工科基础化学
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某些物质在由各向异性的晶态熔化转变为各向 同性的液体过程中，经历的各向异性的液体状态。 具有特殊的电、磁、光特性。
液晶光电效应的发现使液晶工业得到了飞速的 发展Fra Baidu bibliotek已成为显示工业的重要组成部分。
2.2 原子结构和元素周期律
2.2.1 原子的基本结构 2.2.2 单电子原子核外电子的运动状态 2.2.3 多电子原子核外电子的运动状态 2.2.4 元素周期律
2.2.1.1 原子结构理论的发展
1898年，威廉 ·汤姆逊认为原子是由带正电荷 的球体及沉浸在这个正电荷球体里的电子所组成。 电子均匀分布在原子内，能自由地运动，并受到一 个指向原子中心的电力作用。1904年，在W.汤姆逊 模型的基础上，J .J .汤姆逊认为正电球中的电子是 分布在一些同心球或同心球壳上，该模型俗称为 “ 葡萄干面包”模型。
E.Rutherford’s 原子模型 (1911)
Bohr’s 原子模型 (1923)
原子波动力学模型(1926)
①J. Dalton的原子学2.2说.1.1 原子结构理论的发展
1808年，英国中学教师道尔顿明确地提出了原 子论，理论要点是：每一种化学元素有一种原子； 同种原子质量相同，不同种原子质量不同；原子不 可再分；一种原子不会转变为另一种原子；化学反 应只是改变了原子的结合方式。使反应前的物质变 成反应后的物质。道尔顿认为原子是一个实心球体 ，不可再分。
p总 p1 p2 p3 ... pi
i
pi
ni n总
p总
xi p总
V总 V1 V2 V3 ... Vi
i
Vi
ni n总
V总
xiV总
（3）实际气体状态2.方1.1程气体
V实际 > V理想，p实际< p理想 实际气体状态方程：
a
a、b：范德华[p常+-(-数V--/-n。-)-2-](V-nb)=nRT
2.1 物质的状态
2.1.1 气体 2.1.2 液体 2.1.3 固体 2.1.4 等离子体 2.1.5 中子态 2.1.6 液晶
2.1.1 气体
聚集状态为气态的物质称为气体。 气体的基本特征： ①无限的可膨胀性，没有固定的几何形状与体积； ②明显的可压缩性； ③无限的掺混性；
（1）理想气体状态2.方1.1程气体
理想气体：气体中的分子可以看成一个点，只有位 置，没有体积，同时分子间没有相互作用力。
pV=nRT p ：压力，Pa； V ：体积，m3； n：摩尔数，mole； R：摩尔气体常数8.314 J·mol-1·K-1； T ：温度，K。
2.1.1 气体
分压Pi ：相同T下，混合气体中某一种气体单独 达到与混合气体同样的体积V时的压力。 分独体达（积到2）与Vi：道混相尔合同顿气T的体下理同，想样混气的合体压气定力体律P中时某的一体种积气。体单
2.1.3 固体
聚集状态为固态的物质称为固体。 固体有一定的几何外形，晶态固体（晶体）具有一 定的熔点。自然界中大多数固体物质为晶体。
熔化，吸热
固体
凝固，放热
液体
2.1.4 等离子体 (p13)
将气体物质施以高温、电磁场、放电、高能磁 场、热核反应等作用，气态原子部分电离成离子和 自由电子，形成净电荷数为零，由自由电子、原子 和离子组成的密度小、能导电的聚集体。
2.2.1 原子的基本结构
2.2.1.1 原子结构理论的发展 2.2.1.2 原子的量子力学模型 2.2.1.3 四个量子数
2.2.1.1 原子结构理论的发展
John Dalton’s 原子模型 (1808)
++-
+ -
-+-
+-
+ -
+- + +
J.J.Thomson’s 原子模型 (1898)
2.2 原子结构和元素周期律
通常讲，物质由分子组成，分子由原子组成。 所以，研究物质的性质以及物质之间的化学变化（ 化学反应） 就必须从研究原子本身的结构开始。
另外，在物质的化学变化过程（化学反应）中 。原子核并不发生改变（核反应除外），只是核外 电子运动状态发生了变化。所以研究原子的结构应 主要研究其核外电子的运动。
第二章 物质结构基础
第二章主要内容
2.1 物质的状态 2.2 原子结构和元素周期律 2.3 化学键与分子结构 2.4 元素化学
