原子的结构与性质
化学元素的原子结构与性质
化学元素的原子结构与性质化学元素是构成物质的基本单位，每个元素都有独特的原子结构和性质。
了解元素的原子结构对于理解元素性质和化学反应至关重要。
本文将介绍化学元素的原子结构和性质，并探讨二者之间的关系。
一、原子结构化学元素的原子由原子核和围绕核运动的电子构成。
原子核由质子和中子组成，质子带正电荷，中子不带电。
原子核带有正电荷，而电子带有负电荷，这种相反电荷之间的吸引力维持着电子围绕原子核运动。
原子的质子数决定了元素的原子序数，也称为元素的核电荷数。
原子中的电子以能级或轨道的形式存在。
每个能级具有一定数量的子壳，而每个子壳又包含一定数量的轨道。
每个轨道最多可以容纳一对电子，且电子在同一个轨道上自旋方向相同。
轨道按照能级从低到高排列，分为K、L、M、N等不同的字母表示。
二、元素性质不同元素的原子结构导致了它们的性质差异。
元素的性质可以分为物理性质和化学性质。
1. 物理性质物理性质是指物质不发生化学变化时所表现出的性质。
这些性质主要包括颜色、硬度、密度、熔点、沸点等。
例如，金属元素通常具有良好的导电性和导热性，这与它们具有自由电子和紧密排列的结构有关。
2. 化学性质化学性质是指物质与其他物质发生化学反应时所表现出的性质。
元素的化学性质主要取决于其原子结构中的电子配置。
原子的外层轨道电子数目决定了元素的化学反应活性。
一般来说，内层电子较稳定，不易被其他原子接触，而外层电子较活跃，容易参与化学反应。
三、原子结构与性质的关系元素的原子结构决定了元素的性质，这正是因为不同元素具有不同的原子结构，才能体现出它们独特的性质。
1. 周期表和元素性质元素周期表是一种将元素按原子序数和电子结构排列的方式。
通过周期表的布局，我们可以观察到一些明显的规律，例如，元素的周期性重复性质。
这是因为周期表中的元素具有相似的电子配置，导致它们具有类似的化学性质。
2. 价电子和化学反应价电子是指原子最外层轨道上的电子，也是参与元素化学反应的主要电子。
帮助学生理解原子与核的结构与性质
帮助学生理解原子与核的结构与性质原子与核的结构与性质原子与核是物质世界的基本组成部分，它们的结构与性质对于学生理解化学、物理等科学知识至关重要。
本文将从原子与核的结构、原子的性质、核的性质等方面进行探讨，以帮助学生深入理解这一重要概念。
一、原子的结构原子是物质的基本单位，由原子核和电子壳层构成。
原子核位于原子的中心，由质子和中子组成。
质子带有正电荷，中子不带电荷。
电子壳层围绕原子核运动，电子带有负电荷，平衡了原子核的正电荷。
在原子结构中，质子和中子集中在原子核中，而电子则围绕核运动。
原子核带有正电荷，而整体原子带有零净电荷。
二、原子的性质原子的性质包括原子半径、原子质量、原子的化学性质等。
1. 原子半径: 原子半径指的是原子核与最外层电子轨道的距离。
原子半径主要由原子核的质子数以及电子的排布方式决定。
原子半径随着电子层次增加而增加，同一周期内，原子半径由左至右逐渐减小。
2. 原子质量: 原子质量由原子核中质子数和中子数之和决定。
质子和中子的相对质量均为1，而电子的质量可忽略不计。
原子质量主要用来标识不同元素。
3. 原子的化学性质: 原子的化学性质取决于原子核中的质子和不同电子层次之间的电子结构。
电子层次的不同排布方式决定了元素的化学性质，例如反应活性和元素化合价等。
三、核的结构与性质核是原子的重要组成部分，它决定了原子的质量、核能等重要性质。
1. 核子: 核子是原子核中的基本组成单位，包括质子和中子。
核子质量相对较大，质子带有正电荷，中子不带电。
质子数目决定了元素的种类，即不同元素的原子核中质子数不同。
2. 质子数与核能: 核能是核结构的重要性质，与核中的质子数密切相关。
在同位素中，质子数增加，核能增大。
3. 同位素与同位素变化: 同位素指的是原子核中质子数相同、中子数不同的核种。
同位素变化包括α衰变、β衰变和γ射线等，这些变化反映了原子核的不稳定性。
四、原子核与放射性放射性是原子核的一种特殊性质，放射性元素的核能不稳定，会自发地发生核衰变过程，放出辐射。
第1讲 原子结构与性质
三原理一规则
最大容纳原理 能量最低原理 泡利原理 洪特规则
1）最大容纳原理：每个电子层最多容纳2n2个电子。
(2)能量最低原理 ①原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于 最低状态。 ②基态原子： 处于最低能量的原子 。当基态原子 吸收 能 量后，电子会 跃迁到较高能级 ，变成 激发态 (3)泡利原理 一个原子轨道最多容纳 2 个电子，而且 自旋状态 相反。 (4)洪特规则 当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子 总是优先 单独占据一个轨道 ，而且 自旋状态 相同。 原子。
意义
决定元素的种类 决定同位素和质量数 价电子决定元素化性
