一、原子的組成

　　(一)元素和原子序數

　　1、元素

　　原子核里質子數(即核電荷數)相同的一類原子的總稱.

　　2、原子序數

　　元素按核電荷數由小到大排列成序,形成的原子序號.

　　(二)原子的組成

　　1、原子的組成

　　原子由原子核和核外電子組成,原子核又是由質子和中子組成的.

　　2、電荷數

　　原子不帶電,但是原子中的電子和質子帶電.其電荷數的關系是

　　原子序數=核內質子數=核電荷數=核外電子數

　　3、質量數

　　由于電子的質量很小,可忽略不計,因此,原子的質量可近似認為

　　質量數(A)=質子數(Z)+中子數(N)

　　4、標記

　　X代表元素符號,A代表質量數,Z代表質子數 .即：AZX

　　二、同位素

　　1、同位素定義

　　質子數相同而中子數不同的同一元素的不同原子

　　2、同位素僅僅是中子數不同,但是它們的核電荷數,核外電子數相同,因此它們的化學性質相同.

　　3、同位素有穩定同位素和放射性同位素兩種

　　4、衰變

　　放射線同位素能從原子核中自發地放射出射線,發生了原子核反應,結果原來的同位素變成了另一種新元素,這種變化叫衰變.

　　5、示蹤原子

　　放射線同位素的原子放射出來的射線,很容易被靈敏的探測儀器發現,故叫”示蹤原子”

　　6、原子量的計算

　　原子量是按照各種天然同位素原子所占的百分比計算出的平均值.

　　例如:氯的平均原子量為:35×75.53% + 37×24.47%=35.45

　　三、氫原子光譜與Bohr理論

　　量子化特征——表征微觀粒子運動狀態的某些物理量具有不連續變化的特征。

　　2、玻爾(Bohr)理論

　　三點假設：

　　①核外電子只能在有確定半徑和能量的軌道上運動,且不輻射能量;

　　②通常電子處在離核最近的軌道上，能量最低——基態(1個);軌道的不同能量狀態稱為能級;

　　原子獲得能量后，電子被激發到高能量軌道上，原子處于激發態(多個);

　　③處于激發態的電子不穩定，有可能從能級高的軌道躍遷到離核較近的低能軌道，甚至恢復為基態。這時以光的形式釋放能量 。

　　1924年，[法]物理學家德布羅依預言：微觀粒子也應具有波粒二象性。

　　3、 電子的波粒二象性

　　1927年，Davissson和Germer應用Ni晶體進行電子衍射實驗，證實電子具有波動性。

　　波粒二象性是——微觀粒子的運動特征

　　(1) 海森堡測不準原理：

　　1927年，德國物理學家海森堡提出測不準關系

　　用位置和動量來描述微觀粒子的運動時，所測位置的準確度愈高，則其動量準確度愈低，反之亦然。

　　即不可能同時準確測定微粒的空間位置和動量。

　　(2)核外電子運動狀態的描述

　　核外電子的運動狀態只能用建立在量子化和統計性基礎上的量子力學來描述。

　　提出描述電子運動規律的波動方程,又叫薛定諤方程對于氫原子中的電子,其薛定諤方程是

　　波函數的平方代表電子在核外空間某處單位體積內出現的概率,也就是電子的概率密度.

　　為了直觀、形象地表示電子在核外空間概率密度的分布情況，量子力學引用電子云概念。

　　(3) 電子云

　　ⅰ定義

　　將電子的運動狀態用統計的方法,得到一個電子在核外空間運動的圖象,這個圖象好像原子核外籠罩著一團電子形成的云霧,這就是所謂的“電子云”。

　　ⅱ圖形

　　(a)等密度面圖和界面圖

　　等密度面:將電子出現幾率相等的各點聯成的一個曲面叫等密度面.若干個等密度面構成的圖形叫等密度面圖.

　　在某一個等密度面內電子出現的總幾率達95%以上,該等密度面就是電子云的界面,其圖形叫界面圖.

　　(b)黑點圖

　　用小黑點的疏密來表示電子概率密度分布的圖形

　　(c)徑向分布圖

　　核外電子的概率分別隨離核距離的變化而變化的圖形

　　(d)電子云的角度分布圖

　　角度分布圖是各態電子云的概率密度分布隨空間角度而變化的圖形。

　　波函數不是一個數值,而是空間坐標數學表達式,是反映電子運動規律最基本的函數.表明電子可能出現的區域.不同的區域有不同的ψ值,習慣上就將一個波函數稱一個軌道.

　　原子軌道角度分布圖不同空間ψ值的相對大小,可以用原子軌道角度分布圖表示.

　　比較電子云角度分布圖和對應原子軌道角度分布圖可知:相同點：

　　① 兩種圖形的形狀很相似.②出現極大值的方向也相同.

　　不同點：①電子云角度分布圖略“瘦”。②原子軌道角度分布圖有

　　正負之分。

　　四、核外電子運動狀態的量子數描述

　　核外電子的運動狀態可以用n、l、m、ms四個量子數來描述

　　1、主量子數(n) 電子層數

　　主量子數n是用來表示核外電子運動離核遠近的數值.

　　取值范圍:除0以外的正整數.

　　表示： n=1、2、3、4……

　　對應的字母K、L、M、N……

　　意義：不僅表示電子運動離核的遠近,也反映了電子能量的高低.數值越小,能量越低.

　　2、角量子數(l) 電子亞層又叫副量子數

　　角兩字數l是用來描述軌道形狀的數值.

　　取值范圍:0到n-1的所有正整數.

　　表示:對應于l =1、2、3、4……(n-1)的每個數值,可用相應的s、p、d、f……等字母表示各值.

　　軌道形狀：s為球形,p為啞鈴形,d為花瓣形,f為更復雜的圖形.

　　意義:不僅表示電子運動軌道的形狀,也與電子的能量有關,數值越小,能量越低,即Ens

　　3、磁量子數(m) 電子云的伸展方向

　　同一亞層中,電子云的形狀相同,但它們有不同的伸展方向,參看前面的原子軌道圖,都是啞鈴形,有x、y、z三個方向伸展的軌道.磁量子數就是用來描述電子云在空間伸展方向的數值。

　　取值范圍：從+l 到-l并包括0在內的整數值。m=0、±1、±2、±3……±l。

　　意義：指出軌道的伸展方向，從而確定具體的軌道。

　　4、自旋量子數(ms) 電子自旋

　　原子中的電子不僅圍繞著原子核運動，也圍繞著本身的軸轉動，這種轉動叫做電子的自旋。Ms就是用來描述電子自旋方向的數值。

　　取值：自旋只有兩個方向，順時針和逆時針，因此只有兩個值，+1/2和-1/2。也可以用“ ”、“ ”

　　意義：表示在同一軌道中，只能容納兩個自旋相反的兩個電子。從而確定了具體的電子。

　　因此有：決定電子能量的量子數有n、l;決定電子運動軌道的量子數有n、l、 m;決定電子運動的量子數有n、l、m、ms。

　　5、 n、l、m、ms的數值關系

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