无机及分析化学第一章 物质结构
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• 无机及分析化学
无机化学是化学学科最早发展起来的一门分支学科。它的研究对 象是元素及其化合物。19世纪初英国科学家道尔顿提出的原子理论加快 了人类对微观物质的探索步伐。 19世纪60年代，元素周期律的发现为现代无机化学的形成和发展奠 定了基础。进入20 世纪后，载人飞船飞向太空，人类登上月球，伴随 着原子能工业、半导体材料工业的崛起以 及各种特殊性能新材料的研发 等，无机化学又取得了新的进展。这些新技术、新发明都离不 开迄今发 现的一百多种元素。本章我们将学习和了解一些无机化学中关于元素的 基本知识。
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。
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、
（1）周期与能级
（2）族和价电子结构
（3）周期表中区的划分
2.元素的性质与元素周期表之间的关系
（1）原子半径 （2）电离能 （3）电负性 （4）金属性和非金属性
第二节 重要的生命元素
一、生命元素的组成
Baidu Nhomakorabea3. 不 确 定 元 素
1.必需元素
2.有益元素
确定某元素是否为必需元素一般遵循Arnon提出的三条原则: （1）若无该元素存在，则生物不能生长或不能完成其生活周期; （2）该元素在生物体内的作用不能由其他元素完全替代; （3）该元素具有一定的生物功能或对生物功能有直接的影响，并 参与其代谢过程
3.d区生命元素 d区元素中的钒、 铬、锰、铁、钴、镍等元素与生 命关系十分密切。
4.ds区生命元素 ds区元素中的 铜、锌等元素与生命关系密切。
5.f区生命元素 镧系元素的生物效应 （1）增产作用 （2）医用效果
同位素的应用
随着科学技术的发展，同位素及其放射性同位素广泛应用于工业、农业、医学、环保、 军事、资源勘探、科研等诸多领域，已获得了显著的经济效益和社会效益。
同位素的应用
核医学诊断是根据放射性示踪原理对患者进行疾病检查的一种诊断方式。在临床上 可 分为体内诊断和体外诊断。体内诊断是将放射性药物引入体内，用仪器进行脏器显像 或功 能测定。体外诊断是采用放射免疫分析方法，在体外对患者体液中生物活性物质进 行微量
分析。我国每年约有数千万人次进行这种核医学诊断。
4. 有 害 元 素
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
生命元素的分布具有如下特征:
（1）主要分布于二、三、四、五周期。其中生命必需元素主要为二、三、四周期的前36号元 素；有害元素主要集中于五、六周期的ⅢA～ⅤA族。 （2）就生命必需元素本身而言，宏量元素主要分布于二、三周期;微量元素主要集中在第四 周期。 （3）在s区的金属元素自然以钠、镁为中心相对聚积在一起，形成了一个以生命必需宏量元 素为主的宏量元素区；而在p区的生命元素则以第四周期的镓、锗、砷、硒、溴为过渡带，形 成上部以非金属宏量元素为主，下部以金属微量元素为主的区;大多生命必需的微量元素犹如 一座吊桥一字排列于d区和ds区。
但我们还必须认识到，放射性同位素产生的高能射线对动物、植物也能造成严重的危 害，管理使用不当会造成放射性污染，因此，必须合理地进行利用。
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(
知识目标:
1.了解原子的构成、同位素及其应用。 2.了解原子核外电子的运动状态及排布规律。 3.了解元素周期表的结构。
4.了解生命元素的种类和功能。
能力目标:
1.掌握原子的组成及结构。 2.掌握元素周期律与原子结构的关系。
第一节 原子结构和元素周期系
1.原子的 构成
一、原子结构 与同位素
2.同位素
1 2
放射性同位素的应用是核能利用的一个重要方面。例如: 1H和 1 H是制造氢弹的原料，92 U是
制造原子弹以及核反应（核电站）的原料。27 Co产生的高能射线能杀死癌细胞，把它制成放射 性治疗仪可用于治疗癌症;利用高能射线穿透力强的特性对某些材料的伤痕探测，既能探测伤 痕又丝毫不损坏被探测材料，把它制作成安全探测仪，能在不开箱的 情况下进行安全检查，
3.同一主族元素，从上到下，原子半径逐渐( 4.生命中常见的宏量元素有(
) ，常见的微量元素有(
二、简答题
1.如何描述原子核外电子的运动状态? 2.什么是电离能?什么是电负性? 3.什么是生命元素?目前已确定的生命元素可分为哪几类?它们在元素周期表中的 分布有何特征? 4.现在公认的人体必需元素有多少种?宏量元素有哪些?微量元素有哪些?
