：能够溶解溶质的物质。
溶液的浓度：单位体积或单位质量溶剂中溶解的溶质的量。
8. 化学平衡常数的计算平衡常数：表示化学反应平衡状态的常数。
计算方法：根据反应物和物的浓度计算平衡常数。
9. 氧化还原反应的平衡电极电位：表示氧化还原反应进行方向的电位。
计算方法：根据电极电位计算氧化还原反应的平衡常数。
10. 酸碱反应的平衡pH值：表示溶液酸碱性的指标。
计算方法：根据酸碱的浓度计算pH值。
11. 溶液的酸碱滴定滴定：通过滴加已知浓度的溶液来确定未知溶液的浓度。
计算方法：根据滴定反应的化学方程式和滴定数据计算未知溶液的浓度。
12. 气体定律波义耳定律：在一定温度下，气体的压力与体积成反比。
查理定律：在一定压力下，气体的体积与温度成正比。
阿伏伽德罗定律：在一定温度和压力下，等体积的气体含有相同数量的分子。
13. 气体混合物的计算分压定律：气体混合物中每种气体的分压与该气体在混合物中的摩尔分数成正比。
计算方法：根据分压定律计算气体混合物中每种气体的分压和摩尔分数。
无机及分析化学知识点总结
无机及分析化学知识点总结一、无机化学基础知识：1. 原子结构：原子由原子核（质子和中子）和电子构成，原子序数为质子数。
2. 元素周期律：元素按照原子序数排列，并随着原子序数的增加，性质呈现周期性变化。
3. 化学键：化学键是原子间的相互作用，包括离子键、共价键和金属键。
4. 离子反应：离子反应是指由离子生成和离子消失所引起的反应。
5. 酸碱反应：酸和碱在一起所发生的反应。
6. 氧化还原反应：氧化还原反应是指发生电子转移的化学反应，包括氧化反应和还原反应两个方面。
7. 配位化合物：含有配位体（通常为有机物）的化合物，含有金属离子和配体。
与配体的配位方式及其个数决定配位化合物的性质。
8. 晶体结构：晶体是由原子、离子或分子等规则排列而成的有固定空间结构的物质，晶体结构可以分为离子晶体、共价晶体和分子晶体等。
9. 化学分析：化学分析是通过化学方法研究物体的组成、结构、性质以及它们之间的相互作用。
包括定性分析和定量分析。
二、重要无机化合物：1. 氯气：氯气是一种常见的强氧化剂，可用于水处理、漂白等方面。
2. 溴水：溴水是一种含溴的水溶液，常用于消毒、杀菌等方面。
3. 三氧化二砷：三氧化二砷是一种无机化合物，是一种有毒物质，可用于杀虫剂、木材防腐等领域。
4. 硫酸：硫酸是一种强酸，是化工行业中最重要的化学品之一，广泛应用于肥料、矿产、纺织、制药、电镀、石油加工等领域。
5. 硝酸：硝酸是一种强酸，广泛用于肥料、矿产、冶金、石油加工等领域。
6. 碳酸盐：碳酸盐是一种广泛存在于自然界中的化合物，包括方解石、白云石、菱镁矿等，广泛用于建筑材料、玻璃制造等领域。
7. 氧化铁：氧化铁是一种广泛存在于自然界中的化合物，包括血矾石、赤铁矿、磁铁矿等，广泛用于颜料、磨料、电子材料等领域。
8. 二氧化硅：二氧化硅是一种广泛存在于自然界中的化合物，是硅酸盐矿物的主要成分，广泛用于电子材料、建筑材料、化妆品等领域。
三、分析化学基础知识：1. 分析化学基本规律：分析化学基本规律包括质量守恒定律、能量守恒定律、电荷守恒定律和物质守恒定律。
无机及分析化学：第七章物质结构基础
波动性：光的干涉、衍射现象等实验支持光的波动性；
粒子性：光压、光电效应等实验则支持光的粒子性；
通过爱因斯坦的质能关系式：
E = mc2 及 c =
有
mc = E/c = h /c
p = h /
式中：m为光子的运动质量， E = h；
h为普朗克常量： 6.626 1034Js；
c为光速：2.998108ms–1；p为光子的动量。
卡文迪许实验室 9
量子力学的创始人
1900年给出了黑体辐射能量 曲线公式
我并不期望发现新
马克斯•普朗克
大19陆00，年只12希月望14理日解解释了该公式，引入了能量量子1假85说8年普－朗1克94指7年出
已，经为存了在推的导物出理这学一定律，必须假设在光波的发射德和国吸物收理过学程家中，
