夸克周期表
物理微观知识总结归纳
物理微观知识总结归纳物理是自然科学的一门重要学科，涉及到各种物质的结构、性质和相互作用等微观层面的知识。
在学习物理的过程中，我们需要对这些微观知识进行总结归纳，以便更好地理解和应用。
本文将对一些重要的物理微观知识进行总结和归纳。
1. 原子结构原子是物质的基本单位，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，质子带正电荷，中子不带电。
电子带负电荷，围绕原子核中心轨道运动。
2. 元素周期表元素周期表是将元素按照一定规则进行排列的表格。
按照原子序数从小到大排列，可以发现元素的周期性规律。
每个周期的元素具有相似的电子结构和化学性质。
元素周期表包括周期数、族别、原子序数、原子量等信息。
3. 分子结构分子是由两个或更多原子组成的化合物。
分子之间通过化学键相连接。
根据化学键类型的不同，分子可分为离子键、共价键和金属键等。
共价键是化学键的一种重要类型，通过共用电子对实现原子之间的连接。
4. 核反应核反应是原子核之间的相互作用过程。
核反应可以分为核衰变、核裂变和核聚变等。
核裂变是指重核（如铀235）被中子轰击后发生核分裂，产生更多中子和两个较重的裂片核。
核聚变是两个轻核（如氘核和氚核）发生碰撞并合并成较重的核，释放出巨大能量。
5. 统计物理学统计物理学是研究宏观物质性质与微观粒子之间关系的学科。
根据统计物理学原理，可以从微观粒子的运动规律推导出宏观物质的性质。
统计物理学在凝聚态物理、热力学等领域有广泛应用。
6. 粒子物理学粒子物理学研究物质构成的基本粒子以及它们之间的相互作用。
粒子物理学研究的基本粒子包括夸克、轻子、强子、玻色子等。
通过加速器实验和探测器等仪器，科学家们不断探索物质世界的微观结构。
7. 量子力学量子力学是描述微观粒子运动和相互作用的理论。
量子力学提出了波粒二象性和不确定性原理等概念，研究微观粒子的行为。
量子力学揭示了微观粒子的奇特性质，对现代科技的发展起到了重要作用。
总结：物理微观知识涵盖了原子结构、元素周期表、分子结构、核反应、统计物理学、粒子物理学和量子力学等内容。
夸克是什么
夸克是什么作者：肖能超（本文为博闻网版权所有, 未经许可禁止以任何形式转载或使用。
违者必究。
） 本文包括：1.1. 引言2.2. 俄罗斯套娃式的物质结构3.3. 构成物质大厦的最基本砖块：夸克4.4. 粒子物理学的“元素周期表”：三代夸克5.5. 重子和介子6.6. 夸克有内部结构吗？7.7. 了解更多信息 8. 8. 阅读所有物理学类文章物理学中最核心的问题之一就是：物质的基本结构是什么？对于这个问题，不只有物理学家感兴趣。
毛泽东在同杨振宁博士讨论时曾引用过《庄子•天下》中惠施的一句“一尺之棰，日取其半，万世不竭”。
一尺长的木棒，每天截去它的一半，千秋万代也截不完——也就是说，物质是无限可分的。
其实人们很早就意识到所谓的物质基砖——原子——是可分的。
而更底层的“基砖”则直指夸克（quark ）。
夸克被视为物质基本组分的任一种亚原子粒子，包括靠强力相互作用的全部粒子。
夸克也有自身的质量和自旋。
而在一些教科书上明白地写着：“夸克没有明显的结构，即不可能分割为更小的组分，并且不单独存在。
”（来源：大英百科）那么，古老的谚语在今天的物理学里又能找到如何对应的答案？夸克这样的基本单位具体是如何构建物质的？夸克表又是张什么样的图表？夸克是否真正迫近所谓“不竭”的极限，就无法细分下去了？博闻网接下来为您答疑解惑。
我们知道，所有的物质都是由原子构成的。
世界上存在数千种原子。
但原子并非构成物质的最小单元，它的内部还有自己的结构。
10-10米大小的原子内部绝大部分是真空的，中心有极为致密的核，大小约10-15米。
电子绕着原子核运动，其量子式的运动曾困惑了很多人。
物质的内部结构正如同俄罗斯套娃一样，打开一层，又出现下一个层次。
同理地，原子核也有内部结构：它由质子（proton ）和中子（neutron ）经强力作用力结合在一起构成。
1947年以前，我们只认识质子、中子、电子、μ子等为数不多的几种粒子。
人们认为这些粒子就是构成物质的最小单元，称其为“基本粒子”。
《元素》知识点
《元素》知识点自古以来，人类就对世界的构成和事物的本质产生了浓厚的兴趣。
在不同的学科领域中，元素是一个重要的概念，帮助我们理解物质世界的基本组成单元。
本文将介绍与元素相关的核心知识点，包括元素的定义、分类和性质，以及元素周期表的重要性。
一、元素的定义元素是指由具有相同原子序数的原子组成的物质。
原子是构成物质的最基本单位，而每个原子都由质子、中子和电子组成。
在现代核子理论中，质子和中子被认为是由更基本的粒子组成的，这些粒子被称为夸克。
元素的核心结构由质子和中子组成，而外部电子则决定了元素的化学性质。
二、元素的分类元素可以根据不同的属性进行分类。
最常见的分类方式是根据元素的物理性质和化学性质。
根据物理性质，元素可以分为金属、非金属和半金属三大类。
金属元素具有良好的导电性和导热性，而且通常具有金属光泽。
非金属元素通常是不良导体，且大多数都是气体或者固体。
半金属元素则介于金属和非金属之间，具有一部分金属和非金属的性质。
根据化学性质，元素可以分为金属和非金属两大类。
金属元素通常具有较低的电负性，并且容易失去电子形成正离子。
非金属元素通常具有较高的电负性，并且容易获得电子形成负离子。
这些化学性质的差异导致了金属和非金属元素在反应中表现出不同的行为。
三、元素的性质每个元素具有一系列独特的性质，这些性质可以通过实验和观察来确定。