第二章 物质结构基础
结构化学：研究原子、分子和晶体的微观结构及物 质的性能与结构的关系的科学。
根据结构决定性能，性能反映结构的基本原则，探 讨物质的性能与结构间的关系！
主要涉及：原子中电子的分布与能级；分子化学组 成；分子的空间构型，分子中电子的分布，化学键 本质与分子的能量状态等。
等离子体富集了离子、电子、激发态的原子、 分子和自由基，具有较高的化学活性，利于发生高 能量、高密度的化学反应。
2.1.5 中子态
金属态物质在高压或超高压下，核外电子被压 缩进入原子核，电子与质子结合成中子，形成中子 态。此时体积很小，密度极大。
宇宙中的“中子星”就是密度极大的星体。
2.1.6 液晶
2.2 原子结构和元素周期律
宏观物体的运动特征：可描绘出它们的运动轨迹， 可以确定它们某一时刻的位置和速度。
微观粒子的运动特征：经历了从经典到现代的不断
认识的过程。认识水平与当时理论科学的发展程度
是密切相关的。
电子
原子核及核外电子的模型：
质子(+)
原子 原子核(+) 中子
原子
核外电子(-)
核电荷数＝质子数＝核外电子数，原子直径：约10-10m 。
2.1.2 液体
聚集状态为液态的物质称为液体。 液体的基本特征： ①固定的体积与可变的形状； ②基本上不可压缩，膨胀系数小； ③流动性；④掺混性； ⑤毛细现象； ⑥液体表面具有表面张力。
注意以下几个概念：2.1（.2 液p1体2）
饱和蒸气与饱和蒸气压 沸点
临界温度（Tc） 临界压力（ pc ） 临界体积（ Vc ）
2.2.1.1 原子结构理论的发展
道尔顿用来表示原子的符号，是最早的元素符号。
他氢给出的氧 许多分氮子组成碳是错误的。该理论仍极大地
推动了化学的发展。
磷
硫
钾
钡
水
一氧化氮 二氧化硫
氢氧化钾 碳酸钡
甲烷
②J.J.Thomson的原2子.2.1“.1 浸原子入结模构型理论”的发展
1895年11月8日，德国的伦琴发现了奇异的 X 射 线，后来居里夫妇等对天然放射性的研究，以及 1897年汤姆逊证明了射线是一种带负电的微粒。表 明任何物质的原子都可放出带负电荷的电子。由于 整个原子是电中性的，因此，原子内部一定带等量 电荷的正电微粒。那么，这些电荷是如何分布的？
液晶光电效应的发现使液晶工业得到了飞速的 发展Fra Baidu bibliotek已成为显示工业的重要组成部分。
2.2 原子结构和元素周期律
2.2.1 原子的基本结构 2.2.2 单电子原子核外电子的运动状态 2.2.3 多电子原子核外电子的运动状态 2.2.4 元素周期律
2.2.1.1 原子结构理论的发展
1898年，威廉 ·汤姆逊认为原子是由带正电荷 的球体及沉浸在这个正电荷球体里的电子所组成。 电子均匀分布在原子内，能自由地运动，并受到一 个指向原子中心的电力作用。1904年，在W.汤姆逊 模型的基础上，J .J .汤姆逊认为正电球中的电子是 分布在一些同心球或同心球壳上，该模型俗称为 “ 葡萄干面包”模型。
E.Rutherford’s 原子模型 (1911)
Bohr’s 原子模型 (1923)
原子波动力学模型(1926)
①J. Dalton的原子学2.2说.1.1 原子结构理论的发展
1808年，英国中学教师道尔顿明确地提出了原 子论，理论要点是：每一种化学元素有一种原子； 同种原子质量相同，不同种原子质量不同；原子不 可再分；一种原子不会转变为另一种原子；化学反 应只是改变了原子的结合方式。使反应前的物质变 成反应后的物质。道尔顿认为原子是一个实心球体 ，不可再分。
p总 p1 p2 p3 ... pi
i
pi
ni n总
p总
xi p总
V总 V1 V2 V3 ... Vi
i
Vi
ni n总
V总
xiV总
（3）实际气体状态2.方1.1程气体
V实际 > V理想，p实际< p理想 实际气体状态方程：
a
a、b：范德华[p常+-(-数V--/-n。-)-2-](V-nb)=nRT
2.1 物质的状态
2.1.1 气体 2.1.2 液体 2.1.3 固体 2.1.4 等离子体 2.1.5 中子态 2.1.6 液晶
2.1.1 气体
聚集状态为气态的物质称为气体。 气体的基本特征： ①无限的可膨胀性，没有固定的几何形状与体积； ②明显的可压缩性； ③无限的掺混性；