质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N) 原子： 质子数=核电荷数=原子序数=核外电子数
(1) 重 要 的 等 式
阳离子：质子数=核外电子数+离子所带电荷数 阴离子：质子数=核外电子数-离子所带电荷数
例1（99）“铱星”计划中的铱的一种同位素是 191 Ir其核内中子数是 B 77 A. 77 B. 114 C. 191 D. 268
元素原子核外电子总数比A元素原子核外电子总数多5
个，则A、B两元素形成的化合物可表示为(
A. A3B2 B.A2B3 C.AB3
B
)
D.AB2
例2.设X、Y、Z代表三种元素，已知：
① X+和Y-两种离子具有相同的电子层结构 ② Z元素原子核内质子数比Y元素原子核内质子数少9个 ③ Y和Z两种元素可以形成4核42个电子的负一价阴离子 据此，请填空： （1）元素Y是
Cr：1s22s22p63s23p63d44s2(×) 例如： Cr：1s22s22p63s23p63d54s1(√) Cu：1s22s22p63s23p63d94s2(×) Cu：1s22s22p63s23p63d104s1(√)
原子与分子的结构与性质
原子与分子的结构与性质原子与分子是构成物质的最基本单位，在化学和物理学中扮演着重要的角色。
他们的结构以及性质对于了解物质的本质、化学反应以及材料科学等方面都有着至关重要的影响。
本文将通过介绍原子与分子的结构和性质来探讨它们在科学研究和实际生活中的重要性。
一、原子的结构与性质1.1 原子的组成原子是构成物质的最小单位，由带正电荷的质子、不带电荷的中子以及带负电荷的电子组成。
质子和中子聚集在原子的中心，形成了原子核，而电子则环绕在原子核外层。
1.2 原子的结构模型原子的结构模型可以追溯到希腊时代的“质点模型”，但最为广泛接受的原子结构是由尼尔斯·玻尔提出的“波尔模型”。
波尔模型认为电子绕原子核转动的轨道是固定的，且电子能量是量子化的。
这个模型成功地解释了氢原子光谱等实验现象，并奠定了量子力学的基础。
1.3 原子的性质原子的性质主要通过其原子核和电子的特性来决定。
质子和中子的数量决定了原子的质量数，而电子的数量决定了原子的电荷性质。
不同原子的质子和中子的数量不同，因此原子的质量也不同。
电子在原子核周围的运动轨道也不同，这导致了不同元素的化学性质的差异。
二、分子的结构与性质2.1 分子的组成分子是由两个或多个原子以共用或共享电子的方式结合而成的。
在分子中，原子通过化学键相互连接，形成了复杂的结构。
2.2 分子结构的确定分子结构的确定是化学研究的重要内容之一。
通过实验技术如X射线晶体学、核磁共振等，科学家可以决定分子中各个原子的相对位置和空间排列。
这对于了解分子的性质和功能至关重要。
2.3 分子的性质分子的性质主要由其组成原子和化学键的特性所决定。
分子的大小、形状、化学键的类型等都会影响分子的性质。
分子的性质与其所在的化学物质有关，不同的分子之间会发生化学反应，形成新的物质。
三、原子与分子的应用3.1 化学反应原子与分子是理解化学反应过程的基础。
在化学反应中，原子和分子之间的化学键会被打破和形成，从而导致物质的转化。
原子的结构和性质
0
14
2.1.2 分离变量法求解薛定谔方程
运用分离法变量法使ψ( r, θ, φ)变成只 含一种变数的函数R(r)、Θ(θ)和Φ(φ)的乘积:
r,, Rr
15
sin2 (r2 R ) sin (sin )
R r r
2mr 2sin 2
2
E
Ze2 40 r
1
2 2
D = r2R2n,l(r)
41
2.3.2 原子轨道的径向部分与电子云 的径向部分
原子轨道的态函数形式非常复杂, 表达成图形才便于讨论化学问题。
42
作图对象重要涉及： (1) 态函数 (即轨道)和电子云；
(2) 完全图形和部分图形； 完全图形有: 态函数图：ψ(r,θ,φ) 电子云图：|ψ(r,θ,φ)|2
9
类氢原子的薛定谔方程：
哈密顿算符： H
2
2
ze2
2m
4 0 r
2
2 x2
2 y 2
2 z 2
薛定谔方程表达式：
2 2 2m
ze2
4 0
r
E
r x2 y2 z2
10
11
通过坐标变换，将 Laplace算符从直角坐 标系(x, y, z)换成球坐 标系(r, θ, ф):
2
1 r2
21
2.1.4 类氢原子的态函数
1.态函数表达式：
n,l,m r, , Rn,l r l,m m
令： Yl,m ( ,) l,m ( ) m ()
则： n,l,m Rn,l (r) Yl,m ( , )
22
Rn,l (r) : 径向态函数
Yl,m ( ,) : 角度态函数
原子的结构与性质
原子的结构与性质原子是构成所有物质的基本单位，也是化学研究的基础。
原子是由质子、中子和电子构成的，每个原子的质子数是固定的，称作原子序数。
但是中子数可变，同种元素的原子的质子数相同，但中子数不同，称为同位素。