以下是一些常见的元素性质：1. 原子序数：元素的原子序数是指元素核中的质子数，也是元素周期表中的标识。
原子序数决定了元素的化学性质和元素周期表中的位置。
2. 原子量：元素的原子量是指一个元素的相对原子质量。
原子量是由元素中的质子和中子的总质量决定的。
根据国际单位制的定义，碳-12的原子质量被定义为12。
3. 密度：元素的密度是指单位体积的质量。
不同元素的密度差异很大，这也是我们可以通过密度测量来区分不同的物质。
4. 熔点和沸点：元素的熔点是指物质从固态到液态的转变温度，而沸点则是指物质从液态到气态的转变温度。
原子核周期表
原子核-周期表张嘉年1夸克周期表上表注解:1.“夸克周期表”有三族（八列）及八个周期能阶（殻层），与“元素周期表”有八族及七个周期能阶（殻层），极为相似。
2.笫一族磁型夸克族以帯2/3电荷夸克为主(因u上夸克=v中微子,同中微子带手征旋转性),笫二族中性夸克族,帯2/3电荷夸克与帯1/3电荷夸克各占一半,笫三族电型夸克族以帯1/3电荷夸克为主(因d下夸克=e电子,同电子带电荷)。
3.笫一族磁型夸克族(组成:介子)及笫三族电型夸克族(组成:介子)与其自身左右同族的另二组夸克族(组成:中子及质子)为“自旋反转排列(即上下颠倒排列)”,如此方能以“相反电菏”拉住(结合)其自身左右的中子及质子。
2.强子(夸克)轻子大统一周期表纵向叠加横向连结n中子 介子p质子横向连结纵向叠加笫三族d下夸克1(价夸克) =e-电子笫一族d下夸克15(价夸克)=e-电子笫三族d-反下夸克=4条胶子==e+正电29笫三族d下夸克49(价夸克)=e-电子d-反下夸克2（海夸克）=e+正电子u-反上夸克16（海夸克）=v-反微中子d下夸克=4条胶子=e-电子30d-反下夸克50（海夸克）=e+正电子d下夸克3（海夸克）笫二族u上夸克9(价夸克)笫一族17u上夸克(价←→海)笫一族u-反上夸克23(价夸克)d-反下夸克31(价夸克)笫一族u上夸克37(价夸克)笫二族u上夸克43(价夸克)d下夸克51（海夸克）u-反上夸克4（海夸克）d-反下夸克10（海夸克）d-反下夸克18（海夸克）d下夸克24（海夸克）u上夸克32（海夸克）d-反下夸克38（海夸克）d-反下夸克44（海夸克）u-反上夸克52（海夸克）c粲夸克5（海夸克）s奇夸克11（海夸克）s奇夸克19（海夸克）s-反奇夸克25（海夸克）c-反粲夸克33（海夸克）s奇夸克39（海夸克）s奇夸克45（海夸克）c粲夸克53（海夸克）s-反奇夸克6（海夸克）c-反粲夸克12（海夸克）c-反粲夸克20（海夸克）c粲夸克26（海夸克）s奇夸克34（海夸克）c-反粲夸克40（海夸克）c-反粲夸克46（海夸克）s-反奇夸克54（海夸克）b底夸克7（海夸克）t顶夸克13（海夸克）t顶夸克21（海夸克）t-反顶夸克27（海夸克）b-反底夸克35（海夸克）t顶夸克41（海夸克）t顶夸克47（海夸克）b底夸克55（海夸克）t-反顶夸克8（海夸克）b-反底夸克14（海夸克）t-反顶夸克22（海夸克）t顶夸克28（海夸克）t顶夸克36（海夸克）t-反顶夸克42（海夸克）b-反底夸克48（海夸克）t-反顶夸克56（海夸克）海夸克底希格斯埸/ 电弱统一埸/ 假真空埸海夸克底t顶夸克57（海夸克）b底夸克65（海夸克）t顶夸克71（海夸克）t-反顶夸克79（海夸克）t-反顶夸克85（海夸克）t顶夸克93（海夸克）b底夸克99（海夸克）t顶夸克105（海夸克）b-反底夸克58（海夸克）t-反顶夸克66（海夸克）t-反顶夸克72（海夸克）t顶夸克80（海夸克）b底夸克86（海夸克）t-反顶夸克94（海夸克）t-反顶夸克100（海夸克）b-反底夸克106（海夸克）s奇夸克59（海夸克）c粲夸克67（海夸克）c粲夸克73（海夸克）c-反粲夸克81（海夸克）s-反奇夸克87（海夸克）c粲夸克95（海夸克）c粲夸克101（海夸克）s奇夸克107（海夸克）c-反粲夸克60（海夸克）s-反奇夸克68（海夸克）s-反奇夸克74（海夸克）s奇夸克82（海夸克）c粲夸克88（海夸克）s-反奇夸克96（海夸克）s-反奇夸克102（海夸克）c-反粲夸克108（海夸克）u上夸克61（海夸克）d下夸克69（海夸克）d下夸克75（海夸克）d-反下夸克83（海夸克）u-反上夸克89（海夸克）d下夸克97（海夸克）d下夸克103（海夸克）u上夸克1109（海夸克）62（海夸克）d-反下夸克(价夸克)u-反上夸克70笫二族(价←→海)u-反上夸克76笫一族(价夸克)u上夸克84笫一族(价夸克)d下夸克90(价夸克)u-反上夸克98笫一族(价夸克)u-反上夸克104笫二族（海夸克）d-反下夸克110d下夸克63（海夸克）=e-电子u上夸克77（海夸克）=v+中微子d-反下夸克=4条胶子=e+正电子91d下夸克111（海夸克）=e-电子64(价夸克) d-反下夸克=e+正电子笫三族(价夸克)d-反下夸克=e+正电子78笫一族d下夸克=4条胶子=e-电子92笫三族(价夸克)d-反下夸克=e+正电子112笫三族横向连结纵向叠加反n中子π介子反p质子纵向叠横向连结上表注解:1.强子族-分为以「胶子」连结三个「价夸克」组成之重子族(质子、中子、超子)及以「胶子」连结二个「价夸克」组成之介子族(π介子、各种重介子)。
元素周期表第五周期最后一个元素
元素周期表第五周期最后一个元素元素周期表初中化学课的时候，我们接触了元素和元素周期表，甚至被老师要求背诵元素周期表的前20位。
到了高中，不仅要侧背，还要竖背。
可以说元素周期表就像是化学的武功秘笈。
