第四章 原子的精细结构 21节 碱金属双线1
§21 碱金属双线
掌握碱金属双线产生的原因
掌握旋－轨相互作用导致的能级分裂的计算方法
① 自旋角动量与旋－轨相互作用；
② 碱金属双线中能量与光谱的计算。
理论讲授
2学时
第三章 原子的精细结构：电子的自旋
§21 碱金属双线
一、碱金属原子谱线的精细结构：定性考虑
Li 原子的光谱精细结构：在高分辨率光谱仪下为双线或三线结构。其中，主线 系、二辅系为双线结构，一辅系、柏格曼系为三线结构。
主线系： S nP 2→ ,3,2=n 二辅系（锐线系）P nS 2→ ,4,3=n 一辅系（漫线系）P nD 2→ ,4,3=n 柏格曼系（基线系）D nF 3→ ,5,4=n
前项为动项，后项为固定项。 推想：①有主线、二辅系，S 能级为单层的，l 能级为双层的；
②随l 增加，能级分裂越来越小；
③遵从一定的选择定则。
新教材 人教版高中物理选择性必修第三册 第四章 原子结构和波粒二象性(知识点详解及配套习题)
第四章原子结构和波粒二象性 1. 普朗克黑体辐射理论................................................................................................. - 1 - 2. 光电效应 .................................................................................................................... - 1 - 3．原子的核式结构模型.............................................................................................. - 15 - 4. 氢原子光谱和玻尔的原子模型............................................................................... - 26 - 5. 粒子的波动性和量子力学的建立........................................................................... - 39 - 章末复习提高................................................................................................................ - 47 - 1. 普朗克黑体辐射理论 2. 光电效应 一、能量量子化 1．黑体辐射 (1)随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。 (2)维恩和瑞利的理论解释 ①建立理论的基础：依据热力学和电磁学的知识寻求黑体辐射的理论解释。 ②维恩公式：在短波区与实验非常接近，在长波区则与实验偏离很大。 ③瑞利公式：在长波区与实验基本一致，但在短波区与实验严重不符，由理论得出的荒谬结果被称为“紫外灾难”。 2．能量子 (1)普朗克的假设 组成黑体的振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍。即能的辐射或者吸收只能是一份一份的。这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子。 (2)能量子公式 ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h称为普朗克常量。 h＝6.626×10－34 J·s。(一般取h＝6.63×10－34J·s) (3)能量的量子化 微观粒子的能量是量子化的，或者说微观粒子的能量是分立的。这种现象叫能量的量子化。
碱金属元素教案
一、课题：碱金属元素课型：预习+展示课 使用时间：2014-7-9 主备人：韩艳荣 二、教学目标： 1、知识目标： ①在掌握钠的性质的基础上使学生了解锂、钾、铷、铯的性质。 ②使学生了解碱金属的物理性质、化学性质和原子结构,并能运用碱金属性质上的差异及递变性，分析其原子结构的差异及相同之处。 2、能力目标： ①通过实验对比，培养学生认真观察实验现象，并透过现象看本质的能力。 ②通过对碱金属元素结构、性质的对比，培养学生比较、分析、归纳问题的能力。 3、情感目标： ①通过实验及问题的讨论，激发学生求知欲和学习的兴趣，培养学生热爱化学的情感。 ②培养学生认识“量变引起质变”，“本质决定现象”等辩证唯物主义的思想。 三、教学重点： ①碱金属的原子结构特点和性质的递变规律 ②碱金属的化学性质 教学难点：碱金属元素化学性质的相似性和递变性。
教学方法：探究法、启发法等 四、教学过程： 1、自主学习内容 （一）碱金属元素的原子结构及特点（见ppt） 思考问题1：通过观察碱金属的原子结构示意图，你能发现碱金属元素的原子结构有什么共同之处吗？有什么递变规律吗？ 温馨提示：（1）相同点：最外层电子数都是1。 （2）递变性：从Li→Cs核电荷数依次增大，电子层数依次增多，原子半径依次增大 （二）思考问题2：碱金属元素原子结构的递变性对碱金属的性质有什么影响？ 温馨提示：随着核电荷数的增加，原子核对外层电子的引力逐渐减弱，最外层电子越来越易失去，性质越来越活泼。 （三）碱金属物理性质的递变性（见ppt） 思考问题3：从表中你可以总结出碱金属的物理性质有什么相似及递变规律吗？ 温馨提示：（1）相似性：色（铯略带金色）、软、轻、低、导 （2）递变性：从锂到铯硬度减小；ρ增大（K与Na反常）；熔、沸点降低 2、小组探究与讨论 （一）钠、钾与O2反应的比较
