物质结构基础
基础化学1第一章 物质结构基础
元素的氧化数（或称氧化值）是指某元素一个原子的形 式电荷数。这种电荷数是假设化学键中的电子指定给电负性 较大原子而所求得的。
氧化数反映元素的氧化状态，可为正、负、零或分数。 周期表中元素的最高氧化值呈周期性变化 ⅠA~ⅦA族（F除外）、ⅢB～ⅦB族元素：
最高氧化数＝价电子总数＝族序数
说明：其他主、副族元素的最高氧化数变化不规律
26Fe2+的核外电子分布是
［Ar］3d6
而不是
［Ar］3d44s2。
请写出25Mn2+核外电子分布的原 子实表示式。
三、元素性质的周期性变化
1.电负性（X）
原子在分子中吸引成键电子的能力，称为元素电负性。 元素电负性越大，原子在分子中吸引成键电子能力越强。
鲍林电负性值是指定最活泼非金属元素氟的电负性为4.0， 然后，借助热化学数据计算求得其他元素电负性（见表2-3）。
能级组
7p
7
6d 5f
(7s5f6d7p)
7s
6p 5d 4f
6s
6 (6s4f5d6p)
5p
能 量
4d 5s
4p 3d
4s
5 (5s4d5p)
4 (4s3d4p)
周期 . 七
六 五 四
3p 3s
2p 2s
3
(3s3p)
三
2
(2s2p)
二
1
1s
(1s)
一
n＝ 1 n＝ 2 n＝ 3 n＝ 4 n＝ 5 n＝ 6 n＝ 7
相同电子层，l值越大，电子能量越高。 不同亚层，其原子轨道（或电子云）的形状不同，如图2-3、 2-4所示，s亚层为球形；p亚层为无柄哑铃形；d亚层为四瓣花 形。 3．磁量子数（m） 磁量子数就是描述原子轨道（或电子云）在空间伸展方向 的量子数。 m取值是从＋l到－l包括0在内的任何整数值。即
第一节生命物质基础和结构基础
第一节生命的物质基础和结构基础【知识结构】一、生物的基本特征严整的结构（物质基础和结构基础）：结构(如禽流感病毒、HIV病毒、SARS病毒、噬菌体、烟草花叶病毒、乙型肝炎病毒等)、结构（生物如细菌、蓝藻等，生物如绝大多数植物、所有动物、酵母菌霉菌蘑菇等真菌）生理功能：新陈代谢、生长与调节、应激性与适应性、生殖和发育、遗传变异与变异，以为基础表现的生命现象二、生命的物质基础1.组成细胞的化学元素：含量最多的4种基本元素是（5(6)核三、生命的结构基础-----细胞四、实验【实验一】生物组织中可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定1.原理：沸水加热可溶性还原糖 + 斐林试剂 _________________________。
脂肪 + 苏丹Ⅲ _________________________。
蛋白质 + 双缩脲试剂 _________________________。
2.过程：（1）鉴定可溶性还原糖选材制备组织样液取样 _______ _______ 观察（2）鉴定脂肪取材染色 _______ 制片 _______（3）鉴定蛋白质选材和制备样液加入 _______ 注入 _______ 观察3.注意事项（1）注意观察鉴定试剂加入前后的_______ 变化（2）斐林试剂需要现配现用，甲液和乙液要混合后使用（3）双缩脲试剂要先加A液，后加B液【实验二】高倍显微镜的使用和观察叶绿体1.原理：显微镜二次成像的结果是倒立的虚像，所以观察到的方向与实际方向_______，先低倍后高倍，换成高倍镜后，视野范围_______，亮度_______。