基物础体，的或能许量能变将化其是不连续的，或者说，物体通过经分历立一的战跳、跃二非战连
到另一种定态的过程以电磁波的形式吸收或放出能量(h)。
辐射能的大小取决于两定态间的能量差：
E=E2E1= h
玻尔还求得氢原子基态电子的离核距离r =52.9 pm，即玻尔 半径。
21
玻尔理论成功地解释了氢原子光谱：
基态氢原子的电子在高压电激下获得能量跃迁到高能量的激
发态，由于激发态能量高不稳定，电子会从高能量激发态跃迁回
低能量轨道并以光的形式释放出能量。
释放的能量：
E= E高 E低= h
如氢原子从n = 3 n = 2：
E3= 2.1791018J(1/n2)= 2.1791018 J(1/32)= 0.242 1018 J E2= 2.1791018J(1/n2)= 2.1791018 J(1/22)= 0.545 1018 J
无机及分析化学第4章-物质结构
1. 玻尔理论
1) 核外电子只能在有确定半径和能量的轨道上 运动，且不辐能量。 运动，且不辐能量。 通常，电子处在离核最近的轨道上， 2) 通常，电子处在离核最近的轨道上，能量最 基态;原子得到能量后, 低—基态;原子得到能量后,电子被激发到高能 轨道上，原子处于激发态。 轨道上，原子处于激发态。 3) 从激发态回到基态释放光能 ，光的频率取决 于轨道间的能量差。 于轨道间的能量差。 玻尔理论的局限： 玻尔理论的局限：1) 多电子原子光谱 2)氢原子的精细光谱 氢原子的精细光谱
4.0×10-10 10-10 × 6.0×10-35 ~10-2 × 1.1×10-46 ~10-2 ×
由上表可知，当波长 大于实物粒子直径才表现波动性 大于实物粒子直径才表现波动性。 由上表可知，当波长λ大于实物粒子直径才表现波动性。
2) Heisenberg测不准原理 (uncertainty principle) 测不准原理 不可能同时准确地测定微观粒的动量和位置。 即
d 电子云 d电子云
五种空间取向，花瓣形， 五种空间取向，花瓣形，核附近几率密度为零
f电子云 电子云
f 轨道 ( l = 3,m = +3,+2,+1, 0, -1, -2, -3 ) : m 七种取值, 空间七种取向, 七条等价(简并) f 轨道. 七种取值, 空间七种取向, 七条等价(简并) 轨道.
3. 概率（几率）和概率密度
具有波动性的微观粒子不再服从经典力学规律， 1) 具有波动性的微观粒子不再服从经典力学规律， 它们的运动没有确定的轨道，只有一定的空间 它们的运动没有确定的轨道，只有一定的空间几 率分布，遵循测不准关系, 率分布，遵循测不准关系,故对微观粒子的运动 状态只能采用统计的方法，做出几率性的判断。 状态只能采用统计的方法，做出几率性的判断。 2) 概率（几率）：电子在核外空间某区域出现机 概率（几率）：电子在核外空间某区域出现机 ）： 会的大小。 3) 概率（几率）密度：电子在核外空间某处单位 概率（几率） 微体积内出现的几率，它等于波函数绝对值的平 方，即|Ψ|2=dp/dv 。
无机及分析化学课件
酸碱反应
酸碱反应是指酸和碱之间的中和 反应，生成盐和水。
沉淀反应
沉淀反应是指溶液中的离子结合 成难溶于水的沉淀，从溶液中析 出的过程。
氧化还原反应
氧化数的概念
氧化数是表示原子或分子氧化态的数 值，用于表示原子或分子在氧化还原 反应中的得失电子数。
氧化还原反应的概念
氧化还原反应是指电子转移的反应， 其中氧化剂获得电子，还原剂失去电 子。
气体为参考态。
化学反应的动力学原理
1 2
反应速率的概念
反应速率是描述化学反应快慢的物理量，单位为 摩尔每升每秒（mol/L·s）。
反应速率方程
反应速率与反应物浓度的关系可以用反应速率方 程来表示。
3
活化能的概念
活化能是表示化学反应速率快慢的物理量，单位 为焦耳每摩尔（J/mol）。
酸碱反应与沉淀反应
04 无机化合物的分类与性质