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
无机化学是化学学科最早发展起来的一门分支学科。它的研究对 象是元素及其化合物。19世纪初英国科学家道尔顿提出的原子理论加快 了人类对微观物质的探索步伐。 19世纪60年代，元素周期律的发现为现代无机化学的形成和发展奠 定了基础。进入20 世纪后，载人飞船飞向太空，人类登上月球，伴随 着原子能工业、半导体材料工业的崛起以 及各种特殊性能新材料的研发 等，无机化学又取得了新的进展。这些新技术、新发明都离不 开迄今发 现的一百多种元素。本章我们将学习和了解一些无机化学中关于元素的 基本知识。
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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。
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、
（1）周期与能级
（2）族和价电子结构
（3）周期表中区的划分
2.元素的性质与元素周期表之间的关系
（1）原子半径 （2）电离能 （3）电负性 （4）金属性和非金属性
第二节 重要的生命元素
一、生命元素的组成
Baidu Nhomakorabea3. 不 确 定 元 素
1.必需元素
2.有益元素
确定某元素是否为必需元素一般遵循Arnon提出的三条原则: （1）若无该元素存在，则生物不能生长或不能完成其生活周期; （2）该元素在生物体内的作用不能由其他元素完全替代; （3）该元素具有一定的生物功能或对生物功能有直接的影响，并 参与其代谢过程
3.d区生命元素 d区元素中的钒、 铬、锰、铁、钴、镍等元素与生 命关系十分密切。
4.ds区生命元素 ds区元素中的 铜、锌等元素与生命关系密切。
5.f区生命元素 镧系元素的生物效应 （1）增产作用 （2）医用效果
同位素的应用
随着科学技术的发展，同位素及其放射性同位素广泛应用于工业、农业、医学、环保、 军事、资源勘探、科研等诸多领域，已获得了显著的经济效益和社会效益。
同位素的应用
核医学诊断是根据放射性示踪原理对患者进行疾病检查的一种诊断方式。在临床上 可 分为体内诊断和体外诊断。体内诊断是将放射性药物引入体内，用仪器进行脏器显像 或功 能测定。体外诊断是采用放射免疫分析方法，在体外对患者体液中生物活性物质进 行微量
分析。我国每年约有数千万人次进行这种核医学诊断。
4. 有 害 元 素
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
生命元素的分布具有如下特征:
（1）主要分布于二、三、四、五周期。其中生命必需元素主要为二、三、四周期的前36号元 素；有害元素主要集中于五、六周期的ⅢA～ⅤA族。 （2）就生命必需元素本身而言，宏量元素主要分布于二、三周期;微量元素主要集中在第四 周期。 （3）在s区的金属元素自然以钠、镁为中心相对聚积在一起，形成了一个以生命必需宏量元 素为主的宏量元素区；而在p区的生命元素则以第四周期的镓、锗、砷、硒、溴为过渡带，形 成上部以非金属宏量元素为主，下部以金属微量元素为主的区;大多生命必需的微量元素犹如 一座吊桥一字排列于d区和ds区。
但我们还必须认识到，放射性同位素产生的高能射线对动物、植物也能造成严重的危 害，管理使用不当会造成放射性污染，因此，必须合理地进行利用。
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(
知识目标:
1.了解原子的构成、同位素及其应用。 2.了解原子核外电子的运动状态及排布规律。 3.了解元素周期表的结构。
4.了解生命元素的种类和功能。
能力目标:
1.掌握原子的组成及结构。 2.掌握元素周期律与原子结构的关系。
第一节 原子结构和元素周期系
1.原子的 构成
一、原子结构 与同位素
2.同位素
1 2
放射性同位素的应用是核能利用的一个重要方面。例如: 1H和 1 H是制造氢弹的原料，92 U是
制造原子弹以及核反应（核电站）的原料。27 Co产生的高能射线能杀死癌细胞，把它制成放射 性治疗仪可用于治疗癌症;利用高能射线穿透力强的特性对某些材料的伤痕探测，既能探测伤 痕又丝毫不损坏被探测材料，把它制作成安全探测仪，能在不开箱的 情况下进行安全检查，
3.同一主族元素，从上到下，原子半径逐渐( 4.生命中常见的宏量元素有(
) ，常见的微量元素有(
二、简答题
1.如何描述原子核外电子的运动状态? 2.什么是电离能?什么是电负性? 3.什么是生命元素?目前已确定的生命元素可分为哪几类?它们在元素周期表中的 分布有何特征? 4.现在公认的人体必需元素有多少种?宏量元素有哪些?微量元素有哪些?
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