1.1物质的组成与性质（课件）-《化学基础与分析技术》同步教学（轻工业出版社）

单元一 物质的组成与性质 原子结构和元素周期性 分子结构与晶体结构 学习内容 了解原子核外电子运动特点及状态的描述； 掌握原子核外电子结构与元素周期表的关系； 理解分子的极性，氢键对分子性质的影响; 掌握化学键的类型、特点及与晶体类型的关系。 学习目标 1 人类认识原子结构历史的回顾 公元前460－公元前370年 ，古希腊哲学家德谟克利特 ——“世界万物均是由不连续的、不可分割的微粒（原子）构成”。 我国东周时期伟大的思想家、哲学家庄子 ——“一尺之棰（小木棍），日取其半，万世不竭。”其意指“物质是无限可分的”。 1803年，道尔顿提出“原子论”，原子是组成物质的基本粒子，它们是坚实的、不可再分的实心球。 1811年，阿伏加德罗（意大利）提出分子学说：认为原子虽然是构成物质的最小微粒，但并不能独立存在。原子只有相互结合在一起，形成一个新的微粒即分子后，才可能独立存在。 3 葡萄干圆面包模型 1897年，汤姆逊发现电子，提出汤姆逊原子模型：原子是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了正电荷，从而形成了中性原子。 1911年，卢瑟福提出原子有核模型： 原子中心有一个带正电荷的核，它的质量几乎等于原子的全部质量，电子在它的周围沿着不同的轨道运转，就象行星环绕太阳运转一样。 4 1913年，波尔原子模型:电子在原子核外空间的一定轨道上绕核做高速的圆周运动。 电子云模型 1926，奥地利物理学家薛定谔，提出了描述电子（微观粒子，波粒二象性）的状态随时间变化的规律的薛定谔方程，即现代物质结构学说。 薛定谔方程式的解，用三维坐标以图形表示，就是电子云。 电子云是一种形象化的比喻，电子在原子核外空间的某区域内出现，好象带负电荷的云笼罩在原子核的周围，人们形象地称它为“电子云”。它是最接近原子本质的模型。 电子云 德谟克利特：朴素原子观 道尔顿：原子学说 汤姆生：“枣糕” 模型 卢瑟福：带核原子结构模型 玻尔：原子轨道模型 薛定谔：现代量子力学模型 1803 1904 1911 1913 1926 有待发展充实 一、现代原子结构的模型 任务一 原子结构和元素周期性 原子 核外电子 原子核 中子 质子 带负电荷 带正电荷 不带电荷 带正电荷 “四数”合一 原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数 化学反应只改变核外电子的数目或运动状态,电子数目及运动方式决定了原子的性质。 原子体积、质量均非常小，其组成微粒更小； 微观粒子：m 、V极其微小，运动速度接近光速的微粒。 实物粒子：光子之外的微观粒子（电子、质子、中子等）。 实验数据 微观粒子不遵守宏观物质的运动规律，有特殊性（？？？）。 1/10000 任务一 原子结构和元素周期性 二、电子的波粒二象性 光的波粒二象性：波动性（光的干涉、衍射） 粒子性（光电效应、光的发射、吸收）。 德布罗意假设：微观粒子都具有波粒二象性，与质量为m、运动速率为υ的微观 粒子相应的波长λ为 ： 描述粒子性的动量p和描述波动性的λ通过普朗克常数的定量联系，表明包括电子在内的一切微观粒子的波粒二象性。 1927年为戴维逊和革末的电子衍射实验证实。 任务一 原子结构和元素周期性 电子衍射实验示意图 感光屏幕 薄晶体片 衍射环纹 电子枪 电子束 实验方法：将一束高速电子流通过镍晶体(作为光栅)而射到荧光屏上时，得到和光衍射现象相似的一系列明暗交替的衍射环纹——电子衍射。 实验证明：除光子、电子外，其他微观粒子如：质子、中子等也具有波粒二象性。 任务一 原子结构和元素周期性 微观粒子的运动具有它的特性，不能用经典力学中确定宏观物体运动状态的物理量“位置”和“速度” 描述其运动状态，运动规律符合测不准原理。 海森堡测不准原理 具有波粒二象性的微观粒子，在运动时，不能在同一时刻既准确测定其位置又准确测定出其速度（或动量）。 或不可能设计出一种实验方法，在准确地测定物体位置的同时又能准确地测量该物体的速度(或动量)。 任务一 原子结构和元素周期性 根据量子力学理论，对于微观粒子的运动规律，只能用统计的方法作出几率性的判断。 具有波动性的微观粒子不再服从经典力学规律，它们的运动没有确定的轨道，只有一定的空间几率分布（描述其波动性的波动方程叫波函数），遵循测不准原理。 微观粒子运动的统计性 任务一 原子结构和元素周期性 1926年奥地利物理学家薛定谔(E.Schrödinger)把电子运动与光的波动性理论联系起来，提出了描述核外电子运动状态的数学方程，称为薛定谔方程。 (一)波函数(原子轨道)