金属元素及其化合物
金属元素概述
金属元素是具有金属光泽、导电、导热性能良好 的元素，通常在周期表中占据一定的位置。
金属单质
金属单质具有金属键合，表现出良好的导电、导 热和延展性。
金属化合物
金属化合物种类繁多，包括氧化物、硫化物、卤 化物等，具有独特的物理和化学性质。
非金属元素及其化合物
杂化合物。
配合物的结构
02
配合物的结构通常由中心原子或离子和配位体组成，配位体通
过配位键与中心原子或离子结合。
簇合物的结构
03
簇合物是由多个原子或离子通过共价键结合形成的复杂化合物，
具有独特的结构和性质。
05 分析化学简介
分析化学的定义与任务
总结词
分析化学是一门研究物质组成、结构和性质的学科，其任务是通过实验手段获 取物质的化学信息。
大一无机及分析化学知识点
大一无机及分析化学知识点第一章：无机化学基础知识无机化学是研究无机化合物的组成、结构、性质和化学反应的学科。
它是化学的一个重要分支，对于理解和应用其他化学学科具有重要意义。
1.1 原子结构及元素周期表- 原子结构：原子由原子核和围绕核运动的电子组成。
原子核由质子和中子组成，电子负电荷平衡原子核的正电荷。
- 元素周期表：元素周期表是按照元素的原子序数排列的化学元素分类表。
它将元素按照性质的周期性规律分组，方便研究。
1.2 化学键和离子结构- 化学键：原子通过化学键相互连接，形成化合物。
常见的化学键有离子键、共价键和金属键。
- 离子结构：离子结构是指由正负离子通过离子键组成的化合物的结构。
正离子是失去电子的金属原子或原子团，负离子是获得电子的非金属原子或原子团。
1.3 配位化学- 配位化学是研究过渡金属离子与配体之间的键合关系及其化合物的性质的学科。
配位化合物由中心金属离子和配体组成，配体通过配位键与中心金属离子结合。
1.4 水溶液中的离子- 水溶液中的离子是指将化合物溶解在水中时形成的离子。
离子在水中可以进行水合反应，影响溶液的性质。
第二章：分析化学基础知识分析化学是研究物质组成和性质的化学分析方法的学科。
它是化学实验的基础，广泛应用于环境监测、药物分析、食品检测等领域。
2.1 定性分析和定量分析- 定性分析：定性分析是确定物质中所含的元素或化合物的成分和性质的方法。
- 定量分析：定量分析是确定物质中某种或若干种成分的含量的方法。
2.2 大气分析- 大气分析是研究大气中气体成分及其浓度的分析方法。
常用的技术包括气相色谱、质谱等。
2.3 水分析- 水分析是研究水中各种成分及其浓度的分析方法。
常用的技术包括滴定法、光谱分析等。
2.4 有机分析- 有机分析是研究有机物成分和结构的分析方法。
常用的技术包括红外光谱、核磁共振等。
第三章：重要的化学实验化学实验是学习无机及分析化学的重要途径，通过实验可以加深对化学原理的理解，培养实验操作技能。
无机化学大一物质结构知识点总结
无机化学大一物质结构知识点总结无机化学是化学科学中的一门重要学科，研究的是不含碳的化合物和无机元素之间的化学反应和结构性质。
作为化学专业的一门基础课程，大一学生需要掌握一些关键的无机化学知识点，其中包括物质的结构。
本文将对无机化学中的一些物质结构知识进行总结。
一、离子晶体结构离子晶体是由阴阳离子通过离子键结合而成的晶体。
离子晶体结构的核心是离子的排列。
常见的离子晶体结构有简单离子晶体结构和复杂离子晶体结构。
1. 简单离子晶体结构简单离子晶体结构是指离子以一定比例排列在晶体中，如NaCl、MgO等。
这种结构中阳离子和阴离子以八面体或四面体的方式紧密堆积。
2. 复杂离子晶体结构复杂离子晶体结构是指晶体中含有多种离子，其中一种离子由多个原子组成。
常见的复杂离子晶体结构有岩盐型、石英型、钙钛矿型等。
这些结构的核心是离子的排列和多种离子之间的配位关系。
二、共价晶体结构共价晶体是由原子之间通过共价键结合而成的晶体。
共价晶体结构的特点是原子之间的价电子共享。
1. 钻石结构钻石是一种典型的共价晶体，其结构由C原子通过共价键构成。