原子的电子数也可以变化，同种元素的原子在电子数不同的情况下具有不同的化学性质。
原子的结构先来说说原子的基本结构。
原子由中心的原子核和绕核运动的电子构成。
原子核由质子和中子组成，质子带正电荷，中子无电荷。
电子带负电荷，它们在原子核周围高速运动，形成电子壳层。
原子核直径约为10^-15米，它带有正电荷，故原子是带正电荷的。
核内的质子和中子是稳定的，因为它们彼此之间的相互作用力变化不大。
电子壳层数量的不同会对原子性质产生明显的影响。
原子的第一层最多容纳2个电子，第二层最多容纳8个电子。
这意味着带一定电子数的不同元素具有不同的化学性质。
例如，氢原子只有一个电子，因此它比较容易失去电子成为正离子；又例如，氧原子由8个电子构成，因此它比较容易接受两个电子成为负离子。
原子的性质原子的性质涉及它们化学和物理方面的各种特征。
其中一些是：化学性质原子的化学性质包括其倾向于接受、捐赠或共享电子的方式。
这对于它们在化学反应中的行为非常重要。
元素周期表列出了元素的化学性质。
例如，氧原子是高度电负的，也就是它更倾向于吸收电子；另一方面，金属元素如铜和铁更倾向于捐赠电子。
物理性质原子的物理性质包括原子的质量、大小、密度和熔点等。
这些性质主要受到原子核和电子互相作用的影响。
原子的重量原子的重量可以通过原子质量或相对原子质量来表示。
原子质量等于原子核内质子和中子的质量之和，相对原子质量等于元素的原子质量与碳-12相对的比率。
例如，氧-16的原子质量为15.995 u，相对原子质量为16 u。
同位素可以有不同的原子质量和不同的相对原子质量。
原子的大小原子的大小可以通过测量原子的原子半径来确定。
原子半径是从原子核到最外层电子的平均距离。
原子结构与性质
第一章原子结构与性质第一节原子结构（第1课时）一、原子与元素1.原子：2.元素：3.同位素：因此同一元素具有不同的核素，即同一元素具有多种原子，既原子种类多于元素种类。
二、能层与能级核外电子因能量不同而在与核距离不同的能层（相当于电子层）运动，用___________等表示;同一能层中的电子能量不同和运动区域不同而分为不同的能级,用______________等表示。
每一能层和能级中运动的电子数目是有限度的——电子层最大容量原理：若用n来表示能层数，则每一能层中运动的电子数目为______(次外层最多只能容纳_________个电子;倒数第三层最多只能容纳_________个电子)。
ns、np、nd等能级中最多只能容纳的电子数：若s、p、d等分别用1、3、5等表示，则它们分别最大容量则是2、6、10等，即其所表示数字的二倍，但与n无关。
三、构造原理1.构造原理就是电子的排布顺序，它遵循三个基本原理（1）能量最低原理：原子的排布总是尽先进入能量最低的轨道，只有当能量最低的轨道占满后，电子才依次进入能量稍高的轨道，原子的电子排布总是使整个原子的能量处于最低状态。
各能级能量高低顺序：E（1s）<E(2s)<E(3s);E(ns)<E(np)<E(np)<E(nd)<E(nf)能级交错现象:E(ns)<E[(n-2)f]<E[(n-1)d]<E(np)(2)泡利不相容原理:在任何一个原子轨道中最多都只能容纳2个电子,而且自旋方向相反(分别用“↑”、“↓”表示不同的自旋方向)。
（3）洪特规则：当电子排布在同一能级不同的轨道时，总是优先单独占据一个轨道而且自旋方向相同。
同步训练：1.主族元素A和B可形成组成为AB2的离子化合物，则A、B两原子的最外层电子排布分别为A.ns2np2和ns2np4B.ns1和ns2np4C.ns2和ns2np5D.ns1和ns22.某元素的原子3d能级上有1个电子，它的N能层上电子数是A.0B.2C.5D.83.比较下列多原子的各轨道的能量高低：（1）1s，3d （2）3s，3p，3d （3）2p，3p，4p4.下列关于多电子原子核外电子的运动规律的叙述正确的是A.核外电子是分层运动的B.所有电子在同一区域里运动C.能量高的电子在离核近的区域运动D. 能量低的电子在离核近的区域绕核旋转5.主族元素原子失去最外层电子形成阳离子，主族元素的原子得到电子填充在最外层形成阴离子。
原子结构与性质
若n=3，以下能级符号错误的是（ ） A．n p B．n f C．n d D．n s
AD
3
B
4
下列各电子能层中，不包含 d 能级的是 （ ） A、N能层 B、M能层 C、L能层 D、K能层
5
CD
6
三、构造原理
原子核外电子排布必须遵循一定的能级顺序进行填充
②任一能层的能级总从s能级开始，能级数=能层序数。
④以s、p、d、f……排序的各能级可容纳的最多电子数依次 为1、3、5、7……的二倍。
③各能级所在能层的取值
ns→n≥1；
np→n≥2；
nd→n≥3；
······
2
8
18
32
2n2
以下能级符号正确的是（ ） A、6s B、2d C、3f D、7p
一、开天辟地──原子的诞生
1、现代大爆炸宇宙学理论
其他元素
原子核的熔合反应