通常只需要调节_______。
2.过程：取材制片 _____ 下找到叶片细胞 _______观察叶绿体及细胞质的流动3.注意事项（1）材料的选择是成功的关键（2）细胞质的流动受_______和_______的影响【实验三】观察植物细胞的有丝分裂1.原理：细胞核内的染色体（染色质）能被碱性染料（如龙胆紫）染色，易观察2.过程：（1）洋葱根尖的培养（2）装片的制作取材：取根尖解离：放入解离液中解离3～5分钟，达到_______的目的。
第一章物质结构基础
第一章物质结构基础【知识导航】“上帝粒子”：希格斯玻色子（英语：Higgs boson）是粒子物理学标准模型中所预言的最后一种基本粒子（模型预言了62种基本粒子，已发现61种，包括质子、中子、电子、夸克等），以物理学者彼得·希格斯命名，是一种具有质量的玻色子，没有自旋，不带电荷，非常不稳定，在生成后会立刻衰变。
2012年7月4日，CERN（欧洲核子研究组织）宣布LHC（大型强子对撞机）的紧凑渺子线圈探测到两种新粒子，这两个粒子极像希格斯玻色子，但还有待物理学者进一步分析确定。
——维基中文百科【重难点】1．原子的电子层结构原子核是由质子和中子组成的，原子核与核外电子又一同构成了原子。
由于单质和化合物的化学性质主要取决于核外电子的运动状态，因此，在化学中研究原子结构主要在于了解核外电子运动的规律。
（如图1-1）图1-1 原子的结构图1-2 核外电子运动2．核外电子运动的特性核外电子运动无法用牛顿力学来描述，具有测不准性。
（如图1-2）（1）核外电子运动规律的描述电子云：电子在原子核外空间出现的概率密度分布。
（如图1-3）是p电子云的形状。
离核越近，电子云密度越大；离核越远，电子云密度越小。
（如图1-4）图1-3 p亚层结构图1-4 核外电子概率分布（2）核外电子运动状态的描述——四个量子数（n、l、m、m s）多电子原子中，决定能量的量子数是n、l。
（3）核外电子的排布遵循能量最低原理、泡利不相容原理及洪特规则。
根据n+0.7l的整数部分相同，近似分成若干近似的能级组。
3．原子结构与周期律元素周期律：元素的性质（原子半径、电离能、电负性、金属性等）随着核电荷数的递增而呈现周期性的变化。
一般而言，同一周期元素，从左到右原子半径逐渐减小，电离能和电负性逐渐增大，金属性减弱，非金属性增强。
同一族元素，从上到下原子半径逐渐增大，电离能和电负性逐渐减小，金属性增强，非金属性减弱。
周期表中共有7个周期，16个族（7个主族、7个副族、1个0族、1个第Ⅷ族）。
第1章物质结构基础课件
1.1.4 概率密度和电子云
电子运动有规律，但无法确定其运动轨迹，而是 按一定的几率在空间出现。
概率－电子在某一区域出现的次数。 核外空间某些区域电子出现的机会多，概率大 核外空间某些区域电子出现的机会少，概率小
概率密度－电子在原子核外某处单位体积内出现的概
率。
电子云：|ψ |2的空间图象。通常用小黑点的疏密来表示。
直角坐标( x, y, z)与球坐标 (r,θ,φ) 的转换
r : 径向坐标, 决定了球面的大小
θ: 角坐标, 由 z轴沿球面延伸至 r 的弧线 所表示的角度.
φ: 角坐标, 由 r 沿球面平行xy面延伸至xz 面的弧线所表示的角度.