钻石结构中的C原子以四面体的方式连接在一起，形成三维网络。
钻石的硬度很高，熔点也很高，这与其强大的共价键连接有关。
2. 硅和石英结构硅和石英也是常见的共价晶体，它们的结构都是由Si原子通过共价键形成。
硅晶体中，Si原子以四面体的方式堆积在一起，形成三维网络。
而石英晶体则是由硅氧四面体组成，形成复杂的三维结构。
三、金属晶体结构金属晶体是由金属原子通过金属键结合而成的晶体。
金属晶体结构的特点是金属原子间的金属键。
1. 简单立方结构简单立方结构是一种最简单的金属晶体结构，如α-Fe。
其结构中金属原子以立方形式紧密堆积。
2. 面心立方与体心立方面心立方结构和体心立方结构是常见的金属晶体结构，如Cu 和α-Fe。
面心立方结构中，金属原子以面心的方式排列，而体心立方结构中，金属原子以体心的方式排列。
无机及分析化学重点
无机及分析化学重点简介无机及分析化学是化学领域的两个重要分支，涉及到无机物质的结构、性质以及分析方法。
本文档将重点介绍无机及分析化学的基本概念和常见实验方法，帮助读者对这两个领域有一个更全面的了解。
无机化学无机物质的结构无机物质是指由无机元素组成的化合物。
无机物质的结构多样，包括晶体结构、分子结构等。
晶体结构是无机化学中的一个重要研究内容，它描述了晶体中原子的排列方式。
常见的晶体结构有立方晶系、正交晶系等。
分子结构是描述无机物质中分子的组成和排列方式，它对无机物质的性质和反应具有重要影响。
无机物质的性质无机物质的性质包括物理性质和化学性质。
物理性质包括颜色、熔点、沸点等，可以通过实验观察和测量得到。
化学性质包括与其他物质的反应性质，例如酸碱性、氧化还原性等。
通过对无机物质的性质的研究，可以深入了解无机物质的特点和应用。
无机化学实验无机化学实验是深入了解无机物质结构和性质的重要途径。
常见的无机化学实验包括合成实验、分离实验和定性分析实验。
合成实验是通过反应合成无机物质，研究其合成条件和反应机理。
分离实验是将混合物中的无机物质分离出来，常用的分离方法有结晶、沉淀等。
定性分析实验是通过一系列化学试剂进行反应，从而推断出无机物质的成分。
分析化学分析化学的基本概念分析化学是研究物质成分和性质的化学分析方法的科学。
它包括定性分析和定量分析两个方面。
定性分析是确定物质组成和特征的方法，常用的定性分析方法有光谱分析、电化学分析等。
定量分析是确定物质含量和浓度的方法，常用的定量分析方法有重量分析、容量分析等。
分析化学实验分析化学实验是进行无机及有机物质分析的重要手段。
常见的分析化学实验包括酸碱滴定、沉淀反应和电化学分析等。
酸碱滴定是通过滴定剂与待测物质进行反应，测定其酸碱度的方法。
沉淀反应是通过加入沉淀剂，使待测物质沉淀出来，从而判断其成分和浓度。
电化学分析利用电极和电解质溶液来测定物质的含量和浓度，例如电位滴定和电导率测定等。
无机及分析化学物质结构
sp3d2(d2sp3)
分子的极性.偶极矩（μ）
μ=q·d—衡量分子极性的大小
单位：库仑· 米（C ·m），d：正负电荷重 心的距离，q：正（或负）电荷的电量。
§4-3 杂化轨道理论 （Hybrid orbital theory）
.理论要点
1.杂化（Hybridiz ation）→形成杂化轨道。 2.杂化轨道数=参与组合的原子轨道数。 3.杂化轨道的成键能力比原来原子轨道的 成键能力强。 4.杂化轨道成键时要满足化学键间斥力最小原则。
+
-
-
+
sp
Cl
sp2
1 1 3 1 3
1
2
4
8
9 5
18
±2 3dx2-y2、3dxy
二.多电子原子轨道近似能级图
6p 5d 4f 6s
7p 6d 5f 7s
n=1 n=2 n=3 n=4 K L M N
1s
2p 2s
3p 3s
4p 3d 4s
5p 4d 5s
n=5 O
n=6 P
n=7 Q
1.屏蔽效应
能级分裂现象:轨道能量随l值增大而升 高的现象。