事实也是如此，化学这门学科从一开始就和元素在打交道，甚至有一段时间，化学家们以抢新元素为乐，在上世纪初，基本上能抢到新元素，就意味着提前预定了诺贝尔奖。
但背了这么长时间的元素周期表，不知道你有没有思考过这么一个问题，那就是元素周期表到底有没有尽头？寻找“终极”元素实际上，关于“元素周期表有没有尽头”的问题，仅仅是理论假说就有好几个。
但是科学其实是讲究实证的。
再厉害的理论，也需要实验来证明。
而这个问题在实验物理学眼里可以转换为寻找“终极”元素，说白了就是合成出新的更高顺位的元素。
那这具体要咋操作呢？这就需要从原子结构说起，我们都知道原子是由原子核和核外电子构成的，而原子核则是由质子和中子构成了。
当然，质子和中子其实还可以再分成夸克。
我们通常说的原子序数，其实就是原子核中的质子数。
氢实际上是一个有一个质子的原子，氦是一个有两个质子的原子。
根据中子的数量，我们会有不同的同位素。
因此，元素越大，质子越多。
也就是说，为了获得大元素，实际上需要核聚变反应。
比如最常见的就是氢核聚变，产生氦核。
但是要合成铁元素以上的原子核，就需要大量的能量。
这一般是很难做到的。
科学家想到的办法其实就是：碰撞。
这有点类似于对撞机，只不过所用到的材料是不一样的。
说白了，就是让重元素离子进行对撞，然后来获取更高顺位的元素。
可是这个办法其实并没有多好用，没有得到多好的效果。
于是，科学家又想了一些其他的办法，我们可以成为核融合，但这也分两种，一种叫做热熔合，这办法就是拿一个原子序数很高的原子核作为靶子，然后用氘核或者氦核去撞击这个原子核，看看能不能加点量。
还有一种方法叫冷聚变，也是以原子序数大的原子核为靶，但这次是和原子序数大的原子核撞在一起。
物质的构成科普 -回复
物质的构成科普-回复物质的构成科普：从微观角度看世界的基本单位引言：物质构成是自然学科中的一个重要问题。
通过了解物质的构成，我们可以更好地理解世界的本质。
本文将从微观角度，一步一步地回答物质的构成的问题，解释物质是由哪些基本单位组成的，并进一步介绍这些基本单位的性质及其相互作用。
一、原子是物质的组成单位物质构成的基本单位是原子。
原子是一种微小的东西，是构成物质的最小粒子，具有化学性质。
每一种元素都由特定类型的原子组成，原子的数量决定了物质的性质。
原子由带负电的电子、带正电的质子和不带电的中子组成。
电子以环绕核心的轨道运动，而质子和中子在原子核内。
不同元素的原子有不同数量的质子，这就决定了它们的原子序数，并给元素赋予了特殊的性质。
二、分子是由原子组成的除了单个原子之外，物质也可以由多个原子组成的分子形式存在。
分子是由两个或更多原子通过化学键结合而成的结构。
这种结合可以是共价键，离子键或金属键。
不同的键形成不同类型的分子。
例如，水分子由两个氢原子和一个氧原子以共价键结合而成。
氢氧键使分子保持稳定，并赋予水分子独特的性质，如溶解力和表面张力。
通过理解分子的组成和结构，我们可以更好地理解物质的性质。
三、化学元素的周期表所有已知的元素都被归类为化学元素，并按照其原子序数顺序排列在周期表上。
周期表将元素分为周期和族。
周期表的周期表示元素的电子壳层数，也称为周期数。
对于每个新的壳层，元素的外部电子数增加。
族表示元素拥有相似化学性质的一组物质。
这是因为它们具有相同的电子配置，决定了元素的反应性和化学性质。
周期表为我们提供了一种组织和理解不同元素的方式。
四、原子内的亚原子粒子在原子内部，质子和中子被认为是由更小粒子组成的。
质子是由更小的粒子称为夸克组成的，而中子也是由夸克组成的。
夸克是基本粒子，是构成所有物质的基本单位之一。
质子由两个上夸克和一个下夸克组成，而中子由一个上夸克和两个下夸克组成。
不同夸克的组合和排列方式决定了亚原子粒子的性质和电荷。
元素周期表
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•2024/1/21
•2024/1/21
镧系元素: 57—71号，共15 种
它们的电子层结构和性质十 分相似
•2024/1/21
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•2024/1/21
锕系元素: 89—103号，共15种
它们的电子层结构和性质十分相似
•2024/1/21
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元素周期表的结构
短周期
第1周期：2 种元素 第2周期：8 种元素 第3周期：8 种元素
周期
（行）
第4周期：18 种元素
长周期 第5周期：18 种元素
第6周期：32 种元素 镧57La – 镥71Lu 共15 种元素称镧系元素
不完全周期 第7周期：26种元素
锕89Ac – 铹103Lr 共15 种元素称锕系元素
周期序数 = 电子层数
•2024/1/21
注 意
相
邻
2
8周
期
8元
18 素
原
18 子
32 序
数
之
差
元素周期表的结构
族
（列）
主族：ⅠA , ⅡA , ⅢA , ⅣA ,ⅤA , ⅥA , ⅦA
共七个主族:长短周期共同组成
副族：ⅠB , ⅡB , ⅢB , ⅣB ,ⅤB , ⅥB , ⅦB
共七个副族:仅由长周期组成
第VIII 族：三个纵行，位于Ⅶ B 与ⅠB中间
零族： 稀有气体元素
主族序数 = 最外层电子数
注意:
① 主族序数 = 最外层电子数
②各族在元素周期表中的位置
ⅠA、ⅡA、ⅢB、ⅣB，ⅤB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ，