大量氢
少量氦
极少量锂
约2h后
宇宙
大爆炸
诞生于
2、氢是宇宙中最丰富的元素，是所有元素之母。
3、地球上的元素绝大多数是金属，非金属 （包括稀有气体）仅22种。
原子的结构
原子
原子核
核外电子
质子
中子
核电荷数=核内质子数=核外电子数
AB
4、某元素原子的价电子构型为3s23p4, 则此元素在周期表的位置是____________
第3周期，第VIA族
A．Cl-
D．1s22s22p63s23p6
B．
C．
B
AC
3、构造原理揭示的电子排布能级顺序，实质是各能级能量高低。若以E(nl)表示某能级的能量，以下各式中正确的是（ ） A．E(4s)＞E(3s)＞E(2s)＞E(1s) B．E(3d)＞E(4s)＞E(3p)＞E(3s) C．E(5s)＞E(4f)＞E(4s)＞E(3d) D．E(5s)＞E(4s)＞E(4f)＞E(3d)
原子的结构和性质
原子的结构和性质原子是物质的基本构建单元，由一个中心核和绕核运动的电子组成。
原子的结构和性质对于理解物质的性质和化学反应机制至关重要。
本文将从原子的结构、原子的物理性质、原子的化学性质和原子的性质的变化等方面进行阐述。
首先，原子的结构主要由原子核和电子组成。
原子核是位于原子中心的带正电荷的粒子，由质子和中子组成。
质子带正电荷，中子不带电荷。
电子是带负电荷的粒子，围绕在原子核外层的电子壳中。
原子核的质量集中在质子和中子上，而电子的质量很小。
原子的物理性质包括质量、电荷和大小。
原子的质量可以通过质子和中子的数量来确定，通常用原子质量单位来表示。
原子的电荷由电子和质子的数量决定，通常情况下原子是电中性的，即正电荷和负电荷平衡。
原子的大小通常通过原子半径来表示，原子半径的大小和电子壳的分布有关，一般来说，原子的半径越大，中心核和外层电子之间的距离越远。
原子的化学性质主要涉及原子的化学键和化学反应。
原子通过与其他原子形成化学键来形成化合物。
化学键主要包括共价键和离子键。
共价键是通过电子共享来形成的，如在氢气分子中，两个氢原子共享一对电子。
离子键是由正离子和负离子之间的吸引力形成的，如氯化钠中的氯离子和钠离子。
化学反应是指原子之间的重新排列以形成新的化学物质。
在化学反应中，原子的化学键会被打破和形成，导致反应物变为产物。
原子的性质会随着原子的变化而变化。
首先，原子的性质可以通过元素周期表来归类和预测。
元素周期表是按照原子序数排列的表格，元素周期规律地从左到右和从上到下排列。
在同一周期中，原子的大小和电负性呈现出规律性的变化。
在同一族中，原子的性质也会有相似之处，如同一族的元素通常具有相似的化学性质。
其次，原子的性质还与原子的能级结构有关。
原子中的电子按照能级填充，每个能级可以容纳一定数量的电子。
不同能级的电子具有不同的能量。
最外层的电子被称为价电子，它们对于原子的化学性质起着重要的作用。
价电子的数量和分布决定了原子的化学键和化学反应。
原子结构与性质
原子结构与性质1、原子的构成中子N（核素）原子核 近似相对原子质量质子Z → 元素符号原子结构 决定原子呈电中性 电子数（Z 个）体积小，运动速率高（近光速），无固定轨道核外电子 运动特征电子云（比喻） 小黑点的意义、小黑点密度的意义。
排布规律 → 电子层数 周期序数及原子半径表示方法 → 原子（离子）的电子式、原子结构示意图2、三个基本关系（1）数量关系：质子数 = 核电荷数 = 核外电子数（原子中）（2）电性关系：①原子中：质子数=核电荷数=核外电子数②阳离子中：质子数>核外电子数 或 质子数=核外电子数+电荷数③阴离子中：质子数<核外电子数 或 质子数=核外电子数-电荷数（3）质量关系：质量数 = 质子数 + 中子数2 原子核外电子排布规律决定 X)(A Z3 相对原子质量定义：以12C原子质量的1/12（约1.66×10-27kg）作为标准，其它原子的质量跟它比较所得的值。
其国际单位制（SI）单位为1，符号为1（单位1一般不写）原子质量：指原子的真实质量，也称绝对质量，是通过精密的实验测得的。
如：一个氯原子的m(35Cl)=5.81×10-26kg。
核素的相对原子质量：各核素的质量与12C的质量的1/12的比值。
一种元素有几种同位素，就应有几种不同的核素的相对原子质量，相对诸量如35Cl为34.969,37Cl为36.966。
原子比较核素的近似相对原子质量：是对核素的相对原子质量取近似整数值，数值上与该质量核素的质量数相等。
如：35Cl为35,37Cl为37。
元素的相对原子质量：是按该元素各种天然同位素原子所占的原子个数百分比算出的平均值。
如：Ar(Cl)=Ar(35Cl)×a% + Ar(37Cl)×b%元素的近似相对原子质量：用元素同位素的质量数代替同位素相对原子质量与其原子个数百分比的乘积之和。
注意①、核素相对原子质量不是元素的相对原子质量。
第1讲原子结构与性质
第1讲原子结构与性质原子结构与性质讲述了原子的组成和特性。