Table 4-1量子数与原子轨道的关系
n l 1 0 0 2 1 m
状态名称 波函数 轨道数
亚层 电子层 电子数
0 0 0 ±1 0 0 0 1 ±1 3 0 2 ±1
1s 2s 2pz 2px、2py 3s 3pz 3px、3py 3dz2 3dyz、3dxz
ψ1S ψ2S ψ2Pz ψ2Px、 ψ2Py ψ3S ψ3Pz ψ3Px、 ψ3Py ψ3dz2 ψ3dyz、ψ3dxz ψ3dx2-y2、ψ3dxy
无机及分析化学第一章 物质结构
一、填空题
1.原子是由居于原子中心的带( ) 电的( )和核外带( ) 电的( ) 构成。 ) ，电离能逐渐 2.同一周期的主族元素，从左到右，原子半径逐渐( ( )。 ) ，电负性逐渐( )。 ) ，电离能逐渐( )。 ) ，电负性逐渐(
这三个中心的形成决非偶然的巧合，而是元素性质在生命中周期性变化的一种规律体现。
第二节 重要的生命元素
二、生命元素在周期表中的分布及其生物效应
1. s区生命元素 s区元素中的氢、 钠、钾、镁、钙与生命关系十分 密切。
氧、氮、硅、锗、锡、磷、硫、硼、 硒、氟、氯、溴、碘等元素与生命 关系十 分密切。
2.p区生命元素 p区元素中的碳、
第一节 原子结构和元素周期系
二、核外电子的运动状态
1.电子云
2.核外电子运动状态
（1）电子层 （2）电子亚层和电子云的形状
（4）电子的自旋
（3）电子云的伸展方向和原子轨道
3.核外电子的排布
（1）泡利不相容原理 （2）能量最低原理
（3）洪德规则
第一节 原子结构和元素周期系
三、元素周期系
1.元素周期表
60
235
给安全、保卫工作带来极大的方便。
在农业生产上可利用放射性同位素辐射进行辐射加工。例如，辐射育种就是利用放射性 同位素放出的射线照射生物体，使其正常代谢作用发生改变。通过遗传变异，选出新的优良 品种，使它们具有抗病、早熟、高产的优良品质。此外，用小剂量的射线照射种子或用放射 性物质的溶液拌种，可刺激生长发育使种子又快又好地发芽。用强辐射照射马铃薯、大蒜等， 可抵制种子、块根、块茎的生长发育机能，达到保鲜、储藏的作用。
无机及分析化学知识点归纳
第一章物质结构基础1、四个量子数(1) 主量子数(n)：电子所处的电子层。
(2) 副(角)量子数(l) ：电子所处的电子亚层及电子云的形状。
l值受n限制，可取0,1……,n-1。
(3) 磁量子数(m)：轨道在空间的伸展方向。
m的取值受l的限制（0、±1 … ±l），共(2l+1)个。
(4) 自旋量子数(m s)：描述电子自旋的状态。
取值+1/2和-1/22、屏蔽效应与钻穿效应（1）屏蔽效应：内层电子对外层电子的排斥作用，削弱了原子核对外层电子的吸引力，使有效核电荷数减小（2）钻穿效应：外层电子钻入原子核附近而使体系能量降低的现象。
导致能级交错：如：E4s<E3d3、核外电子排布原理(1) 泡利不相容原理：每个轨道至多能容纳两个自旋方向相反的电子。
(2)能量最低原理：核外电子的分布在不违反泡利原理的前提下，优先占据能量较低的轨道，使整个原子系统能量最低。
(3)洪特规则：在n、l相同的轨道上分布电子时，将尽可能占据m 值不同的轨道，且自旋平行。
等价轨道在电子全充满、半充满、和全空时的状态比较稳定。
原因：两个电子占据同一轨道时，电子间排斥作用使系统的能量升高。
4、原子半径（1）原子半径分类：自由原子半径：电子云的径向分布函数D(r) 的最大值。
共价半径：单质分子中两个相邻原子的核间距一半。
范德华半径：分子晶体中，不同分子的相邻两原子核间距的一半。
注：同一元素的范德华半径较共价半径大。
金属半径：固体中测定两个最邻近原子的核间距一半。
（适用金属元素。
）（2）原子半径变化的周期性同周期：主族元素，自左向右原子半径逐渐减小。
d区过渡元素，原子半径略有减小；从IB 族元素起，原子半径反而有所增大。
同族：主族元素，自上而下，原子半径显著增大。