ⅠB、ⅡB、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA、 0。
③过渡元素：
分子 原子 夸克
分子原子夸克分子分子是物质的最小单位之一，由两个或更多原子通过化学键结合而成。
它是构成化合物和元素的基本组成部分。
分子可以是同种元素的原子组合而成的，也可以是不同种元素的原子组合而成的。
1. 分子的结构分子由原子通过共价键或离子键相互连接而形成。
共价键是通过原子间电子的共享实现的，而离子键则是由正负离子之间的电荷吸引力所形成。
2. 分子的性质分子具有许多特定的性质，如形状、极性、化学反应等。
- 形状：分子的形状取决于其中原子间化学键的类型和角度。
这些形状对于物质在化学反应中起着重要作用。
- 极性：如果分子中存在部分正电荷和部分负电荷，则该分子被称为极性分子。
极性影响了物质在溶解、溶解度、表面张力等方面的行为。
- 化学反应：分子参与各种化学反应，如酸碱中和、氧化还原等。
这些反应导致了新物质的形成。
3. 分子量分子量是指一个分子的质量，通常以摩尔为单位表示。
它可以通过将分子中每个原子的原子量相加而得到。
原子原子是物质的基本单位，由带正电荷的质子、不带电荷的中性中子和带负电荷的电子组成。
原子是构成所有元素的基本组成部分。
1. 原子结构原子由一个中心核和绕核运动的电子组成。
核心由质子和中性中子组成，而电子则以轨道形式环绕核心。
2. 原子序数原子序数是指元素周期表中每个元素上方所标记的数字。
它代表了该元素所含有的质子数。
原子序数决定了元素的化学性质和位置。
3. 原子量原子量是指一个原子相对于碳-12同位素的质量比值。
它通常以摩尔为单位表示，并用来计算物质的摩尔质量。
夸克夸克是构成质子和中性中子等粒子的基本粒子。
它们属于费米粒子，具有半整数自旋。
1. 夸克种类目前已知存在六种不同类型的夸克：上夸克、下夸克、顶夸克、底夸克、魅夸克和奇夸克。
每种夸克都有不同的电荷和质量。
2. 夸克色荷夸克具有一种称为色荷的性质，它是强相互作用力的载体。
颜色荷包括红色、绿色和蓝色，以及它们的反对称态。
3. 夸克组合质子和中性中子是由夸克组合而成的。
夸克
夸克夸克（英语：quark，又译“层子”或“亏子”）是一种基本粒子，也是构成物质的基本单元。
夸克互相结合，形成一种复合粒子，叫强子，强子中最稳定的是质子和中子，它们是构成原子核的单元。
由于一种叫“夸克禁闭”的现象，夸克不能够直接被观测到，或是被分离出来；只能够在强子里面找到夸克。
就是因为这个原因，我们对夸克的所知大都是来自对强子的观测。
目录1基本概述我们知道夸克有六种，夸克夸克的种类被称为“味”，它们是上、下、魅、奇、底及顶。
上及下夸克的质量是所有夸克中最低的。
较重的夸克会通过一个叫粒子衰变的过程，来迅速地变成上或下夸克。
粒子衰变是一个从高质量态变成低质量态的过程。
就是因为这个原因，上及下夸克一般来说很稳定，所以它们在宇宙中很常见，而奇、魅、顶及底则只能经由高能粒子的碰撞产生（例如宇宙射线及粒子加速器）。
夸克有着多种不同的内在特性，包括电荷、色荷、自旋及质量等。
在标准模型中，夸克是唯一一种能经受全部四种基本相互作用的基本粒子，基本相互作用有时会被称为“基本力”（电磁、引力、强相互作用及弱相互作用）。
夸克同时是现时已知唯一一种基本电荷非整数的粒子。
夸克每一种味都有一种对应的反粒子，叫反夸克，它跟夸克的不同之处，只在于它的一些特性跟夸克大小一样但正负不同六种夸克-内部结构模型图夸克模型分别由默里·盖尔曼与乔治·茨威格于1964年独立地提出。
引入夸克这一概念，是为了能更好地整理各种强子，而当时并没有什么能证实夸克存在的物理证据，直到1968年SLAC开发出深度非弹性散射实验为止。
夸克的六种味已经全部被加速器实验所观测到；而最早于1995年在费米实验室被观测到的顶夸克，是最后发现的一种。
2分类介绍希因此根据自旋统计定理，夸克材料。
我们已经知道有很多不同的强子（见重子列表及介子列表），它们的不同点在于其所含的夸克，及这些内含物所赋予的性质。
强子-内部结构模型图而含有更多价夸克的“奇特重子”，如四夸克粒子（qqqq）及五夸克粒子（qqqqq），目前仍在理论阶段，它们的存在仍未被证实。
拉曼光谱
Raman散射原理
E1 + h0 1. Raman effect： E2 + h0 Raman散射的两种跃
迁的能量差： E=h(0 - ) 产生stokes线；强；基 态分子多； E=h(0 + ) 产生反stokes线；弱； 2. Raman shift： Raman 散 射 光 与 入 射 光频率差；
联合散射 光谱
拉曼散射光谱（Raman）
一.拉曼光谱简介
1922 1928 1928
斯梅卡尔
预言新的谱 线 频率与方向 都发生改变
拉曼 （C.V.Raman） 在气体与液体 中观测到一种 特殊光谱的散 射 获1930年诺贝 尔物理奖
苏联人曼迭利 斯塔姆、兰兹 贝尔格 在石英中观测 到拉曼散射
一 拉曼光谱概述
• •
复 习
科学和技术都是以自然界为对象，大至宇宙中的日月
星辰，小至组成一切物质的基本粒子，都是科学认识 的对象。
空间尺度 （相差 1046） 1026 m（约150亿光年）（宇宙）——10-20 m（夸克） 时间尺度 （相差1045 ）
1018 s（150亿年）（宇宙年龄）——10-27 s（硬 射线周期）
拉曼光谱的发展――RR与SERS技术
4
拉曼光谱及其联用技术应用
光谱分类
联合散射光谱