Ψ x, y, zΨ r,, RrY ,
↓
↓
径向波函数 角度波函数
具有波粒二象性的电子，已不再遵守经典力学规律，它 们的运动没有确定的轨道，只有一定的空间几率分布，即电 子的波动性与其微粒行为的统计性规律相联系。
1926年，奥地利物理学家薛定谔(E.schroding)提出了微 观粒子运动规律的波动方程：
2 2 2 82m x2 y2 z2 h2 (E V) 0
电子填入能级的顺序
多电子体系决定原子轨道能量的因素不仅与主
量子数 n 有关，还与角量子数 l 有关。
（1）当 l 相同时，轨道能级随 n 增加而升高。如： E1s < E2s < E3s < E4s， E2p < E3p < E4p
（2）当 n 相同时，轨道能级随 l 增加而升高。如： Ens < Enp< End < Enf。
（3）当 n 和 l 都不相同时，会出现能级交错现象。如： E4s < E3d。
第四章 物质结构基础
原子轨道角度分布图
n, l, m（
r，θ，φ）=R n, l （r）﹒Yl, m（θ，φ）
原子轨道角度分布图：由Y（θ ，φ ）对θ ，φ 作图所 得，表示电子可能出现的区域。
3. 概率密度和电子云
概率:电子在核外空间某处出现机会的多少称为概率。 概率密度: 电子在核外空间某处单位体积中出现的概率 称为概率密度。 电子云: 用小黑点的疏密表示原子核外电子出现的概率
密度的大小,这种图像称为电子云。
所以，电子云是概率密度大小的形象化描述。黑点密集 的地方，表示电子出现的概率密度大。
4. 量子数
核外电子的运动状态用波函数或原子轨
道来描述，波函数或原子轨道是由一些参数
来确定的，这些参数都是量子化的（取值不
连续），叫做量子数。
（1）主量子数（n） 【意义】描述电子出现概率最大的区域离核的距离 ，是决定电子能量高低的主要因素。 n越大，表示距 离越远，能量越高。 【取值范围】n只能取1，2，3，4…等正整数，常用 符号K、L、M、N…来表示。 （2）角量子数（L） 【意义】描述原子轨道或电子云的空间形状，在多 电子原子中与n共同决定电子的能量高低。 【取值范围】 L 只能取小于 n 的正整数。即对于给定 的n值，L可取0，1，2，3，…n-1，用符号 s,p,d,f…表示。
磁量子数 m 决定原子轨道在 空间的取向。同 一亚层（l 相同） 的几条原子轨道 在空间有不同的 取向，共有2l +1 种取向，每种取 向相当于一个原 子轨道。
m = 0, ± 1, ± 2, ..., ±l 数目 = 2l + 1
自旋量子数 m s
意义
电子层，决定核 外电子的能量和 离核的平均距离 。n 越大，电子 离核越远，电子 的能量越高。
物质结构基础试题及答案
物质结构基础试题及答案一、选择题1. 物质是由什么构成的？A. 分子B. 原子C. 电子D. 质子和中子答案：B2. 原子核由什么组成？A. 电子B. 质子和中子C. 原子D. 分子答案：B3. 元素的化学性质主要由什么决定？A. 原子核B. 电子C. 质子D. 中子答案：B4. 哪种粒子带有正电荷？A. 电子B. 质子C. 中子D. 分子答案：B5. 哪种粒子带有负电荷？A. 电子B. 质子C. 中子D. 分子答案：A二、填空题1. 原子由____和____组成，其中____带有正电荷，____带有负电荷。
答案：原子核，电子，质子，电子2. 原子核由____和____组成，它们都是不带电的粒子。
答案：质子，中子3. 元素周期表中的元素按照____和____的递增顺序排列。
答案：原子序数，电子层数三、简答题1. 描述原子的结构。
答案：原子由位于中心的原子核和围绕原子核运动的电子组成。
原子核由质子和中子组成，质子带有正电荷，中子不带电。
电子带有负电荷，位于原子核外的电子云中。
2. 什么是化学键？答案：化学键是原子之间通过共享、转移或吸引电子而形成的连接。
这种连接使得原子能够结合形成分子或化合物。