副族元素，自上而下，原子半径也增大，但幅度较小。
5、电离能：气态原子失去电子变为气态阳离子，克服核电荷对电子的吸引力而消耗的能量。
元素原子的电离能越小，越容易失去电子；越大，越难失去电子。
无机及分析化学 第一章 物质结构基础
玻尔理论的成就
1.成功地解释了氢原子的线状光谱。
2.首先提出了电子运动能量的量子化概念。
Bohr理论的成功之处
Bohr’s model
● 解释了 H 及 He+、Li2+、B3+ 的原子光谱
波型
计算值 /nm 实验值 /nm
Hα
656.2 656.3
Hβ
Hγ
Hδ
410.1 410.2
486.1 434.0 486.1 434.1
微观粒子的波粒二象性
1924年法国科学家德布罗意(L.de Broglie) 提出了电子等实物也具有波 粒二象性的假设。
h/P =h/mv
此式称为德布罗意关系式。根据此 式，可算出电子波的波长。
电子衍射实验 证实了德布罗依的假设
1927年，美国物理学家戴维逊（Davissn,C.J.） 和盖末（Germer,L.H.)通过电子衍射实验证实了 德布罗意的假设。
轨道假设
4
3
2 1
3. 跃迁假设：在正常情况下，原子中的电子处于基态， 当电子受到激发时就可以从基态跳到激发态。激发 态的电子并不稳定，它会发生电磁辐射放出光子， 直接或逐步跳回基态，放出光子所具有的能量等于 两个轨道的能量差。即： hν=E初 – E未
4 3 2
跃迁假设
E4 E3 E2 1 E1
D(r)
氢原子1s电子：在
1s
原子核附近概率密度 最大，而在离核半径 52.9pm (Bohr半径) 的
r
球壳层中有最大概率。
52.9pm
波函数角度分布图
(以氢原子 2px轨道为例)
Y ( , )
3 sin cos 2
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轨道能量: 轨道半径:
E
A
1 n2
r Bn2
A 2.1791018 J
B 52.9 pm
n 1: r1 52.9 pm E1 2.1791018 J
n 2 : r1 4 52.9 pm
E1
1 4
2.179 1018
J
n 3: r1 9 52.9 pm
E1
1 9
2.179 1018
波尔理论的不足之处
➢ 不能解释氢原子光谱的精细结构 ➢ 不能解释氢原子光谱在磁场中的分裂 ➢ 不能解释多电子原子的光谱
2020/8/26
14
二、微观粒子的波粒二象性
❖ 爱因斯坦的光子学说：
（光具有波粒二象性）
E h
P h
❖ 1924年德布罗依：电子等微粒也具有波粒二象性:
P mv h
h
mv
（2）质量m = 10 g的宏观物体子弹，若它的位置 测不准Δx = 0.01 cm （已相当准确），那么其速 率的测不准程度又多大？以上计算结果说明什么 问题？
(1)Δv
2
h mΔ
x
6.626 1034 2 3.14 9.111031
1011
Δv 1.157 107 m s1
(2)Δv
h
2 mΔ x
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
2020/8/26
4
一、氢原子光谱和波尔理论 连续光谱： 自然
2020/8/26
实验室
5
原子的光谱：
在抽成真空的放电管中充入少量气体（如氢气），通过 高压放电，可观测到原子的发光现象。
将碱金属化合物在火焰上加热，也会观测到 y2 z2 h2
Schrodinger E
m －－－粒子质量
E －－－粒子总能量
V －－－势能
氢气
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氦气 含锂化合物
含钠化合物 含钾化合物
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氢原子光谱
氢原子光谱特征: ①不连续的、线状的， ②很有规律性.