光谱分析法
吸收光谱
发射光谱
光谱分类
发射光谱
原子发射光谱（AES）、原子荧光光谱（AFS）、X射 线荧光光谱法（XFS）、分子荧光光谱法（MFS）等
吸收光谱
紫外－可见光谱（UV-Vis）、原子吸收光谱（AAS）、 红外光谱（IR）、核磁共振（NMR）等
二.拉曼光谱与红外光谱的比较
元素的原子结构
元素的原子结构元素是构成物质的基本单位，每一种元素都有其独特的性质和原子结构。
本文将从原子的组成和结构、元素周期表以及原子核结构等方面展开论述。
一、原子的组成和结构元素的原子由三种基本粒子组成：质子、中子和电子。
质子带正电荷，中子中性，而电子带负电荷。
在原子中，质子和中子集中在一个核心区域，称为原子核，而电子则围绕原子核的轨道上运动。
原子的构造可用类似于太阳系的模型来描述，原子核类似于太阳，而电子则类似于围绕太阳运动的行星。
质子和中子被认为是由更小的颗粒组成，即夸克。
每个元素的原子核都具有特定数量的质子和中子，而电子的数量等于质子的数量，以维持整体电荷的平衡。
二、元素周期表元素周期表是一种根据元素的原子结构和化学性质将元素有序排列的表格。
它以水平行（周期）和垂直列（族）的方式将元素分类。
元素周期表的横行被称为周期，表示原子轨道中的能级数量。
周期表的第一周期包含2个元素（氢和氦），第二周期包含8个元素，而后续的周期依此类推。
其中，周期表中的元素按照原子序数的递增顺序排列。
元素周期表的纵列被称为族，在某一族中的元素具有相似的化学性质，因为它们具有相同的价电子结构。
三、原子核结构原子核是原子的核心部分，由质子和中子组成。
质子的数量决定了元素的原子序数，即元素周期表中的位置。
中子的数量可以不同，称为同位素。
同一元素的不同同位素具有相同的原子序数，但质量数不同。
原子核的直径远小于整个原子的直径，电子则位于原子核外围的能级中。
原子核的直径大约为1/10,000的原子直径，但它包含了大部分的原子质量。
原子核中的质子和中子之间通过核力相互作用来维持其紧密结合的状态。
核力是一种极强的相互作用力，可以克服质子之间的电相斥力。
四、元素的特性元素的原子结构决定了其化学和物理性质。
元素周期表中的元素按照它们的原子结构和化学性质进行分类，并可用于预测其性质和行为。
元素的原子量给出了一个特定样品中一个单一元素的平均质量，通常使用原子单位来表示。
原子结构和元素周期表
s-1, s-1,
7.3610-10 m 7.3610- 9 m
宏观物体子弹：m = 1.0 ×10-2 kg, ν = 1.0 × 103 m ∙ s-1,
λ = 6.6 × 10-35 m 由于宏观物体的波长极短以致无法测量，所以宏观物 体的波长就难以察觉，主要表现为粒性，服从经典力学 的运动规律。只有像电子、原子等质量极小的微粒才具 有与X射线数量级相近的波长,才符合德布罗依公式。
的这一基态。基态是能量最低即最稳定的状态。
激发态(excited states):
指除基态以外的其余定态. 各激发态的能量随 n 值增大而增高。电子只有从外部吸收足够能量时 才能到达激发态。
★关于能量的吸收和发射
玻尔模型认为, 只有当电子从较高能态(E2)向较 低能态(E1)跃迁时, 原子才能以光子的形式放出能量, 光子能量的大小决定于跃迁所涉及的两条轨道间的
“ 过去，对光过 分强调波性而忽
h 6.626 10-34 J s
视它的粒性；现在对
h 为Planck 常量
电子是否存在另一种倾向，
即过分强调它的粒性而忽 视它的波性。”
著名的德布罗依关系式
● 微粒波动性的近代证据 —电子的波粒二象性 1927年，Davissson 和 Germer 应用 Ni 晶体进行电
Rutherford “太阳-行星模型 ”的要点：
1. 所有原子都有一个核即原子核(nucleus)； 2. 核的体积只占整个原子体积极小的一部分； 3. 原子的正电荷和绝大部分质量集中在核上； 4. 电子像行星绕着太阳那样绕核运动。
什么是 经典物理学概念面临的窘境 ？
在对粒子散射实验结果的解释上, 新模型的成功是显 而易见的, 至少要点中的前三点是如此。
元素结构和原素周期系
5.2.2 波旳微粒性（particle — like wave ) 5.2.3 微粒旳波动性（wave — like particle)
8
5.2.1 经典物理学概念面临旳窘境
★ 黄光旳 ν 值相对较大 ,“ hν ”较大 ,光量子旳能量大 . ★ 相当于较大旳 “雨滴”，落至地面时旳动能较大 ★ 红光旳 ν 值相对较小 ,“ hν ”较小 , 光量子旳能量较小 ★. 相当于较小旳 “雨滴”，落至地面时旳动能较小
12
● 光电效应
1923年, 爱因斯坦(Einstein A)成功 地解释了光电效应(photoelectric effect), 将能量量子化概念扩展到光本身. 对某 一特定金属而言,不是任何频率旳光都 能使其发射光电子. 每种金属都有一种 特征旳最小频率(叫临界频率), 低于这
17
H+
H
H-
D
He
波粒二象性对化学旳主要性在于：
玻尔以波旳微粒性（即能量 量子化概念）为基础建立了他 旳氢原子模型.
18
薛定鳄等则以微粒波动性为 基础建立起原子旳波动力学模 型.
5.3 氢原子构造旳量子力学模型：波尔模型 (the quantum mechanical model of the structure of hydrogen atom —Bohr’ model)
普朗克提出了当初物理学界一种全新旳概念, 但它只涉及光作 用于物体时能量旳传递过程(即吸收或释出).