原子结构示意图大全
+19 2 8 8 1 钾K +20 2 8 8 2 钙Ca +21 2 8 9 2 钪Sc +22 2 8 10 2 钛Ti +23 2 8 11 2 钒V +24 2 8 13 1 铬Cr +25 2 8 13 2 锰Mn +26 2 8 14 2 铁Fe +27 2 8 15 2 钴Co +28 2 8 16 2 镍Ni +29 2 8 18 1 铜Cu +30 2 8 18 2 锌Zn +31 2 8 18 3 镓Ga +32 2 8 18 4 锗Ge +33 2 8 18 5 砷As +34 2 8 18 6 硒Se +35 2 8 18 7 溴Br +36 2 8 18 8 氪Kr +37 2 8 18 8 1 铷Rb +38 2 8 18 8 2 锶Sr +39 2 8 18 9 2 钇Y +40 2 8 18 10 2 锆Zr +41 2 8 18 12 1 铌Nb +42 2 8 18 13 1 钼Mo +43 2 8 18 13 2 锝Tc +44 2 8 18 15 1 钌Ru +45 2 8 18 16 1 铑Rh +46 2 8 18 18 钯Pd +47 2 8 18 18 1 银Ag +48 2 8 18 18 2 镉Cd +49 2 8 18 18 3 铟In +50 2 8 18 18 4 锡Sn +51 2 8 18 18 5 锑Sb +52 2 8 18 18 6 碲Te +53 2 8 18 18 7 碘I +54 2 8 18 18 8 氙Xe +55 2 8 18 18 8 1 铯Cs +56 2 8 18 18 8 2 钡Ba +57 2 8 18 18 9 2 镧La +58 2 8 18 19 9 2 铈Ce +59 2 8 18 21 8 2 镨Pr +60 2 8 18 22 8 2 钕Nd +61 2 8 18 23 8 2 钷Pm +62 2 8 18 24 8 2 钐Sm +63 2 8 18 25 8 2 铕Eu +64 2 8 18 25 9 2 钆Gd +65 2 8 18 27 8 2 铽Td +66 2 8 18 28 8 2 镝Dy +67 2 8 18 29 8 2 钬Ho +68 2 8 18 30 8 2 铒Er +69 2 8 18 31 8 2 铥Tm +70 2 8 18 32 8 2 镱Yb +71 2 8 18 32 9 2 镥Lu +72 2 8 18 32 10 2 铪Hf
第4章 物质结构-原子结构习题
第4章原子结构习题目录 一判断题；二选择题；三填空题；四回答问题 一判断题 1 原子轨道就是原子核外电子运动的轨道，这与宏观物体运动轨道的含义相同。（）。 2以电子概率(几率)密度表示的空间图象即为原子轨道，波函数的空间图象即为电子云。（） 3电子云是核外电子分布概率(几率)密度的空间图象。（） 4波函数ψ表明微观粒子运动的波动性，其数值可大于零也可小于零，∣ψ∣2表示电子在原子核外空间出现的概率(几率)密度。（） 5原子核外每一电子层最多可容纳2n2个电子，所以元素周期系第五周期有50种元素。（） 6原子序数为37的元素，其原子中价电子的四个量子数应为5，0，0，+1 2（或-1 2 ）。（） 7对多电子原子来说，其原子能级顺序为E(ns) 第四章 碱金属原子 4.1 已知Li 原子光谱主线系最长波长ολA 6707=，辅线系系限波长ο λA 3519=∞。求锂原子第一激发电势和电离电势。 解：主线系最长波长是电子从第一激发态向基态跃迁产生的。辅线系系限波长是电子从无穷处向第一激发态跃迁产生的。设第一激发电势为1V ，电离电势为∞V ，则有： 伏特。伏特375.5)11(850.111=+=∴+===∴=∞ ∞∞ ∞λλλλλλ e hc V c h c h eV e hc V c h eV 4.2 Na 原子的基态3S 。已知其共振线波长为5893οA ，漫线系第一条的波长为8193ο A ，基线系第一条的波长为18459οA ，主线系的系限波长为2413ο A 。试求3S 、3P 、3D 、4F 各谱项的项值。 解：将上述波长依次记为 οοοολλλλλλλλA A A A p f d p p f d p 2413,18459,8193,5893, ,,,max max max max max max ====∞∞即 容易看出： 1 6max 3416max 331 6max 316310685.0110227.1110447.21110144.41~---∞-∞ ∞ ?=-=?=- =?=-=?===米米米米f D F d p D p P P P S T T T T T v T λλλλλ 4.3 K 原子共振线波长7665οA ，主线系的系限波长为2858οA 。已知K 原子的基态4S 。试求4S 、4P 谱项的量子数修正项p s ??,值各为多少？ 解：由题意知：P P s p p v T A A λλλο ο/1~,2858,76654max ====∞∞ 原子的定义 原子结构示意图: 由原子构成的物质： 绝大多数的单质是由原子构成的，如金属单质、稀有气体均是由原子直接构成的，碳、硫、磷等大多数的非金属单质也是由原子直接构成的。 