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氢原子光谱的规律性：
1885年 巴尔麦发现：
1
1 R ( 22
1 n2
)
R : 理德堡常数
R 1.097373107 m1
n: 大于2的正整数
n 3: H n 4: H n 5: H n 6: H
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卢瑟福(E·Rutherford)的原子核型结构。
1911年Rutherford和助手Hans Geiger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。
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核型原子模型的要点：
➢ 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.
1927年，戴维逊 (Davissa)和 革末 (Germer)电子衍射实验 证实了德布罗依的假设。
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三、测不准原理
1926年，Heisenberg提出了著名的测不 准原理：位置的不确定程度Δx和动量的 不确定程度ΔP之间有：
x P h
2
Heisenberg W
测不准关系示意图
6.626 1034 2 3.1410103 0.01102
Δv 1.054 1028 m s1
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第二节 原子核外电子的运动状态
一、薛定谔Schrődinger方程
1926年，奥地利物理学家Schrődinger提 出描述核外电子运动状态的波动方程， 即Schrődinger方程
2
2
2
8 2m
10
玻尔理论的三点假设：
➢ 稳定轨道 原子中的电子只能在符合一定量子化 条件的轨道上运动，在这些轨道上运动时，处于稳定 状态，不放出也不吸收能量。
角动量： L mvr n h
2
n: 量子数 n = 1, 2, 3……
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➢ 定态 稳定轨道中运动的电子能量为一定值 能量最低的定态称为基态，能量较高的定态称 为激发态。
Wave type Calculated value/nm Experimental value/nm
Hα Hβ Hγ Hδ 656.2 486.1 434.0 410.1 656.3 486.1 434.1 410.2
➢ 说明了原子的稳定性 ➢ 对其他发光现象（如Ｘ光的形成）也能解释 ➢ 计算氢原子的电离能
理德堡(包括紫外区和红外区)：
1
11
R ( n12 n22 )
n2 n1
赖曼线系（紫外） 帕邢线系（红外）
n1 = 1
n1 = 3
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玻尔理论
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
The Planck equation：
即具有波粒二相性的微观粒子 和宏观物体具有完全不同的运 动特点，不能同时确定它们的 坐标和动量。
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例1：
解：
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（1）电子质量m = 9.11×10-31 kg，若原子半径的 数量级为10-10 m ，它的位置测不准Δx = 10-11 m （至少此值才合理），那么其速率的测不准程度 为多大？
J
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➢ 能量的吸收与辐射
电子在不同轨道之间跃迁时， 原子会吸收或辐射出光子，吸 收或辐射出光子能量的多少决 定于跃迁前后的两个轨道之差
基态 吸收E 激发态
发射光
ΔE＝E终态－E始态＝hν
A h
1 ( n12
1 n22
)
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波尔理论的成功之处
➢ 解释了 H 及 He+、Li2+、Be3+ 的原子光谱
第四章 物质结构简介
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第一节 微观粒子的运动特征
十九世纪末的物理学三大发现
➢ X射线（1895，伦琴，德国物理学家）
➢ 放射性（1896，贝克勒尔，法国物理学家）
➢ 电子（1897，汤姆逊，英国物理学家）
这些发现证明了原子具有复杂的结构，揭开了物 理学革命乃至现代科学革命的序幕。
E h
ν：电磁波的频率
h ：普朗克常数 h = 6.626×10-34 J·s
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➢ Einstein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
E h
E
mc2
c
mc2
h
c
P mc P h
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