比 拟
地面吸收太阳能
地面接受降水
★ 以 一种个 光量子 “ hν ” (不能是半个 “ hν ”)完毕 . ★ 以一种个雨滴 ( 不能是半个雨滴 完毕) ★ 可见光由不同频率旳光构成 , “ hν ”值有大有小 . ★ “雨滴”有大有小
元素周期表的周期性规律
元素周期表的周期性规律元素周期表是化学中一种基本且重要的工具，它按照元素的原子序数（核电荷数）从小到大的顺序排列，并且按照一定的规律确定元素的位置。
这个排列规律就是元素周期表的周期性规律。
元素周期表的创建者元素周期表的创建者是俄罗斯化学家门捷列夫（Dmitri Mendeleev），在19世纪70年代提出了元素周期表。
他按照元素的物理性质、化学性质和原子质量的变化规律对元素进行分类和排列，成功地将当时已知的60多种元素整理出来。
元素周期表的结构元素周期表的结构是由水平行（周期）和垂直列（族）组成。
其中，水平行代表元素的周期（1-7周期），垂直列代表元素的族（1-18族）。
元素周期表的左侧是金属元素，右侧是非金属元素，中间是位于两者之间的过渡金属元素。
周期性规律一：周期性的重复性元素周期表的最显著的特征就是周期性的重复性。
无论是周期表的周期还是族，都有明显的重复性。
周期表的周期数正好对应着电子层数，每个周期代表一个电子层。
原子核外的电子数逐渐增加，原子半径逐渐减小。
各个周期内的元素具有相似的化学性质。
周期性规律二：元素性质的递增和递减元素周期表的周期性规律还表现在元素的物理性质和化学性质上。
对于一些物理性质，如原子半径、电离能、电负性等，随着原子序数的增加，它们会发生递增或递减的规律。
例如，原子半径随着周期的增加而递减，而电离能则相反。
周期性规律三：族内元素的相似性元素周期表的族内元素具有相似的化学性质。
它们具有相同的电子层数，因此其外层电子的排布也相似，具有相似的价格，形成共同的化合价和化合物。
例如，第1族元素（碱金属）具有相似的化学性质，都是单价阳离子，与氧元素结合形成氧化物。
周期性规律四：金属与非金属的分布规律元素周期表的左侧是金属元素，右侧是非金属元素。
金属元素具有良好的导电性、热传导性和延展性等特性，而非金属元素则相反。
随着周期表从左到右的移动，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。
第17族元素（卤素）和第18族元素（惰性气体）都是典型的非金属元素。
神秘的元素探索周期表中的未知奥秘
神秘的元素探索周期表中的未知奥秘周期表是化学领域中一张重要的图表，它将所有已知的化学元素按照一定规律进行了分类和排列。
然而，随着科学的不断进步，我们发现周期表中仍然存在许多未知的奥秘。
本文将探索周期表中的神秘元素和未解之谜。
神秘的元素一：氢周期表中，氢位于第一位，是最轻的元素。
它的原子核只含有一个质子。
然而，尽管氢是宇宙中最常见的元素之一，却存在许多我们不了解的奥秘。
例如，在极低温下，氢可以表现出液态、固态和金属态。
此外，氢还具有广泛的应用前景，如作为清洁能源的候选者和高效储能系统的原材料等。
神秘的元素二：暂未发现的元素虽然周期表上有118个已知元素，但科学家们相信还有其他未知的元素存在。
通过计算和实验，科学家们不断寻找这些暂未发现的元素。
他们根据周期表的结构和规律，预测和推测新元素的性质和存在形式。
这对于拓展我们对元素和化学世界的认知具有重要意义。
神秘的元素三：超铀元素超铀元素是指周期表中原子序数大于92的元素，也被称为人工合成的放射性元素。
这些元素的特殊性质和化学行为使得科学家们始终困惑不已。
其中，最著名的就是镭（Ra），它是一种具有强放射性的元素，能够持续发出强烈的射线。
镭的发现和研究对于我们理解放射性衰变和核能的产生机制具有重要意义。
神秘的元素四：奇异物质除了传统的元素，科学家们还在周期表之外发现了一些奇异物质。
如夸克星、X物质等。
这些奇异物质具有非常特殊的性质，常人难以理解和想象。
对于这些奇异物质的研究，不仅可以推动我们对物质本质的理解，还有可能改变人类对宇宙和宇宙中奥秘的认知。
在探索周期表中的未知奥秘的过程中，科学家们使用了许多先进的研究方法和设备。
例如，他们使用了粒子加速器、核磁共振等仪器，以及计算机模拟和理论推断等手段。
这些科学工具和技术的不断发展，为我们揭示周期表中未知奥秘提供了有力的支持和工具。
总结起来，周期表中的神秘元素和未解之谜激发了科学家们的好奇心和探索欲望。
通过对这些元素的研究，我们不仅可以深入了解元素的性质和行为，还能够为人类创造更多的科技突破和应用。
元素周期性
1-1 原子结构及元素周期性
主要内容
原子结构 多电子原子的轨道能量 原子结构参数的周期性 元素及其化合物性质的周期性 次级周期性和原子模型的松紧规律 周期系中的相对论效应 元素周期系的发展
掌握周期反常现象的几种表现形式及合理解释
一、原子结构及元素周期性
要求掌握：
1.现代原子结构理论
※ 徐光宪等改进的Slater规则：基态电中性原子的 的电子组态符合(n+0.7l）的顺序，基态正离子的的 电子组态符合(n+0.4l）的顺序。
徐光宪 王祥云 物质结构 高等教育出版社,1987.p59~60）
能级交错
注意：
Pauling近似能级图
1 . 基态电子分布式：
书写可分三步完成：
3.1原子半径
严格地讲，由于电子云没有边界，原子半径也就无一 定数.但人总会有办法的.迄今所有的原子半径都是在结合 状态下测定的.