原子的定义： 原子是化学变化中最小的粒子。例如，化学变化中，发生变化的是分子，原子的种类和数目都未发生变化。 对原子的概念可从以下三个方面理解： ①原子是构成物质的基本粒子之一。 ②原了也可以保持物质的化学性质，如由原子直接构成的物质的化学性质就由原子保持。 ③原子在化学变化中不能再分，是“化学变化中最小的粒子”，脱离化学变化这一条件，原子仍可再分。 原子的性质: ①原子的质量、体积都很小； ②原子在不停地运动； ③原子之间有一定的间隔； ④原子可以构成分子，如一个氧分子是由两个氧原子构成的；也可以直接构成物质，如稀有气体、铁、汞等都是由原子直接构成的； ⑤化学反应中原子不可再分。 原子的表示方法—元素符号: 原子可用元索符号表示：如O既可表示氧元素，也可表示1个氧原子。 分子和原子的联系与区别: 道尔顿的原子模型: 英国自然科学家约翰·道尔顿将古希腊思辨的原子论改造成定量的化学理论，提出了世界上第一个原子的理论模型。他的理论主 要有以下四点： ①所有物质都是由非常微小的、不可再分的物质微粒即原子组成 ②同种元素的原子的各种性质和质量都相同，不同元素的原子，主要表现为质量的不同 ③原子是微小的、不可再分的实心球体 ④原子是参加化学变化的最小单位，在化学反应中，原子仅仅是重新排列，而不会被创造或者消失。虽然，经过后人证实，这是一个失败的理论模型，但道尔顿第一次将原子从哲学带入化学研究中，明确了今后化学家们努力的方向，化学真正从古老的炼金术中 摆脱出来，道尔顿也因此被后人誉为“近代化学之父”。 分子和原子怎么区分 分子和原子都是能够直接构成物质的微粒，特点是“小、空、动”。分子和原子可以从表观上和本质上来区分。 +19 2 8 8 1 钾 K +20 2 8 8 2 钙 Ca +21 2 8 9 2 钪 Sc +22 2 8 10 2 钛 Ti +23 2 8 11 2 钒 V +24 2 8 13 1 铬 Cr +25 2 8 13 2 锰 Mn +26 2 8 14 2 铁 Fe +27 2 8 15 2 钴 Co +28 2 8 16 2 镍 Ni +29 2 8 18 1 铜 Cu +30 2 8 18 2 锌 Zn +31 2 8 18 3 镓 Ga +32 2 8 18 4 锗 Ge +33 2 8 18 5 砷 As +34 2 8 18 6 硒 Se +35 2 8 18 7 溴 Br +36 2 8 18 8 氪 Kr +37 2 8 18 8 1 铷 Rb +38 2 8 18 8 2 锶 Sr +39 2 8 18 9 2 钇 Y +40 2 8 18 10 2 锆 Zr +41 2 8 18 12 1 铌 Nb +42 2 8 18 13 1 钼 Mo +43 2 8 18 13 2 锝 Tc +44 2 8 18 15 1 钌 Ru +45 2 8 18 16 1 铑 Rh +46 2 8 18 18 钯 Pd +47 2 8 18 18 1 银 Ag +48 2 8 18 18 2 镉 Cd +49 2 8 18 18 3 铟 In +50 2 8 18 18 4 锡 Sn +51 2 8 18 18 5 锑 Sb +52 2 8 18 18 6 碲 Te +53 2 8 18 18 7 碘 I +54 2 8 18 18 8 氙 Xe +55 2 8 18 18 8 1 铯 Cs +56 2 8 18 18 8 2 钡 Ba +57 2 8 18 18 9 2 镧 La +58 2 8 18 19 9 2 铈 Ce +59 2 8 18 21 8 2 镨 Pr +60 2 8 18 22 8 2 钕 Nd +61 2 8 18 23 8 2 钷 Pm +62 2 8 18 24 8 2 钐 Sm +63 2 8 18 25 8 2 铕 Eu 第四章 原子的精细结构：电子的自旋 玻尔理论考虑了原子主要的相互作用即核与电子的静电作用，较为有效地解释了氢光谱。不过人们随后发现光谱线还有精细结构，这说明还需考虑其它相互作用即考虑引起能量变化的原因。本章在量子力学基础上讨论原子的精细结构。 本章先介绍原子中电子轨道运动引起的磁矩，然后介绍原子与外磁场的相互作用，以及原子内部的磁场引起的相互作用。说明空间量子化的存在，且说明仅靠电子的轨道运动不能解释精细结构，还须引入电子自旋的假设，由电子自旋引起的磁相互作用才是产生精细结构的主要因素。 §4-1原子中电子轨道运动的磁矩 1.经典表示式 在经典电磁学中载流线圈的磁矩为n iS ?=μρ。(若不取国际单位制，则n S c i ρ ρ =μ)（S 为电流所围的面积，n ρ 是垂直于该积的单位矢量。这里假定电子轨道为圆形，可证明，对于任意形状的闭合轨道，其结果不变。） 电子绕核的运动必定有一个磁矩，设电子旋转频率为r v πν2=，则 原 子 中 电 子 绕 核 旋 转 的 磁 矩 为 ： L m e n vr m m e n r r v e n r e S i e e e ρρρρρρ 22222-=-=-=-==ππνπμ 定义旋磁比：e def m e 2≡ γ，则电子绕核运动的磁矩为L ρργμ-= 上式是原子中电子绕核运动的磁矩与电子轨道角动量之间的关系式。磁矩μρ 与轨道角动量L ρ反 向，这是因为磁矩的方向是根据电流方向的右手定则定义的，而电子运动方向与电流反向之故。 