四、计算题1. 如果一个碳原子有6个电子，那么它有多少个质子？答案：6个2. 一个氧原子的原子序数是8，它的原子核中有多少个质子和中子？答案：氧原子的原子核中有8个质子和通常8个中子（氧的常见同位素是氧-16）。
第4专题 物质结构基础
第4专题物质结构基础一、原子结构1、原子是由居于中心的和构成的，原子核又由和构成，原子结构中，决定元素种类的是，决定原子质量的是，决定元素化学性质的是。
在原子中，原子序数＝＝＝之和称为。
完成下表：2、人们把具有一定核一定的一种原子称为一种核素，化学上把、多电子原子中，由于电子的不同，电子运动的主要区域离核有远有近。
通常能量低的电子在离核的区域运动，而能量高的在离核的区域运动。
人们把核外电子运动的不同区域看成不同的电子层，各电子层由内向外的序数n依次为1、2、3、4、5、6、7……分别称为、、、、、、……电子层。
（1）核外电子排布规律①电子一般总是尽先排满的电子层；②各电子层最多可容纳的电子数为，即K层最多个，L层最多个，M层最多个；③最外层电子数不超过个（K层为最外层时不超过个），次外层不超过个。
（2）原子结构示意图（完成下表）。
二、元素周期律和元素周期表1、元素的性质随原子序数的递增呈现变化的规律称为元素周期律。
①除H、He元素外，随原子序数的递增，元素原子最外层电子重复出现从递增到，呈现变化。
②除H、He元素外，随原子序数的递增，元素原子半径重复出现由到，呈现变化。
除稀有气体外，同周期从左往右原子半径逐渐，同主族从上往下原子半径逐渐。
③随着原子序数的递增，元素最高化合价重复从到，一个周期的中部开始出现负价，负价从依次递增到，呈现变化。
元素的最高正价等于，最高正价与最低负价的绝对值之和等于。
④随着原子序数的递增，元素的金属性重复出现由到，非金属性由到，呈现变化。
同周期从左往右金属逐渐，非金属性逐渐；同主族从上往下金属性逐渐，非金属性逐渐。
元素的金属性越强，它的单质越和水或酸反应置换出氢气，该元素的性越。
元素的非金属性越强，它的单质越和氢气化合，得到的气态越，该元素的性越。
（1）元素周期表的横行称为，元素周期表共有个周期，其中有个短周期（分别为周期），个长周期（分别为周期）及个不完全周期（即第周期）。
第五章物质结构基础
5.1原子结构的近代概念
5.1.1氢原子光谱和玻尔理论 5.1.2微观粒子的波粒二象性 5.1.3波函数和原子轨道 5.1.4波函数和电子云的空间图像 5.1.5四个量子数
5.1.1 氢原子光谱和玻尔理论 经典物理学概念面临的窘境
Rutherford “太阳-行星模型 ”的要点 ：1.所有原子都有一个核即原子核(nucleus)；
象的图形称为电子云图。电子云不是一个 科学术语, 而只是一种形象化比喻.
不同运动状态的电子，电子云的形状是不相 同的，s 态的电子呈球形对称分布，在原子核 附近电子出现的概率最大。
p态电子云与角度有关，其电子云空间分布 图具有一定的方向性，呈“哑铃”形分布， 其几率密度最大的地方不是在原子核附近， 而是分别在三个坐标轴的方向上。
由于微观粒子具有粒子性和波动性，遵循 不确定原理和统计性，因此不能根据经典力 学的方法，用动量和坐标来描述核外电子的 运动状态，而只能用量子力学规律来描述。 微观粒子都具有波动性，可以用描述经典波 的方法来描述电子等微观粒子的运动状态。
任何微观粒子的运动状态都可以用一个波 函数来描述，通常波函数用(x,y,z)表示。
状态变化规律的基本方程之一，是二阶偏微分 方程。
对于一个质量为m的微粒来说，当它处于势 能为V的力场中运动时，其每一个定态可以用
满足这个方程的合理解的波函数来描写，与 每一个相应的常数E，就是微粒处在该定态
时的能量。
波函数是薛定谔方程的一个解。薛定谔方程
有无数个解，只有合理的解才能用作描述电子 运动状态的波函数。
（2）曲线是由若干个峰所组成的。它们符合 的规律是有n-l个峰。
（3）当n 相同，l 不相同时，虽然它们所具 有的峰数不一样，但是它们概率最大的主 峰却具有相似r值。