3 Van der waals radius
※共价半径: 同种元素的原子以共价键结合成 分子或晶体时,键连原子间距离的 一半即为共 价半径.根据两原子间键级的不同,又分为共价 单键、双键、三键半径。 例：金刚石中C-C核间距为154 pm, 故C的共价半径为77pm； 乙炔分子中C≡C键长为122 pm， 所以C的共价半径为61pm。
Z
多电子体系存在：
屏蔽常数和轨道能量的计算
关键是屏蔽常数和轨道能量的计算
(1) 屏蔽常数
Slater屏蔽常数规则
将原子中的电子分组 (1s);(2s,2p);(3s,3p);(3d);(4s,4p);(4d);(4f);(5s,5p);(5d);(5f)等 位于某小组电子后面的各组，对该组的屏蔽常数＝0， 近似地可以理解为外层电子对内存电子没有屏蔽作用； 同组电子间的＝0.35 (1s例外，1s的＝0.30); 对于ns或np上的电子，(n－1)电子层中的电子的屏蔽常 数＝0.85，小于(n－1)的各层中的电子的屏蔽常数＝1.00; 对于nd或nf上的电子，位于它左边的各组电子对它们的 屏蔽常数＝1.00。
元素周期表与原子的组织
元素周期表与原子的组织在化学的世界里，元素周期表是一本重要的"百科全书"。
像宇宙中的星辰和人类社会的多样性一样，元素周期表展示了无尽的可能性和内在规律。
通过研究元素周期表，我们可以更深入地了解原子的结构与组织。
首先，让我们来探讨原子的基本概念。
原子是构成所有物质的基本单位。
它由质子、中子和电子组成。
质子具有正电荷，中子没有电荷，而电子则携带负电荷。
质子和中子位于原子的核心，被称为原子核，而电子则以云状轨道绕核心运动。
原子中的质子和电子数量相等，因此整个原子在电荷上是中性的。
元素周期表将所有已知元素按照它们的原子序数（也称为原子序列）排列，而原子序数则代表了一个元素中质子的数量。
最简单的元素是氢，它的原子序数为1，因为它只有一个质子。
氢是宇宙中存在最广泛的元素之一，它的原子核只有一个质子，周围环绕着一个电子。
当我们向上移动到元素周期表上的下一个元素--氦，原子序数变为2，因为它有两个质子和两个中子。
元素周期表的水平行被称为周期，垂直列被称为族。
周期表的排列方式揭示了元素的内在规律。
在每一个周期中，原子的电子层也会增加一层。
电子层是原子中电子的云状轨道分布，其中能量最低的电子层为第一层，以此类推。
电子层数的增加使原子的化学性质和反应能力发生变化，同时也说明了原子体系内部的有序性。
原子的组织不仅仅是其电子层的结构，还有原子核的构成。
原子核由质子和中子组成，而它们又由更小的粒子所组成。
当我们深入探究原子核的结构时，我们发现了强子和夸克。
质子和中子都是由夸克组成的，其中质子由两个上夸克和一个下夸克组成，而中子则由两个下夸克和一个上夸克组成。
强子和夸克的发现揭示了物质组织的更深层次和微观结构。
元素周期表和原子的组织之间存在着密切的关联。
周期表的排列方式反映了元素内部电子的层次结构，从而决定了元素的化学性质。
而在更微观的层次上，原子核由质子和中子组成，它们又由夸克组成。
元素周期表提供了我们理解原子内部粒子组织模式的线索，这种组织方式决定了物质在宏观世界中所表现出的特性。
夸克周期表---张嘉年
夸克周期表张嘉年纵向叠加横向连结笫一族磁型夸克族易衰变(组成:中子)笫一族磁型夸克族易衰变(组成:介子)笫一族磁型夸克族易衰变(组成:质子)笫二族中性夸克族易衰变(组成:中子)笫二族中性夸克族易衰变(组成:质子)笫三族电型夸克族不衰变(组成:中子)笫三族电型夸克族不衰变(组成:介子)笫三族电型夸克族不衰变(组成:质子)横向连结纵向叠加W－逃逸β－衰变d u夸克互换区(笫一,二族)W-玻色子含e-电子及v-反中微子=d下夸克及u-反上夸克W+玻色子含e+电子及v中微子=d-反下夸克及u上夸克W-玻色子含e-电子及v-反中微子=d下夸克及u-反上夸克W-玻色子含e-电子及v-反中微子=d下夸克及u-反上夸克W-玻色子含e-电子及v-反中微子=d下夸克及u-反上夸克d下夸克=e-电子d-反下夸克=e+正电子d-反下夸克=e+正电子d下夸克=e-电子d下夸克=e-电子d-反下夸克=e+正电子价夸克海夸克(笫三族)价夸克u上夸克(价夸克)u-反上夸克(价夸克)u上夸克(价夸克)u上夸克(价夸克)u上夸克(价夸克)d下夸克(海夸克)d-反下夸克(海夸克)d下夸克(海夸克)海夸克海夸克d-反下夸克d下夸克d-反下夸克d-反下夸克d-反下夸克u-反上夸克u上夸克u-反上夸克海夸克海夸克s奇夸克s-反奇夸克s奇夸克s奇夸克s奇夸克c粲夸克c-反粲夸克c粲夸克海夸克海夸克c-反粲夸克c粲夸克c-反粲夸克c-反粲夸克c-反粲夸克s-反奇夸克s奇夸克s-反奇夸克海夸克海夸克t顶夸克t-反顶夸克t顶夸克t顶夸克t顶夸克b底夸克b-反底夸克b底夸克海夸克海夸克t-反顶夸克t顶夸克t-反顶夸克b-反底夸克b-反底夸克t-反顶夸克t顶夸克t-反顶夸克海夸克海夸克底希格斯埸/ 电弱统一埸/ 假真空埸海夸克底海夸克t顶夸克t-反顶夸克t顶夸克b底夸克b底夸克t顶夸克t-反顶夸克t顶夸克海夸克海夸克t-反顶夸克t顶夸克t-反顶夸克t-反顶夸克t-反顶夸克b-反底夸克b底夸克b-反底夸克海夸克海夸克c粲夸克c-反粲夸克c粲夸克c粲夸克c粲夸克s奇夸克s-反奇夸克s奇夸克海夸克海夸克s-反奇夸克s奇夸克s-反奇夸克s-反奇夸克s-反奇夸克c-反粲夸克c粲夸克c-反粲夸克海夸克海夸克d下夸克d-反下夸克d下夸克d下夸克d下夸克u上夸克u-反上夸克u上夸克海夸克价夸克u-反上夸克(价夸克)u上夸克(价夸克)u-反上夸克(价夸克)u-反上夸克(价夸克)u-反上夸克(价夸克)d-反下夸克(海夸克)d下夸克-(海夸克)d-反下夸克(海夸克)海夸克W+逃逸β＋衰变d-u-夸克互换区(笫一,二族)W+玻色子含e+电子及v 