从电磁学知道，磁矩在均匀外磁场中不受力，但受到一个力矩作用，力矩为B ρ ρρ ?=μτ 力矩的存在将引起角动量的变化，即B dt L d ρρρρ ?==μτ 由以上关系可得B dt d ρρρ?-=μγμ，可改写为μωμρρρ ?=dt d 拉莫尔进动的角速度公式：B ρρ γω=，表明：在均匀外磁场B ρ中高速旋转的磁矩不向B ρ 靠拢， 而是以一定的ωρ 绕B ρ作进动。ωρ的方向与B ρ一致。进动角频率（or 拉莫尔频率）为：π ω ν2=L +19 2 8 8 1 钾K+20 2 8 8 2 钙Ca+21 2 8 9 2 钪Sc +22 2 8 10 2 钛Ti+23 2 8 11 2 钒V+24 2 8 13 1 铬Cr +25 2 8 13 2 锰Mn+26 2 8 14 2 铁Fe+27 2 8 15 2 钴Co +28 2 8 16 2 镍Ni+29 2 8 18 1 铜Cu+30 2 8 18 2 锌Zn +31 2 8 18 3 镓Ga+32 2 8 18 4 锗Ge+33 2 8 18 5 砷As +34 2 8 18 6 硒Se+35 2 8 18 7 溴Br+36 2 8 18 8 氪Kr +37 2 8 18 8 1 铷Rb+38 2 8 18 8 2 锶Sr+39 2 8 18 9 2 钇Y +40 2 8 18 10 2 锆Zr+41 2 8 18 12 1 铌Nb+42 2 8 18 13 1 钼Mo +43 2 8 18 13 2 锝Tc+44 2 8 18 15 1 钌Ru+45 2 8 18 16 1 铑Rh +46 2 8 18 18钯Pd+47 2 8 18 18 1 银Ag+48 2 8 18 18 2 镉Cd +49 2 8 18 18 3 铟In+50 2 8 18 18 4 锡Sn+51 2 8 18 18 5 锑Sb +52 2 8 18 18 6 碲Te+53 2 8 18 18 7 碘I+54 2 8 18 18 8 氙Xe+55 2 8 18 18 8 1 铯Cs+56 2 8 18 18 8 2 钡Ba+57 2 8 18 18 9 2 镧La +58 2 8 18 19 9 2 铈Ce+59 2 8 18 21 8 2 镨Pr+60 2 8 18 22 8 2 钕Nd +61 2 8 18 23 8 2 钷Pm+62 2 8 18 24 8 2 钐Sm+63 2 8 18 25 8 2 铕Eu +64 2 8 18 25 9 2 钆Gd+65 2 8 18 27 8 2 铽Td+66 2 8 18 28 8 2 镝Dy +67 2 8 18 29 8 2 钬Ho+68 2 8 18 30 8 2 铒Er+69 2 8 18 31 8 2 铥Tm +70 2 8 18 32 8 2 镱Yb+71 2 8 18 32 9 2 镥Lu+72 2 8 18 32 10 2 铪Hf 精品文档 +19 2 8 8 1 钾K +20 2 8 8 2 钙Ca +21 2 8 9 2 钪Sc +22 2 8 10 2 钛Ti +23 2 8 11 2 钒V +24 2 8 13 1 铬Cr +25 2 8 13 2 锰Mn +26 2 8 14 2 铁Fe +27 2 8 15 2 钴Co +28 2 8 16 2 镍Ni +29 2 8 18 1 铜Cu +30 2 8 18 2 锌Zn +31 2 8 18 3 镓Ga +32 2 8 18 4 锗Ge +33 2 8 18 5 砷As +34 2 8 18 6 硒Se +35 2 8 18 7 溴Br +36 2 8 18 8 氪Kr +37 2 8 18 8 1 铷Rb +38 2 8 18 8 2 锶Sr +39 2 8 18 9 2 钇Y +40 2 8 18 10 2 锆Zr +41 2 8 18 12 1 铌Nb +42 2 8 18 13 1 钼Mo +43 2 8 18 13 2 锝Tc +44 2 8 18 15 1 钌Ru +45 2 8 18 16 1 铑Rh +46 2 8 18 18 钯Pd +47 2 8 18 18 1 银Ag +48 2 8 18 18 2 镉Cd +49 2 8 18 18 3 铟In +50 2 8 18 18 4 锡Sn +51 2 8 18 18 5 锑Sb +52 2 8 18 18 6 碲Te +53 2 8 18 18 7 碘I +54 2 8 18 18 8 氙Xe +55 2 8 18 18 8 1 铯Cs +56 2 8 18 18 8 2 钡Ba +57 2 8 18 18 9 2 镧La +58 2 8 18 19 9 2 铈Ce +59 2 8 18 21 8 2 镨Pr +60 2 8 18 22 8 2 钕Nd +61 2 8 18 23 8 2 钷Pm +62 2 8 18 24 8 2 钐Sm +63 2 8 18 25 8 2 铕Eu +64 2 8 18 25 9 2 钆Gd +65 2 8 18 27 8 2 铽Td +66 2 8 18 28 8 2 镝Dy +67 2 8 18 29 8 2 钬Ho +68 2 8 18 30 8 2 铒Er +69 2 8 18 31 8 2 铥Tm +70 2 8 18 32 8 2 镱Yb +71 2 8 18 32 9 2 镥Lu +72 2 8 18 32 10 2 铪Hf 精品文档 H +1)1 