原子是物质的基本单位，由带电质子和无电荷中子以及带负电子组成。
质子和中子聚集在原子的中心，形成了原子核，而电子环绕在原子核外。
原子的性质与其原子结构密切相关，因此理解原子结构对于理解物质的性质具有重要意义。
首先，我们来介绍原子的基本组成。
原子的最基本的单位是质子和中子，它们都集中在原子核中。
质子带有正电荷，中子是没有电荷的。
原子核的质量主要来自质子和中子。
而电子是带有负电荷的，其质量要比质子和中子轻得多。
电子环绕在原子核的外部。
一个普通原子由相等数量的质子和电子组成，因此它是电中性的。
原子的性质受到原子结构的控制。
首先，质子和中子的数量决定了原子的质量数，即原子的质量。
质子的数量称为原子的原子序数，决定了原子的化学性质，因为它决定了原子所具有的电荷。
正电荷相等于质子的数目。
原子核中的质子数量不能改变，因此一个元素的原子序数也不能改变，这是一个元素独特的标志。
另外一个重要的原子性质是原子的尺寸。
原子的尺寸可以通过一些实验技术进行测定。
测得的数据表明，原子的尺寸大约在1×10^-10米的数量级，即一个纳米级别。
相对于尺寸来说，原子的质量非常小，因此我们通常使用摩尔来表示物质的数量。
1摩尔是指包含6.02x10^23个原子的物质。
这个数量被称为阿伏伽德罗常数，是指在一个摩尔中含有的原子或分子的数量。
原子还可以通过能级结构来描述。
根据量子力学的理论，电子被认为是在不同的能级上运动的。
一个原子的能级是由它的电子云所决定的。
电子云是指电子在原子核周围的空间分布。
当电子从低能级跃迁到高能级时，它会吸收能量，因为电子在更远离原子核的位置具有更高的能量。
当电子从高能级回到低能级时，它会释放出能量，这就是光的产生。
原子的化学性质也与原子的化学键有关。
化学键是指原子之间的相互作用力。
主要的化学键有共价键、离子键和金属键等。
共价键是通过共享电子来实现的，离子键是通过电子的转移来实现的，而金属键则是在金属结构中形成的。
原子结构与性质
原子结构与性质原子是构成一切物质的基本单位，了解原子结构对于理解物质的性质至关重要。
本文将介绍原子的组成以及不同原子结构对物质性质的影响。
第一部分：原子组成在古代，人们将物质一分为二，即认为物质可以无限地被切割下去。
然而，在19世纪末，科学家发现了原子这一不可再分的基本单元。
原子的组成主要包括三个基本粒子：质子、中子和电子。
1. 质子：质子位于原子核中，带有正电荷。
质子的数量决定了原子的核电荷，同时也决定了原子的元素特征。
比如，氢原子只有一个质子，而氧原子则有八个质子。
2. 中子：中子也位于原子核中，没有电荷。
中子的数量可以影响原子的质量，但不会改变原子的元素特征。
3. 电子：电子以轨道的形式环绕在原子核周围，带有负电荷。
电子的数量和排布决定了原子的化学性质，同时也决定了原子的大小。
第二部分：原子结构与性质原子的结构对物质的性质有重要影响。
以下是不同原子结构对物质性质的几个方面影响的介绍。
1. 原子尺寸：原子的尺寸由电子云决定。
电子云是由电子构成的，并且电子云的半径决定了原子的大小。
一般来说，原子的半径越大，原子外层电子与外界的相互作用越强，原子的化学性质也相对较活跃。
反之，原子的半径越小，原子的化学性质相对惰性。
2. 原子核电荷：原子核电荷决定了原子的质子数。
原子核电荷越大，原子内外电子之间的相互作用力越强，原子的化学性质也相对较活跃。
反之，原子核电荷越小，原子的化学性质相对惰性。
3. 原子核的中子数：原子核的中子数可以影响原子的质量。
中子的存在可以稳定原子核，使得核内质子之间的排斥力得到平衡。
在同一元素的不同同位素中，中子的数量不同，导致了同位素具有不同的物理性质，如放射性衰变速率的差异。
4. 原子的电子排布：原子的电子排布决定了原子的化学性质。
原子的外层电子称为价电子，它们参与化学反应和化学键的形成。
原子的价电子数目决定了原子形成的化学键的类型和强度。
比如，碳原子具有4个价电子，可以形成共价键，使得碳可以构成多种化合物。
2第二章 原子的结构和性质
2.1 单电子原子的Schrödinger 方程及其解
• -1-单电子原子的 Schrödinger 方 程的建立
写出势能和动能算符， 得出氢原子和类氢离子 的Schrödinger 方程：
2 Ze ˆ V 4 0 r
2 2 2 2 2 ˆ H , 2 2 2 2 8 x y z
或者说角动量的绝对值有确定值
h M l l 1 2
角量子数 l 决定电子的原子轨道角动量的大小。 l 的取值 0，1，2，3……n－1 对应着 s, p, d, f…... (亚层)
l 决定了ψ 的角度函数的形状。
角量子数 l
e 原子的角动量和原子的磁矩有关. 磁矩与角动量的关系 2m M e
2.2 量子数的物理意义
对于Schrö dinger方程
ˆ E H
n
ˆ 作用后都等于一个常数 En乘 解此方程得出的每一个 n 正好被 H 以n , 即n代表的状态具有能量 E .