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2.核外电子排布规律
每个电子层最多外层容纳2n2个电子(n≤4)
最外电子层最外层容纳8个电子，若第一电子层为最 外层，则最多容纳2个电子
次外层最多容纳18个电子
倒数第三层最多容纳32个电子
电子尽先填充在能量最低的电子层里，然后由里往 外依次填充在能量逐渐升高的电子层里。
二.分子结构
1. 化学键 离子键 共价键 2. 离子键 离子键的形成 3.共价键 共价键的形成 由共价键构成的物质
相等 增加 减小（主族递减） 增大 （主族递增）
增加
递增 相等 增大 相等
负化合价
非金属性 金属性
数值减小（指非金属）
增强 减弱
相等
减弱 增强
变化项目 单 质 或 化 合 物 的 性 质 单质与水或酸
同周期从左到右
同主族从上到下
反应放出氢气
最高价氧化物
变难
碱性 两性 酸性 增强 （减弱） 变易 增强
电子式
1.会正确书写下列分子或物质的电子式：
N2、HCl、Cl2、CO2、NH3、H2O、Na2O2、NaCl、
NaOH、HClO、CH4、C2H4、C2H2
2. 用电子式表示MgCl2、Na2S等的形成过程.
化学用语
例．化学科学需要借助化学专用语言描述，下列有关化学用语 正确的是( B ) A．CO2的电子式 B． Cl－的结非金属性
单质的氧化性
单质的还原性 非金属单质形成氢化物的难易程度
非金属气态氢化物的稳定性 非金属气态氢化物水溶液的酸碱性 最高价氧化物对应水化物的酸碱性
变化项目 原 子 结 构 元 素 性 质
同周期从左到右
同主族从上到下
原子序数
电子层数 最外层电子数 原子半径 最高正价
递增
物质结构基础
会考要求：
1.知道元素、核素、同位素、质量数的涵义(a) 2.知道核电荷数、核外电子数、质子数、中子数、质量数之间的关系(a) 3.能画出1——18号元素的原子结构示意图(b） 4.能结合有关数据（原子核外电子排布、原子半径、元素的主要化合价等） 认识元素周期律(b) 5.了解元素周期表的结构(b) 6.认识元素在元素周期表中的位置与其原子的电子层结构的关系(b) 7.了解金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质递变关系(b) 8.以第三周期为例，了解同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系 (b) 9.认识化学键的涵义(b) 10.知道离子键和共价键的形成(a) 11.了解离子化合物、共价化合物的概念，能识别典型的离子化合物和共价 化合物(b) 12.能用电子式表示常见物质的组成(b) 13知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因(a)
C．乙烯的结构简式 C2H4 D．质量数为37的氯原子
17 37
Cl
元素周期表
(1)基本结构
(2)各周期的元素种数
(3)周期的分类
(4)周期的排列
(5)族的分类
(6)族的排列
(7)镧系和锕系的位置
元素周期表
1.周期表结构
元素性质与元素在周期表中的位置关系
同周期（从左到右）
原子核外电子层数 最外层电子数 原子半径 元素的最高正化合价 元素的负化合价 原子的得电子能力 原子的失电子能力 元素的金属性
7. 下列曲线分别表示元素的某种性质与核电荷数的关系（Z为核电 荷数，Y为元素的有关性质）。
请把与下面元素有关性质相符的曲线标号（a、b、c、d）填入相 应的空格中： b ①ⅡA族元素的最外层电子数 。 c ②第3周期元素的最高化合价 。 a ③F－、Na＋、Mg2+、Al3+的离子半径 。
例８．下列各表为周期表的一部分（表中为 原子序数），其中正确的是（ D ）
变易
各异 减弱（增强） 变难 减弱
水化物酸性（碱性） 气态氢化物生成 气态氢化物稳定性
气态氢化物酸性