He +2)2 Li +3)2)1 Be +4)2)2 B +5)2)3 C +6)2)4 N +7)2)5 0 +8)2)6 F +9)2)7 Ne +10)2)8 Na +11)2)8)1 Mg +12)2)8)2 Al +13)2)8)3 Si +14)2)8)4 P +15)2)8)5 S +16)2)8)6 Cl +17)2)8)7 Ar +18)2)8)8 K +19)2)8)8)1 Ca +20)2)8)8)2 Sc +21)2)8)9)2 Ti +21)2)8)10)2 V +22)2)8)11)2 Cr +24)2)8)13)1 Mn +25)2)8)13)2 Fe +26)2)8)14)2 Co +27)2)8)15)2 Ni +28)2)8)16)2 Cu +29)2)8)18)1 Zn +30)2)8)18)2 Ga +31)2)8)18)3 Ge +32)2)8)18)4 As +33)2)8)18)5 Se +34)2)8)18)6 Br +35)2)8)18)7 Kr +36)2)8)18)8 +19 2 8 8 1 钾K +20 2 8 8 2 钙Ca +21 2 8 9 2 钪Sc +22 2 8 10 2 钛Ti +23 2 8 11 2 钒V +24 2 8 13 1 铬Cr +25 2 8 13 2 锰Mn +26 2 8 14 2 铁Fe +27 2 8 15 2 钴Co +28 2 8 16 2 镍Ni +29 2 8 18 1 铜Cu +30 2 8 18 2 锌Zn +31 2 8 18 3 镓Ga +32 2 8 18 4 锗Ge +33 2 8 18 5 砷As +34 2 8 18 6 硒Se +35 2 8 18 7 溴Br +36 2 8 18 8 氪Kr +37 2 8 18 8 1 铷Rb +38 2 8 18 8 2 锶Sr +39 2 8 18 9 2 钇Y +40 2 8 18 10 2 锆Zr +41 2 8 18 12 1 铌Nb +42 2 8 18 13 1 钼Mo +43 2 8 18 13 2 锝Tc +44 2 8 18 15 1 钌Ru +45 2 8 18 16 1 铑Rh +46 2 8 18 18 钯Pd +47 2 8 18 18 1 银Ag +48 2 8 18 18 2 镉Cd +49 2 8 18 18 3 铟In +50 2 8 18 18 4 锡Sn +51 2 8 18 18 5 锑Sb +52 2 8 18 18 6 碲Te +53 2 8 18 18 7 碘I +54 2 8 18 18 8 氙Xe +55 2 8 18 18 8 1 铯Cs +56 2 8 18 18 8 2 钡Ba +57 2 8 18 18 9 2 镧La +58 2 8 18 19 9 2 铈Ce +59 2 8 18 21 8 2 镨Pr +60 2 8 18 22 8 2 钕Nd +61 2 8 18 23 8 2 钷Pm +62 2 8 18 24 8 2 钐Sm +63 2 8 18 25 8 2 铕Eu +64 2 8 18 25 9 2 钆Gd +65 2 8 18 27 8 2 铽Td 高中化学人教版（2019）必修一第四章原子结构与元素周期表知识点测试 一、单选题 1．N A 为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( ) A ．18 g D 2O 和18 g H 2O 中含有的质子数均为10N A B ．2 L 0.5 mol·L -1亚硫酸溶液中含有的H +离子数为2N A C ．过氧化钠与水反应时，生成0.1 mol 氧气转移的电子数为0.2N A D ．50 mL 12 mol·L -1盐酸与足量MnO 2共热,转移的电子数为0.3N A 2．溴化碘(IBr)的化学性质很像卤素的单质，它能与大多数金属、非金属化合生成卤化物，它也能与水发生以下反应：IBr ＋H 2O=HBr ＋HIO ，下列有关IBr 的叙述中，不正确的是( )。 A ．在很多反应中IBr 是强氧化剂 B ．IBr 与水反应时既作氧化剂，又作还原剂 C ．IBr 与AgNO 3溶液反应会生成AgBr 沉淀 D ．IBr 与NaOH 溶液反应时，生成NaBr 和NaIO 3．重水（2D O ）是重要的核工业原料，下列说法正确的是（ ） A ．氘（D ）原子核外有2个电子 B ．2H O 与2D O 互称同位素 C ．2 D O 和2H O 组成的是混合物 D ．118 2H O 和162D O 的相对分子质量相同 4．X 、Y 、Z 、W 均为短周期元素，它们在周期表中相对位置如图所示。若Y 原子的最外层电子是内层电子数的3倍，下列说法正确的是( ) A ．X 的气态氢化物比Y 的稳定 B ．W 的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z 的强 C ．Z 的非金属性比Y 的强 D ．X 与Y 形成的化合物都易溶于水 5．下列化学用语正确的是( ) A ．氯化氢的电子式 B ．镁的原子结构示意图： C ．乙烯的结构简式C 2H 4 D ．碳酸钠的电离方程式Na 2CO 3=Na ++2- 3CO 6．下列反应对应的方程式正确的是( ) A ．用碳酸钠溶液处理锅炉水垢(CaSO 4):CaSO 4(s)+2-3CO CaCO 2(s)+2-4SO B ．