单电子原子的能级公式为
e4 Z 2 E n 8 2h 2 n 2 0
主量子数 n, n 为1，2，3，4 等正整数。
r : 径向坐标, 决定了球面的大小 θ: 角坐标, 由z轴沿球面延伸至r 的弧 线所表示的角度. φ: 角坐标, 由r沿球面平行xy面延伸至 xz面的弧线所表示的角度.
x r sin cosφ r x2 y2 z2 y r sin sinφ tan y / x z r cos 2 2 2 1/ 2 cos z /( x y z )
氢原子能级：
4
E1 , E1 4 , E1 9 ,
氢原子能级图
En(eV) 0
-0.54 -0.85 -1.51
原子和分子的结构和性质
原子和分子的结构和性质原子和分子是构成物质的基本单位，它们的结构和性质对于理解物质的组成和变化过程至关重要。
本文将探讨原子和分子的结构以及它们的性质。
一、原子结构原子是物质的基本单位，具有质量和电荷。
根据现代原子理论，原子由电子、质子和中子组成。
电子带有负电荷，质子带有正电荷，中子则是中性的。
在原子结构中，电子围绕着原子核运动。
原子核由质子和中子组成，质子带有正电荷，中子不带电。
质子和中子位于原子核的中心，占据极小的空间，但却占据了原子的大部分质量。
原子中的电子分布在不同的能级上。
能级离原子核越远，所含的电子能量越高。
每个能级最多容纳一定数量的电子，根据所谓的奥尔布规则，电子首先填充能量最低的能级。
二、原子性质原子的性质由其组成元素的特性决定。
原子的最基本性质之一是原子量，它等于原子中质子和中子的质量之和。
原子的质量单位是原子质量单位（amu）。
原子的大小通常用原子半径表示。
原子半径是从原子核到外层电子轨道的距离。
原子半径的大小随着元素在原子周期表中的位置而变化。
通常情况下，随着原子序数的增加，原子半径增加。
原子还具有化学性质，包括元素间的化学反应。
原子通过与其他原子或分子进行化学键形成分子和化合物。
原子通过共价键、离子键或金属键与其他原子相互作用，从而形成更复杂的物质。
另外，原子的稳定性也是其重要性质之一。
原子通过填充能级和达到稳定外层电子结构来获得稳定性。
对于大多数元素来说，稳定的外层电子结构一般是满的或与满电子壳相似。
三、分子结构分子是由两个或更多原子组合而成的化学物质。
原子之间的结合可以通过共价键、离子键或金属键来实现。
共价键是通过共享电子对来连接原子的最常见的键类型。
分子的结构描述了原子之间的相对位置。
分子的几何结构对于分子的性质和反应至关重要。
不同的分子结构具有不同的分子性质。
四、分子性质分子的性质由构成分子的原子和键的特性决定。
分子的性质包括物理性质和化学性质。
物理性质包括分子的熔点、沸点、密度和溶解性。
《原子结构与性质》课件
散力、诱导力和取向力等。
氢键的形成
02
当一个电负性较强的原子上有一个孤对电子时，它可以与另一
个电负性较强的原子上的氢原子之间形成氢键。
氢键的特点
03
氢键是一种较强的分子间作用力，可以影响物质的熔点、沸点
和溶解度等性质。
THANKS
感谢观看
05
化学键合理论
共价键合理论
共价键合理论概述
共价键合理论是化学键合理论的 重要组成部分，它解释了原子之 间如何通过共享电子来形成化学
键。
共价键的形成
当两个原子相互靠近时，它们各自 提供电子，形成一个或多个共用电 子对，这些电子对将两个原子紧密 结合在一起。
共价键的类型
根据电子云的分布和重叠程度，共 价键可以分为非极性键、极性键和 离域大π键等类型。
吸收光谱与发射光谱
吸收光谱
指物质吸收光子，从低能级跃迁到高 能级而产生的光谱。吸收光谱中的暗 线与原子的能级有关，可用来研究原 子结构。
发射光谱
指物质通过加热、放电、激光等方式 从高能级跃迁到低能级而释放光子产 生的光谱。发射光谱中的亮线与原子 的能级有关，可用来研究原子结构。
线光谱与连续光谱
线光谱
指由稀薄气体或金属蒸气所发出 的光谱，由不连续的线组成。每 一条线都对应着某种特定的波长 ，反映了原子能级跃迁的规律。
连续光谱
指由炽热的固体、液体或高压气 体所发出的光谱，其特征是谱线 密集且连续分布，反映了原子能 级跃迁的复杂性。
原子能级与光谱项
原子能级
指原子内部各个状态的能量值，由主量子数、角量子数和磁 量子数决定。原子能级是描述原子状态的重要参数，决定了 原子的光谱性质。