增强
增强
2.原子序数从11~17的元素，随着核电荷数的递增而渐 增大或增强的是( A ) A.最外层电子数 B. 电子层数 C. 原子半径 D.元素的金属性 3.下列比较不正确的是( C ) A. 稳定性 HCl > H2S B. 酸性 H2CO3 > H2SiO3 C. 中子数 16O > 14C D. 原子半径 P > O
非极性键→ 共价单质（共价化合物） 原子+原子→ 共价键 极性键→ 共价化合物
由离子键构成的物质
1. 32He可作为核聚变的材料,下列有关32He的叙述正确的
是（ C ）
A 32He和31H互为同位素
B
3 2He原子核内中子数为2
C 32He原子核外电子数为2 D 32He代表原子核内有2个质子和3个中子的氦原子
答案：（1）否（若在者处于同一周期，则最 外层电子数之和不可能为17）（2）N O S（3）硫酸铵 （NH4）2SO4
A、B、C、D、E为短周期元素，原子序数依次增大。其中A与 E同主族，B的最外层电子数是次外层电子数的2倍，C的最 高价氧化物对应的水化物与其氢化物反应生成一种盐X。 A、B、D、E可组成化合物A2D2、B2A2、E2D2，它们都含有 非极性共价键。 （1）C元素在周期表中的位置是_____________，写出B的最 高价氧化物的电子式__________。 （2）X的水溶液显_______________（填“酸”、“碱”或 “中”）性，理由是（用离子方程式表示） ____________________，溶液中各种子浓度由大到小的顺 序为____________________________________________。 （3）A、B、D、E四种元素组成的化合物中原子个数最少的化 合物的化学式为______________。 （4）火箭推进器中装有液态的C2A4和液态A2D2，它们发生化 学反应时生成气态C单质和水蒸气，并放出大量的热。已知 0.4 mol液态C2A4跟液态A2D2完全反应时，放出256.6kJ热 量，该反应的热化学方程式为 ____________________________________________。
（A）
2 3 11 19 4
（B）
2 10 11
18
19
（C）
6
（D）
6 7
11
12
24
13
31
14
32
18.（全国卷26）（9分） X、Y、Z和W代表原子序数依次增大的四种短周期元素， 它们满足以下条件；①元素周期表中，Z与Y相邻，Z与W 也相邻； ②Y、Z和W三种元素的原子最外层电子数之和为17。 请填空： （1）Y、Z和W三种元素是否位于同一周期（填“是” 或“否”）：______，理由是_____________； （2）Y是_____，Z是_________，W是_______； （3）X、Y、Z和W可组成一化合物，其原子个数之比 为8：2：4：1。写出该化合物的名称及化学式 ___________________。
4.下列关于ⅠA族和ⅡA族元素的说法正确的是( B ) A．ⅠA族和ⅡA族的元素均为金属元素 B．在同一周期中，单质与水反应，ⅠA族比ⅡA族剧烈 C．在同一周期中，单质的熔点，ⅠA族比ⅡA族高 D．ⅠA族与ⅡA族阳离子核外电子排布与同周期的稀有 气体原子相同
5.下列物质中，含有两种化学键的是( A ) A. NaOH B. Na2O C. CH4 D. H2O 6.下列有一种元素与其他三种元素不在周期 表的同一周期内，该元素是( C ) A. Cl B. Mg C. N D. Si
物质结构
核电荷数、原子序数和元素种类
决定
原子核
一、原子结构
质子（Z） 中子（N）
决定
质量 数
核外电子 排布规律 1．能量最低原理
2．每层最多电子数
3．外层电子数
1. 构成原子三微粒的相互关系
电量关系
质子数 = 核电荷数 = 核外电子数 = 原子序数 质量关系
质子数 + 中子数 = 质量数 质量数近似等于该同位素原子的相对原子质量