实验室制备氢氧化铁胶体：Fe 3＋+3NH 3·H 2O Fe(OH)3（胶体）+3+4NH C ．工业上用电解法制备金属铝：2AlC13通电 2Al+3C12↑ D ．湿润的淀粉碘化钾试纸遇氯气变蓝：3Cl 2+I －+3H 2O===6C1－+- 3IO +6H ＋ 7．下列各组物质的分类或变化正确的是( ) ①混合物：氯水、氨水、水玻璃、水银、食醋、淀粉 ②含有氧元素的化合物叫氧化物 ③CO 2、NO 2、P 2O 5均为酸性氧化物 ④同素异形体：C 60、C 70、金刚石、石墨 ⑤在熔融状态下能导电的化合物为离子化合物 ⑥强电解质溶液的导电能力一定强 ⑦有单质参加的反应或有单质产生的反应是氧化还原反应 A ．④⑤ B ．②③⑤ C ．①④⑥⑦ D ．③④⑦ 所有原子结构示意图 +1 1 氢H +2 2 氦He +3 2 1 锂Li +4 2 2 铍Be +5 2 3 硼B +6 2 4 碳C +7 2 5 氮N +8 2 6 氧O +9 2 7 氟F +10 2 8 氖Ne +11 2 8 1 钠Na +12 2 8 2 镁Mg +13 2 8 3 铝Al +14 2 8 4 硅Si +15 2 8 5 磷P +16 2 8 6 硫S +17 2 8 7 氯Cl +18 2 8 8 氩Ar +19 2 8 8 1 钾K +20 2 8 8 2 钙Ca +21 2 8 9 2 钪Sc +22 2 8 10 2 钛Ti +23 2 8 11 2 钒V +24 2 8 13 1 铬Cr +25 2 8 13 2 锰Mn +26 2 8 14 2 铁Fe +27 2 8 15 2 钴Co +28 2 8 16 2 镍Ni +29 2 8 18 1 铜Cu +30 2 8 18 2 锌Zn +31 2 8 18 3 镓Ga +32 2 8 18 4 锗Ge +33 2 8 18 5 砷As +34 2 8 18 6 硒Se +35 2 8 18 7 溴Br +36 2 8 18 8 氪Kr +37 2 8 18 8 1 铷Rb +38 2 8 18 8 2 锶Sr +39 2 8 18 9 2 钇Y +40 2 8 18 10 2 锆Zr +41 2 8 18 12 1 铌Nb +42 2 8 18 13 1 钼Mo +43 2 8 18 13 2 锝Tc +44 2 8 18 15 1 钌Ru +45 2 8 18 16 1 铑Rh +46 2 8 18 18 钯Pd +47 2 8 18 18 1 银Ag +48 2 8 18 18 2 镉Cd +49 2 8 18 18 3 铟In +50 2 8 18 18 4 锡Sn +51 2 8 18 18 5 锑Sb +52 2 8 18 18 6 碲Te +53 2 8 18 18 7 碘I +54 2 8 18 18 8 氙Xe +55 2 8 18 18 8 1 铯Cs +56 2 8 18 18 8 2 钡Ba +57 2 8 18 18 9 2 镧La +58 2 8 18 19 9 2 铈Ce +59 2 8 18 21 8 2 镨Pr +60 2 8 18 22 8 2 钕Nd +61 2 8 18 23 8 2 钷Pm +62 2 8 18 24 8 2 钐Sm +63 2 8 18 25 8 2 铕Eu +64 2 8 18 25 9 2 钆Gd +65 2 8 18 27 8 2 铽Td +66 2 8 18 28 8 2 镝Dy +67 2 8 18 29 8 2 钬Ho +68 2 8 18 30 8 2 铒Er +69 2 8 18 31 8 2 铥Tm +70 2 8 18 32 8 2 镱Yb +71 2 8 18 32 9 2 镥Lu +72 2 8 18 32 10 2 铪Hf +73 2 8 18 32 11 2 钽Ta +74 2 8 18 32 12 2 钨W +75 2 8 18 32 13 2 铼Re +76 2 8 18 32 14 2 锇Os +77 2 8 18 32 15 2 铱Ir +78 2 8 18 32 17 1 铂Pt +79 2 8 18 32 18 1 金Au +80 2 8 18 32 18 2 汞Hg +81 2 8 18 32 18 3 铊Tl +82 2 8 18 32 18 4 铅Pb +83 2 8 18 32 18 5 铋Bi +84 2 8 18 32 18 6 钋Po +85 2 8 18 32 18 7 砹At +86 2 8 18 32 18 8 氡Rn 第四章原子的精细结构：电子的自旋 玻尔理论考虑了原子主要的相互作用即核与电子的静电作用，较为有效地解释了氢光谱。不过人们随后发现光谱线还有精细结构，这说明还需考虑其它相互作用即考虑引起能量变化的原因。本章在量子力学基础上讨论原子的精细结构。 本章先介绍原子中电子轨道运动引起的磁矩，然后介绍原子与外磁场的相互作用，以及原子内部的磁场引起的相互作用。说明空间量子化的存在，且说明仅靠电子的轨道运动不能解释精细结构，还须引入电子自旋的假设，由电子自旋引起的磁相互作用才是产生精细结构的主要因素。 §4-1原子中电子轨道运动的磁矩 1.经典表示式 在经典电磁学中载流线圈的磁矩为。(若不取国 际单位制，则（为电流所围的面积，是垂直于该积的单位矢量。这里假定电子轨道为圆形，可证明，对于任意形状的闭合轨道，其结果不变。） 