离子键合理论
第一节原子结构与性质
第一章原子結構與性質第一節原子結構一. 物質結的本質“原子”一詞源自古希臘，希臘語中ATOM是不可再分的意思，古希臘哲學家認為原子是世間萬物最小的粒子◦直到1808年，英國人道爾頓把物質由原組成的概念作出重大修訂，他認為物質是由不同的微細粒子所組成，而在化學反應中，反應物的粒子並沒有改變，它們只是重新排列形成生成物，這個想法在當時己透過實驗得以証實◦道爾頓原子學說道爾頓原子學說的要點如下：1.所有元素都是由微細和不能再被分割的粒子組成，這些粒子稱為原子◦2.原子既不能被製造，也不能被毀滅◦3.同一種元素的原子，它們的質量和化學性質完全相同◦4.不同元素的原子，它們的質量和化學性質都完全不同◦5.當不同元素的原子結合時，便形成化合物，化合物中，各種原子的數目成一個簡單的整數比◦到了十九世紀末，實驗証據顯示，原子的結構遠較道爾頓所想的複雜，當時的科學家透過很多實驗証明，原子並非僅僅是一個堅硬而均勻的粒子，而是由幾種次原子粒子所構成◦1.質子：原子核的組成部分，帶正電的小微粒，一個質子帶個單位的電荷。
2.中子:原子核的組成部分，不帶電的小微粒。
3.電子：原子的組成部分，位於原子的週邊，帶負電的小微粒。
4.質量數：將原子核內所有的質子和中子的相對質量取近似整數值加起來，所得的值。
質量數(A)=(Z)+(N)5.同位素在同一種元素的原子中，當中有一些質子數目相同(即相同的原子序)，但其中子數目並不相同(即不同質量數)，這些原子稱為同位素。
例如：氯(Cl)的兩種同位素可寫成：豐度(自然界中的原子含量)的計算：一種元素的相對子原子質量是指該元素的各種同位素在碳-12標度上的相對同位素質量的平均值。
由於35Cl 和37Cl 的相對豐度分別是75.77和24.23，因此氯的相對原子質量可由以下的簡單計算中求得：則銅的相對原子質量為：.例1 已知自然界氧的同位素有16O ，17O ，18O ，氫的同位素有H ，D 。
原子结构与性质知识点总结
第一章 原子结构与性质一.原子结构1.能级与能层2.原子轨道3.原子核外电子排布规律⑴构造原理：随着核电荷数递增，大多数元素的电中性基态原子的电子按右图顺序填入核外电子运动轨道（能级），叫做构造原理。
能级交错：由构造原理可知，电子先进入4s 轨道，后进入3d 轨道，这种现象叫能级交错。
说明：构造原理并不是说4s 能级比3d 能级能量低（实际上4s 能级比3d 能级能量高），而是指这样顺序填充电子可以使整个原子的能量最低。
也就是说，整个原子的能量不能机械地看做是各电子所处轨道的能量之和。
（2）能量最低原理现代物质结构理论证实，原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，简称能量说明：构造原理和能量最低原理是从整体角度考虑原子的能量高低，而不局限于某个能级。
（3）泡利（不相容）原理基态多电子原子中，不可能同时存在4个量子数完全相同的电子。
换言之，一个轨道里最多只能容纳两个电子，且电旋方向相反（用“↑↓”表示），这个原理称为泡利（Pauli ）原理。
（4）洪特规则当电子排布在同一能级的不同轨道（能量相同）时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同，这个规则叫洪特（Hund ）规则。
比如，p3的轨道式为或，而不是。
洪特规则特例：当p 、d 、f 轨道填充的电子数为全空、半充满或全↑↓ ↑↓ ↓ ↓ ↑ ↑ ↑充满时，原子处于较稳定的状态。
即p0、d0、f0、p3、d5、f7、p6、d10、f14时，是较稳定状态。
前36号元素中，全空状态的有4Be 2s22p0、12Mg 3s23p0、20Ca 4s23d0；半充满状态的有：7N 2s22p3、15P 3s23p3、24Cr 3d54s1、25Mn 3d54s2、33As 4s24p3；全充满状态的有10Ne 2s22p6、18Ar 3s23p6、29Cu 3d104s1、30Zn3d104s2、36Kr 4s24p6。
4. 基态原子核外电子排布的表示方法(1)电子排布式①用数字在能级符号的右上角表明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式，例如K：1s22s22p63s23p64s1。