（1）理想气体状态2.方1.1程气体
理想气体：气体中的分子可以看成一个点，只有位 置，没有体积，同时分子间没有相互作用力。
pV=nRT p ：压力，Pa； V ：体积，m3； n：摩尔数，mole； R：摩尔气体常数8.314 J·mol-1·K-1； T ：温度，K。
2.1.1 气体
分压Pi ：相同T下，混合气体中某一种气体单独 达到与混合气体同样的体积V时的压力。 分独体达（积到2）与Vi：道混相尔合同顿气T的体下理同，想样混气的合体压气定力体律P中时某的一体种积气。体单
2.1.3 固体
聚集状态为固态的物质称为固体。 固体有一定的几何外形，晶态固体（晶体）具有一 定的熔点。自然界中大多数固体物质为晶体。
熔化，吸热
固体
凝固，放热
液体
2.1.4 等离子体 (p13)
将气体物质施以高温、电磁场、放电、高能磁 场、热核反应等作用，气态原子部分电离成离子和 自由电子，形成净电荷数为零，由自由电子、原子 和离子组成的密度小、能导电的聚集体。
2.2.1 原子的基本结构
2.2.1.1 原子结构理论的发展 2.2.1.2 原子的量子力学模型 2.2.1.3 四个量子数
2.2.1.1 原子结构理论的发展
John Dalton’s 原子模型 (1808)
++-
+ -
-+-
+-
+ -
+- + +
J.J.Thomson’s 原子模型 (1898)
2.2 原子结构和元素周期律
通常讲，物质由分子组成，分子由原子组成。 所以，研究物质的性质以及物质之间的化学变化（ 化学反应） 就必须从研究原子本身的结构开始。
另外，在物质的化学变化过程（化学反应）中 。原子核并不发生改变（核反应除外），只是核外 电子运动状态发生了变化。所以研究原子的结构应 主要研究其核外电子的运动。
第二章 物质结构基础
第二章主要内容
2.1 物质的状态 2.2 原子结构和元素周期律 2.3 化学键与分子结构 2.4 元素化学
第二章 物质结构基础
结构化学：研究原子、分子和晶体的微观结构及物 质的性能与结构的关系的科学。
根据结构决定性能，性能反映结构的基本原则，探 讨物质的性能与结构间的关系！
主要涉及：原子中电子的分布与能级；分子化学组 成；分子的空间构型，分子中电子的分布，化学键 本质与分子的能量状态等。
等离子体富集了离子、电子、激发态的原子、 分子和自由基，具有较高的化学活性，利于发生高 能量、高密度的化学反应。
2.1.5 中子态
金属态物质在高压或超高压下，核外电子被压 缩进入原子核，电子与质子结合成中子，形成中子 态。此时体积很小，密度极大。
宇宙中的“中子星”就是密度极大的星体。
2.1.6 液晶
2.2 原子结构和元素周期律
宏观物体的运动特征：可描绘出它们的运动轨迹， 可以确定它们某一时刻的位置和速度。
微观粒子的运动特征：经历了从经典到现代的不断
认识的过程。认识水平与当时理论科学的发展程度
是密切相关的。
电子
原子核及核外电子的模型：
质子(+)
原子 原子核(+) 中子
原子
核外电子(-)
核电荷数＝质子数＝核外电子数，原子直径：约10-10m 。
2.1.2 液体
聚集状态为液态的物质称为液体。 液体的基本特征： ①固定的体积与可变的形状； ②基本上不可压缩，膨胀系数小； ③流动性；④掺混性； ⑤毛细现象； ⑥液体表面具有表面张力。
注意以下几个概念：2.1（.2 液p1体2）
饱和蒸气与饱和蒸气压 沸点
临界温度（Tc） 临界压力（ pc ） 临界体积（ Vc ）
2.2.1.1 原子结构理论的发展
道尔顿用来表示原子的符号，是最早的元素符号。
他氢给出的氧 许多分氮子组成碳是错误的。该理论仍极大地
推动了化学的发展。
磷
硫
钾
钡
水
一氧化氮 二氧化硫
氢氧化钾 碳酸钡
甲烷
②J.J.Thomson的原2子.2.1“.1 浸原子入结模构型理论”的发展
1895年11月8日，德国的伦琴发现了奇异的 X 射 线，后来居里夫妇等对天然放射性的研究，以及 1897年汤姆逊证明了射线是一种带负电的微粒。表 明任何物质的原子都可放出带负电荷的电子。由于 整个原子是电中性的，因此，原子内部一定带等量 电荷的正电微粒。那么，这些电荷是如何分布的？