电子绕核的运动必定有一个磁矩，设电子旋转频率为，则原子中电子绕核旋转的磁矩为： 定义旋磁比：，则电子绕核运动的磁矩为 上式是原子中电子绕核运动的磁矩与电子轨道角动量之间的关系式。磁矩与轨道角动 量反向，这是因为磁矩的方向是根据电流方向的右手定则定义的，而电子运动方向与电流反向之故。 从电磁学知道，磁矩在均匀外磁场中不受力，但受到一个力矩作用，力矩为 力矩的存在将引起角动量的变化，即 由以上关系可得，可改写为 拉莫尔进动的角速度公式：，表明：在均匀外磁场中高速旋转的磁矩不向靠拢，而是以一定的绕作进动。的方向与一致。进动角频率（or拉莫尔频率）为： 2.量子化条件 此前的两个量子数中，主量子数n决定体系的能量，角动量量子数决定轨道形状。 轨道平面方向的确定：当有一个磁场存在时，磁场的方向即为参考方向，轨道平面的方向也才有意义。 轨道角动量垂直于轨道平面，它相对于磁场方向(定义为z的角度决定了轨道平面的方向，如右图示。 此前得到角动量量子化条件为： 鉴于量子力学的本质，将此条件作一原则性改动，取由量子力学计算所得的结果 ， 由此引入第三个量子化条件： 显然，对于一固定的，有(个m值。 3.角动量取向量子化 第四章分子结构习题 1.是非判断题 1-1化学键是相邻原子与原子（或离子与离子）之间的强烈相互作用。 1-2 50Sn2+是18+2电子构型，50Sn4+是18电子构型。 1-3 Al3+，Ba2+，Si（IV）的电子构型都属于8电子构型。 1-4具有未成对电子的两个原子相互接近时可以形成稳定的共价键。 1-5原子形成共价键的数目等于基态原子的未成对电子数。 1-6σ键的特点是原子轨道沿键轴方向重叠，重叠部分沿键轴呈圆柱形对称。 1-7一般来说，σ键的键能比π键键能小。 1-8 s电子与s电子配对形成的键一定是σ键，p电子与p电子配对形成的键一定为π键。 1-9两个σ键组成一个双键。 1-10键的强度与键长无关。 1-11所有非金属元素之间形成的化合物都不是离子化合物。 1-12μ＝0的分子，其化学键一定是非极性键。 1-13共价键具有饱和性的原因在于每个原子提供一定数目的自旋方向相反的未成对电子。 1-14原子核外有几个未成对电子，就能形成几个共价键。 1-15共价键类型可以分为σ键和π键，π键的键能小于σ键的键能，因此π键的稳定性弱于σ键。 1-16烷烃分子中C-H键的键能为413 KJ·mol -1，因此提供413KJ·mol -1的能量能使甲烷和乙烷分子中C-H键断裂。 1-17沿键轴方向的s轨道和p轨道进行重叠可形成π键。 1-18原子轨道相互重叠应满足最大重叠原理，所以沿键轴以“头碰头”方式才能成键。 1-19原子轨道之所以要发生杂化是因为能增大成键能力。 1-20 sp3杂化是，s轨道的主量子数和p轨道的主量子数可以是不同的，也可以是相同的。 1-21 1个s轨道和3个p轨道，形成1个sp3杂化轨道。 1-22在sp，sp2，sp3杂化中，杂化轨道的成键能力随s轨道成分增多而增强。 1-23发生轨道杂化的原子轨道可以具有成对电子。 1-24原子轨道发生杂化，若轨道上有孤对电子存在，这类杂化是不等性的。 1-25 NH3和H2O分子中的中心原子都是发生sp3杂化，但氧原子的2对孤对电子占据2 个杂化轨道而产生更大的斥力，使O-H键键角大于氨分之中N-H键键角。 1-26色散力仅存在与非极性分子之间。 1-27取向力仅存在于极性分子之间。 1-28 CO2分子与SO2分子之间存在着色散力，诱导力和取向力。 第1周期各原子核外电子排布情况 [1] K氢核外电子数依次是：1 [2]He氦核外电子数依次是：2 第2周期各原子核外电子排布情况 [3Li锂核外电子数依次是：2 1 [4Be铍核外电子数依次是：2 2 [5] B硼核外电子数依次是：2 3 [6] C碳核外电子数依次是：2 4 [8] O氧核外电子数依次是：2 6 [9] F氟核外电子数依次是：2 7 [10]Ne氖核外电子数依次是：2 8 第3周期各原子核外电子排布情况 [11]Na钠核外电子数依次是：2 8 1 [12]Mg镁核外电子数依次是：2 8 2 [13]Al铝核外电子数依次是：2 8 3 [14]Si硅核外电子数依次是：2 8 4 [15] P磷核外电子数依次是：2 8 5 [16] S硫核外电子数依次是：2 8 6 [17]Cl氯核外电子数依次是：2 8 7 [18]Ar氩核外电子数依次是：2 8 8 第4周期各原子核外电子排布情况 [20]Ca钙核外电子数依次是：2 8 8 2 [21]Sc钪核外电子数依次是：2 8 9 2 [22]Ti钛核外电子数依次是：2 8 10 2 [23]V钒核外电子数依次是：2 8 11 2 *[24]Cr铬核外电子数依次是：2 8 13 1 [25]Mn锰核外电子数依次是：2 8 13 2 [26]Fe铁核外电子数依次是：2 8 14 2 [27]Co钴核外电子数依次是：2 8 15 2 [28]Ni镍核外电子数依次是：2 8 16 2 *[29]Cu铜核外电子数依次是：2 8 18 1 [30]Zn锌核外电子数依次是：2 8 18 2 [31]Ga镓核外电子数依次是：2 8 18 3 [32]Ge锗核外电子数依次是：2 8 18 4 [33]As砷核外电子数依次是：2 8 18 5 [34]Se硒核外电子数依次是：2 8 18 6 [35]Br溴核外电子数依次是：2 8 18 7 [36]Kr氪核外电子数依次是：2 8 18 8 第5周期各原子核外电子排布情况 [37]Rb铷核外电子数依次是：2 8 18 8 1 [38]Sr锶核外电子数依次是：2 8 18 8 2 第四章 原子结构 第四章 原子结构 3.