原子结构与性质知识点总结
原子结构与性质知识点总结一、原子的基本组成原子是物质的最小单位，由原子核和电子组成。
原子核位于原子的中心，由质子和中子组成。
质子带正电荷，中子没有电荷。
电子位于原子核外部，带有负电荷。
二、核结构原子核的直径约为10^-14米，但它含有原子几乎所有的质量。
原子核的质量数为A，等于质子数Z和中子数N的和，即A=Z+N。
原子核的电荷数等于质子数Z，即原子核的电荷数等于原子中正电子的数目。
三、电子结构电子分布在原子核外部的空间中，遵循能量最低原则填充电子壳层。
电子壳层是原子核的轨道，具有不同的能量级别。
电子壳层分为K、L、M、N等壳层，其中K壳层能量最低，L壳层次之，以此类推。
每个壳层可以容纳不同数量的电子，即2n^2个电子，其中n为壳层的编号。
四、周期表元素周期表是化学元素系统的组织形式，将元素按照化学性质和原子结构进行排列。
周期表分为横向周期和纵向族。
横向周期代表原子核中质子数增加的顺序。
纵向族指的是具有相似化学性质的元素列。
五、元素性质元素的性质与其原子结构密切相关。
原子中质子数Z决定了元素的原子序数，而原子核外电子的排布则决定了元素的化学性质。
元素的性质包括物理性质和化学性质。
1.物理性质：物理性质是不改变物质化学组成的性质。
它们包括原子半径、电离能、电负性、金属性等。
原子半径指的是原子的大小，随着周期上升而减小，周期内从左到右逐渐减小，从上到下逐渐增大。
电离能是电子从原子中被移除所需的能量，随着周期上升而增大，周期内从左到右逐渐增大，从上到下逐渐减小。
电负性是原子对电子的吸引能力，随着周期上升而增大，周期内从左到右逐渐增大，从上到下逐渐减小。
金属性指的是元素在化合物中释放电子的能力，金属元素通常具有良好的导电性和导热性。
2.化学性质：化学性质是物质变化组成的性质。
它们包括元素周期表中元素的活动性和化合价等。
元素的活动性指的是元素与其他元素进行化学反应的倾向。
活动性依赖于元素的电子层结构和原子尺寸。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
需要再得到一个电子， 达到8电子的稳定结构。
最外层电子数 得失电子趋势 化学性质
稀有气体原子 8个（He:2个）既不易得也不易失 稳定 结构决
金属的原子 一般少于4个
易失去电子
不稳定 定性质
非金属原子 一般多于4个 易得到电子
不稳定
原子结构示意图
三种原子的结构和性质：
最外层电子数 得失电子趋势
稀有气体原子 8个（He:2个） 既不易得也不易失
最外层电子数为8 “八电子稳定结构”
稀有气体(惰性气体)
最外层电子数 得失电子趋势 化学性质 稀有气体原子 8个（He:2个）既不易得也不易失 稳定
最外层电子数 得失电子趋势 化学性质 稀有气体原子 8个（He:2个） 既不易得也不易失 稳定
典型的金属：最外层的电子数＜4 典型的非金属：最外层的电子数＞4
典型的金属：最外层的电子数＜4
对
比
典型的非金属：最外层的电子数＞4
稀有气体(惰性气体)： 最外层电子数为8
达到8电子稳定结构： ①失去最外层的一个电子 ②最外层再得到7个电子
最外层电子数 得失电子趋势 化学性质 稀有气体原子 8个（He:2个）既不易得也不易失 稳定
达到8电子稳定结构： ①失去最外层的一个电子 ②最外层再得到7个电子
最外层电子数 得失电子趋势
化学性质
稀有气体原子 8个（He:2个） 既不易得也不易失 稳定
金属原子 一般少于子， 达到8电子的稳定结构。
最外层电子数 得失电子趋势
化学性质
稀有气体原子 8个（He:2个） 既不易得也不易失 稳定
金属原子 一般少于4个
易失去电子
不稳定
金属的原子 一般少于4个
易失去电子
非金属原子 一般多于4个
易得到电子
化学性质 稳定
不稳定 不稳定
原子的结构与性质
原子结构示意图 质子数=核电荷数=核外电子数
核外电子排布规律：
1、由内而外，逐层排布；
2、每层最多容纳2n2个电子； （n为电子层数）
3、最外层电子数不超过8个。 （第一层则不超过2个）
+11 2 8 1
钠（Na） （11个质子）
+17 2 8 7
氯（Cl） （17个质子）
最外层电子数为8 “八电子稳定结构”