《普通化学》课程教学资源（PPT课件讲稿）第5章物质结构基础

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本章学习要求： 1. 了解原子核外电子运动的基本特征，明确量子数的取值规律，了解原子轨道和电子云的空间分布。 2. 掌握核外电子排布的一般规律及其与元素周期表的关系。 3. 了解化学键的本质及键参数的意义。 4. 了解杂化轨道理论的要点，能应用该理论判断常见分子的空间构型、极性等。 5. 了解分子间作用力以及晶体结构与物质物理性质的关系。目录： ➢ 5.1 原子结构的近代概念 ➢ 5.2 多电子原子的电子分布方式和周期系 ➢ 5.3 化学键与分子间相互作用力 ➢ 5.4 晶体结构

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首页上一页下一页末页 1 物质结构基础第5章

本章学习要求 1.了解原子核外电子运动的基本特征,明确量子数的取值规律,了解原子轨道和电子云的空间分布。 2.掌握核外电子排布的一般规律及其与元素周期表的关系。 3.了解化学键的本质及键参数的意义。 4.了解杂化轨道理论的要点,能应用该理论判断常见分子的空间构型、极性等。 5.了解分子间作用力以及晶体结构与物质物理性质的关系。首页上一页下一页末页

首页上一页下一页末页 2 本章学习要求 1. 了解原子核外电子运动的基本特征，明确量子数的取值规律，了解原子轨道和电子云的空间分布。 2. 掌握核外电子排布的一般规律及其与元素周期表的关系。 3. 了解化学键的本质及键参数的意义。 4. 了解杂化轨道理论的要点，能应用该理论判断常见分子的空间构型、极性等。 5. 了解分子间作用力以及晶体结构与物质物理性质的关系

第5章目录 5,1原子结构的近代概念 >52多电子原子的电子分布方式和周期系 53化学键与分子间相互作用力 >54晶体结构首页上一页下一页末页

首页上一页下一页末页 3 第5章目录 ➢ 5.1 原子结构的近代概念 ➢ 5.2 多电子原子的电子分布方式和周期系 ➢ 5.3 化学键与分子间相互作用力 ➢ 5.4 晶体结构

51原子结构的近代概念章首的思考化学是一门历史悠久的科学,但为什么现代化学直到20世纪初才开始迅速地发展? 现在人们以每年数十万计的速度在发现新的化合物。我们怎么知道它是新化合物? 首页上一页下一页末页

首页上一页下一页末页 4 5.1 原子结构的近代概念化学是一门历史悠久的科学，但为什么现代化学直到20世纪初才开始迅速地发展？现在人们以每年数十万计的速度在发现新的化合物。我们怎么知道它是新化合物？章首的思考

511破函数 1.光的波粒二象性 20世纪初,爱因斯坦提出了质能转换关系 E=mc2 由于 E=hvc=入 hy=mc2= mcav 所以 n=h/mc=h/p 式中,c为光速为普朗克常数,h=6626×1034Js1,p 为光子的动量。光具有动量和波长,也即光具有波粒二象性。首页上一页下一页末页

首页上一页下一页末页 5 5.1.1 波函数 1. 光的波粒二象性 20世纪初，爱因斯坦提出了质能转换关系： E = mc2 光具有动量和波长，也即光具有波粒二象性。由于 E = hv c = v hv = mc2 = mcv 所以  = h / mc = h / p 式中，c 为光速, h为普朗克常数， h =6.62610-34J·sˉ 1 ， p 为光子的动量

2.微观粒子的破粒二象性光的波、粒二象性揭示了光被人们忽略的另一面,反之, 粒子是否也具有被忽视的另一面,即波动性质呢? 德布罗意(de· Broglie提出微观粒子也具有波的性质,并假设 n=h/my 式中,A为粒子波的波长;为粒子的速率,m为粒子的质量首页上一页下一页末页

首页上一页下一页末页 6 2. 微观粒子的波粒二象性光的波、粒二象性揭示了光被人们忽略的另一面，反之，粒子是否也具有被忽视的另一面，即波动性质呢？德·布罗意(de · Broglie)提出微观粒子也具有波的性质，并假设：  = h / mv 式中，  为粒子波的波长；v为粒子的速率，m为粒子的质量

电子衍射实验示意图 1927年,粒子波的假设被电子衍射实验所证实。晶片光栅定向电子射线行射图象附图51电子衍射示意图首页上一页下一页末页 7

首页上一页下一页末页 7 电子衍射实验示意图附图5.1 电子衍射示意图 1927年，粒子波的假设被电子衍射实验所证实。定向电子射线晶片光栅衍射图象

×3.原子光谱示意图 415nm 氢放 435nm 电管狭缝棱镜 487nm 电子束电子束 660nm 附图52氢原子光谱示意图 =R( 式中,R为常数,n、n2必须是正整数目n1<n2 首页上一页下一页末页

首页上一页下一页末页 8 棱镜 3. 氢原子光谱示意图狭缝 415nm 435nm 487nm 电子束 660nm 氢放电管 ) 1 1 ( 2 2 2 n1 n  = R − 式中，R为常数，n1、n2必须是正整数且n1<n2 附图5.2 氢原子光谱示意图电子束

×4.波函教与量子教 1926年,奥地利物理学家薛定谔( Schrodinger)提出了微观粒子运动的波动方程,即薛定谔方程: ay oy. oy & m 2 (E-v=0 ax oz h 其中,v为波动函数,是空间坐标x、y、z的函数。E 为核外电子总能量,V为核外电子的势能,h为普朗克常数,m为电子的质量。首页上一页下一页末页

首页上一页下一页末页 9 4. 波函数与量子数 1926年，奥地利物理学家薛定谔（Schrödinger）提出了微观粒子运动的波动方程，即薛定谔方程： ( ) 0 8 2 2 2 2 2 2 2 2 + − =   +   +        E V h m x y z 其中，  为波动函数，是空间坐标x、y、z 的函数。 E 为核外电子总能量，V 为核外电子的势能，h 为普朗克常数，m 为电子的质量

波函数变换为球面坐标 P(x,y, z) x=r sine cos o z=rose y=rsin 0 sin o rsing y z=rcos 6 x= rsinecoso r=x+ v+24 y= rsinesino 附图53球面坐标变换 020 (Sinop 8丌 (E=V)=0 arar rsin 6 06r2sn26o0 首页上一页下一页末页

首页上一页下一页末页 10 波函数变换为球面坐标： x = r sinθ cos φ y = r sin θ sin φ z = r cos θ r 2 = x2 + y2 + z2 附图5.3 球面坐标变换 rsin z x y • P(x,y,z) z=rcosθ x= rsinθcosφ y = rsinθsinφ φ θ r 2 2 2 2 2 2 2 sin 1 (sin ) sin 1 ( ) 1           +   +     r r r r r r ( ) 0 8 2 2 + −  =  E V h m

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