对下列各组原子轨道，填充合适的量子数。 （1）n=（ ） l=3 m=2 m s =+ 21 （2）n=2 l=（ ） m=1 m s =?21 （3）n=4 l=0 m=（ ） m s =+2 1 （4） n=1 l=0 m=0 m s =（ ） 解： （1）n=（ 4 ） l=3 m=2 m s =+21 （2）n=2 l=（ 1 ） m=1 m s =?21 （3） n=4 l=0 m=（ 0 ） m s =+21 （4）n=1 l=0 m=0 m s =（ +2 1 ） 4.填充下列各题。 （1）Zr(Z=40) [Kr]4d （ ）5s 2 （2） [Kr]4d （ ）5s （ ）5p 2 （3）Bi(Z=83) [Xe]4f （ ）5d （ ）6s （ ）6p （ ） 写出（2）的元素符号，并指出其所在的周期、族和分区。 解： （1）Zr(Z=40) [Kr]4d （ 2 ）5s 2 （2） Sn(Z=50) [Kr]4d （ 10 ）5s （2 ）5p 2 （3）Bi(Z=83) [Xe]4f （ 14 ）5d （ 10 ）6s （2 ）6p （2 ） Sn(Z=50) 在第五周期，IV A 族，p 区。 5.若元素最外层仅有一个电子，该电子的量子数为：n=4,l=0,m=0,m s =+2 1 , 第四章 原子结构 问： （1） 符合上述条件的元素可以有几个？原子序数各为多少？ （2） 写出相应元素原子的电子排布式，并指出在周期表中的位置（周 期、族、分区）。 解：(1)有3个。原子序数分别为19，24，29。 (2) 元素 电子排布式 周期 族 分区 K(Z=19) 1S 22S 22P 63S 23P 64S 1 4 IA s 区 Cr(Z=24) 1S 22S 22P 63S 23P 63d 54S 1 4 VIB d 区 Cu(Z=29) 1S 22S 22P 63S 23P 63d 104S 1 4 IB d 区 7.有A 、B 、C 、D 4种元素，其价电子数依次为1、2、6、7，其电子层数依次减少。已知D ?的电子构型与Ar 原子相同，A 、B 、C 次外层电子数为8、8、18，试推断这四种元素，并回答下列问题： (1)原子半径由小到大的顺序； (2)电负性由小到大的顺序； (3)金属性由弱到强的顺序； (4)分别写出各元素原子最外层l=0的电子的量子数。 解：A :Cs B:Sr C:Se D:Cl 55 38 34 17 (1) 原子半径由小到大的顺序：D 原子结构示意图 排列规律： 1,核外电子是分层排列的,从里到外1,2,3,4,5,6,7。 2,每层最多排2×(n)^2个电子（n表示层数）。 3,第一层最多2个电子,第二层最多8个电子,当电子层达或超过到四层时，倒数第二层不超过18个电子，当电子层超过四层时，倒数第三层最多不超过32个电子,最外层不超过8个电子。 +11氢H +22氦He +321锂Li +422铍Be +523硼B +624碳C +725氮N +826氧O +927氟F +1028氖Ne +11281钠Na +12282镁Mg +13283铝Al +14284硅Si +15285磷P +16286硫S +17287氯Cl +18288氩Ar +192881钾K +202882钙Ca +212892钪Sc +2228102钛Ti +2328112钒V +2428131铬Cr +2528132锰Mn +2628142铁Fe +2728152钴Co +2828162镍Ni +2928181铜Cu +3028182锌Zn +3128183镓 Ga +3228184锗Ge +3328185砷As +3428186硒Se +3528187溴Br +3628188氪Kr +37281881铷 Rb +38281882锶Sr +39281892钇Y +402818102锆 Zr +412818121铌Nb +422818131钼Mo +432818132锝Tc +442818151钌Ru +452818161铑Rh +46281818钯Pd +472818181银Ag +482818182镉Cd +492818183铟In +502818184锡Sn +512818185锑Sb +522818186碲Te +532818187碘I +542818188氙Xe +5528181881铯Cs +5628181882钡Ba +5728181892镧La +5828181992铈Ce +5928182182镨Pr +6028182282钕Nd +6128182382钷Pm +6228182482钐Sm +6328182582铕Eu +6428182592钆Gd +6528182782铽 Td+6628182882镝Dy +6728182982钬Ho +6828183082铒Er +6928183182铥Tm +7028183282镱Yb +7128183292镥Lu +72281832102铪Hf +73281832112钽Ta +74281832122钨W +75281832132铼Re +76281832142锇Os原子物理学课后习题详解第4章(褚圣麟)教学内容
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