中微子=d-反下夸克及u上夸克W-玻色子含e-电子及v-反中微子=d下夸克及u-反上夸克W+玻色子含e+电子及v中微子=d-反下夸克及u上夸克W+玻色子含e+电子及v中微子=d-反下夸克及u上夸克W+玻色子含e+电子及v中微子=d-反下夸克及u上夸克d下夸克=e-电子d-反下夸克=e+正电子d-反下夸克=e+正电子d下夸克=e-电子d下夸克=e-电子d-反下夸克=e+正电子海夸克价夸克横向连结纵向叠加笫一族磁型夸克族易衰变(组成:反中子)笫一族磁型夸克族易衰变(组成:介子)笫一族磁型夸克族易衰变(组成:反质子)笫二族中性夸克族易衰变(组成:反中子)笫二族中性夸克族易衰变(组成:反质子)笫三族电型夸克族不衰变(组成:反中子)笫三族电型夸克族不衰变(组成:介子)笫三族电型夸克族不衰变(组成:反质子)纵向叠加横向连结横向连结上表注解:1.“夸克周期表”有三族（八列）及八个周期能阶（殻层），与“元素周期表”有八族及七个周期能阶（殻层），极为相似。
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夸克周期表
夸克周期表有三族（八列）八个周期能阶（殻层），与元素周期表有八族七个周
期能阶（殻层），极为相似。
笫一族磁型夸克族以帯2/3电荷夸克为主(因u上夸克=v中微子,同中微子带手征
旋转性),
笫二族中性夸克族,帯2/3电荷夸克与帯1/3电荷夸克各占一半,
笫三族电型夸克族以帯1/3电荷夸克为主(因d下夸克=e电子,同电子带电荷)。
1.强子族-分为以「胶子」连结三个「价夸克」组成之重子族(质子、中子、超子)及
以「胶子」连结二个「价夸克」组成之介子族(π介子、各种重介子)。
2.「价夸克」为强子里最上(外)层的夸克,而「海夸克」为强子里下(内)层的夸克。
这就好比原子里最外层的电子称为「价电子」,而内层尚有层层的「束缚电子」一様。
3.「胶子」是由上层「海夸克」的部份能量衰变而成, 与「光子」同属轻子族,只
俱有能量,而不俱静止质量(「胶子」可能以光速在「价夸克」间来回振动)。
4-1.上表头:横向连结(表层连结)为强子族中以「胶子」连结三个「价夸克」组成之重子族及二个「价夸克」之组成介子族。
4-2.上表头:纵向叠加(内层叠加)为「价夸克」之下(内)层层叠加的「海夸克」。
4-3.横向连结(表层连结)之「价夸克」好比土地上的“连根花草”,
横向连结(表层连结)之「胶子」好比土地上的“露出草根”,
纵向叠加(内层叠加)之「海夸克」好比土地下的“埋蔵草根”。
(注:“连根花草”拔出一株必连带数株,就好比「价夸克」与「胶子」难以分割) 5. v微中子←互为转换→u上夸克e-电子←互为转换→d下夸克
v-反微中子←互为转换→u-反上夸克e+正电子←互为转换→d-反下夸克。
6.阴海夸克及阳海夸克:位于-8维:核弱力埸(含三代6味夸克),
海夸克底:位于-9维:希格斯埸,即电弱统一场，其中可产主无数超高能夸克。
愈接近海夸克底的中央,夸克代数愈高能量愈大
6.上表中:以海夸克底为分界,其上最终为夸克(物质),其下最终为反夸克(反物质)。
中子质子质子质子质子质子质子质子
u上夸克u上夸克u上夸克u上夸克u上夸克u上夸克u上夸克u上夸克
d下夸克u上夸克u上夸克u上夸克u上夸克u上夸克u上夸克u上夸克
d下夸克d下夸克d下夸克d下夸克d下夸克d下夸克d下夸克d下夸克
宇宙诞生初期,中子与质子比为1:7(见上表), 故d下夸克与u上夸克比为
9:15(见上表), =3:5。
因此有三族d下夸克(笫三族电型夸克族),五族u上夸克(含:笫一族磁型夸克族,笫二族中性夸克族),共八族。
n中子←互为衰变→p质子-周期表强子(夸克)轻子大统一结构表
强子(夸克) 与轻子的大统一：
一. v中微子←互为转换→u上夸克e-电子←互为转换→d下夸克
v-反中微子←互为转换→u-反上夸克e+正电子←互为转换→d-反下夸克。
v-反微中子加e-电子合成W-弱玻色子-易衰变逃逸
(见上表n中子第一族15号及16号夸克)
v微中子加e+正电子合成W+弱玻色子-易衰变逃逸
胶子并非强子族而是与中微子,电子(合成W弱玻色子)同属轻子族: 在高能下电子与正电子对湮没时会产生-胶子
胶子连结夸克组成强子就像电子连结原子组成分子,电子是以(正负)电荷连结原子,而胶子是以(红绿蓝)色荷连结夸克,故胶子与电子有相同功能而同属轻子族.
二.上表中：最上二行(排)共8个夸克(1,2,5,6,9,10,14,15号)均是由轻子族:
电子、中微子(合成W弱玻色子)胶子等衰变而成,主要功能有二:
1.转换上下夸克(即中子与质子互换),使中子与质子的比例维持在1:1上下,如此
方能组成穏定的原子核,物质宇宙才能形成.
2.胶子拉住夸克方能组成穏定的中子与质子.
三.上表中：笫三行(排)共8个夸克(3,4,7,8,11,12,13,16号),即强子族夸克结
构本体之表层.
轻子族衰变而成的8个夸克(1,2,5,6,9,10,14,15号)在外层,而强子族夸克结构本体的8个夸克(3,4,7,8,11,12,13,16号)在内层.
这与原子结构的原子核在中心,电子环绕在外雷同.可见夸克内部结构与原子内部结构儿乎一致，这就是夸克与轻子的统一，也是内与外及小与大的统一，另外,上表中电荷2/3夸克与电荷1/3夸克的数量也完全相同，上述这些也就是强子(夸克) 与轻子(电子、中微子)的大统一.
强子(夸克)轻子大统一周期表。