大学化学基础：原子结构
大学基础化学,原子结构,考点与考题
原子结构考点一：什么是原子轨道？08）原子轨道就是原子核外电子运动的轨道，这与宏观物体运动的轨道含义相同（）09）核外电子运动的波函数即为原子轨道（）考点二：波函数的图像10)磁量子数m=0的轨道都是球形的轨道（）考点三：量子数的取值规律及其对应06）f原子轨道的角量子数l为（），f原子轨道在空间内可有（）个伸展方向。
07）09)下列各组量子数的组合中错误的是（）A .3,2,0 B2,2,1 C4,1,0 D 3,1,-1 (分别对应nlm)07）n=2,l=1,m=0的原子轨道的符号是（）;n=4,l=0,m=0的原子轨道符号是（）n=5，l=2，m=0的原子轨道符号是（）；n=4，l=3对应的压成是（）08）一个确定的原子轨道，需要用哪些参数？09）10)下列量子数中，合理的一组是（）A.3,0,1B.2,2,0C.4,3,-4D.5,2,212）描述原子核外电子运动的量子数有（）考点四：轨道能量06）09）在多电子原子中，核外电子的能级只与主量子数n有关，n越大，能级越高（）改：在有些原子中，核外电子的能级只与主量子数n有关，n越大，能级越高（）06）氢原子的2s能级和2p能级的能量相比，2s（）2p，4s与3d相比3d（）4s.06）对氢原子来说，其原子轨道能级顺序为1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d.( )08）已知多电子原子中，下列各电子具有如下量子数，其中能量最高的为( )A.3,0,0B.2,0,0C.3,2,2D.3,1,1考点五：核外电子排布顺序06）某元素的原子处在基态时，3d亚层有2个电子，该元素的原子序数为22（）06）价电子构型分别为4d105s1、4s24p5、3s23p6和3d74s2的四种元素，其元素符号依次分别为（）( )( )和( )06）原子序数79的元素，其原子的核外电子排布式为（）06）原子的最外层只有一个电子，它的次外层角量子数为2的亚层内电子全充满，满足此条件的元素有（）种 A.1 B.2 C.3 D.408)10）12）原子中电子在排布时应遵循（）（）（）10）某元素的最外层有2个电子，其主量子数等于4，在次外层l=2的原子轨道电子数为0.则该元素的原子序数为（）；用原子实表示的原子核外电子数排布式是（）考点七：价电子最外层电子最高氧化态12）某些原子的价层电子构型如下，其中氧化值最高的是（）。
大一上学期基础化学知识点
大一上学期基础化学知识点化学作为一门重要的自然科学，是大学化学专业的核心课程之一。
在大一上学期，学生们将接触到化学的一些基础知识和概念。
本文将从原子结构、元素周期表、化学键和化学方程式等方面，介绍大一上学期基础化学的知识点。
1. 原子结构原子是物质的基本构成单位，由带正电荷的原子核和带负电荷的电子组成。
原子核中含有质子和中子，电子绕原子核运动。
质子的电荷为正，中子无电荷，电子的电荷为负。
原子的质量主要由质子和中子决定，电子质量极小可以忽略不计。
2. 元素周期表元素周期表是由化学元素按照一定的规律排列而成的表格。
它按照元素的原子序数从小到大排列，同时将具有相似化学性质的元素排在同一行或同一列。
周期表的每个元素都有自己的原子序数、原子符号和原子量等信息。
大一上学期，我们需要熟悉常见元素的位置和一些主要信息。
3. 化学键化学键是原子之间的结合力，能够将原子紧密地连接在一起形成分子或晶体。
常见的化学键有离子键、共价键和金属键等。
离子键是由正负电荷之间的相互吸引而形成的，共价键是轨道中电子共享形成的，金属键是金属元素中原子间电子云的共享。
4. 化学方程式化学方程式用化学式和化学符号表示化学反应的过程。
化学方程式中包含反应物、生成物和反应条件等信息。
化学方程式中的化学符号需用适当的下标和上标来表示元素和化学式中的原子数目关系。
同时，方程式中还需要平衡化学方程式，使反应物和生成物的质量和电荷数目相等。
5. 摩尔计算摩尔是物质的计量单位，用来表示物质中含有的基本单位个数。
摩尔的数量用阿伏伽德罗常数表示，约等于6.02×10^23。
在化学反应中，可以利用摩尔之间的关系进行计算，例如计算反应物消耗量、生成物产生量和反应物之间的比例关系等等。
6. 配位化学配位化学是研究配位化合物的组成、结构和性质的一门学科。
配合物由中心金属离子和周围的配体组成，通过配位键连接在一起。
在配位化学中，需要了解配体的种类、配合物的稳定性以及配位键的形成方式等知识。
大学《结构化学-原子的结构和性质》课件
对于每一个n值均有相应径向波函数
2Z 3 (n l 1)! 12 2 l 2l 1 Rn ,l ( ) [( ) ] e Ln l ( ) 3 n 0 2n[(n 1)!]
2Zr , n 0
2l 1 n 1 d d 2 l 1 n l Ln l e e 2l 1 n l d d
2 2 2 2 2 2 0
1 1 1 [ (sin ) ] ( , ) k ( , ) sin sin
2 2 2
——勒让德方程
将 Y ( , ) ( ).( ) 代入，整理得：
Sin 2 2 Sin k Sin m
3 2
Zr Z2 r 2 27 18 2 2 0 0 Zr e
m 1 im 1 i e cos m sin m 2 2 2
它们的线性组合也是方程的解，由此得到方程的实函数解：
2C C ( m m ) cos m 2 i2D sin m D ( m m ) sin m 2
2s 2p
Z 0 Z 0
Zr Zr 2 e 0 Zr e
20
20
3 2
Zr 0
3s 3p
Z 2 R 3 , 0 r 81 3 0 Z 4 R 3 ,1 r 81 6 0 4 R 3 , 2 r 81 30
Θ(θ) 方程的解：
2 1 d m 由原方程得： (sin ) k 0 2 sin d sin
大一基础化学教程知识点
大一基础化学教程知识点化学是一门研究物质的组成、性质以及变化规律的学科，作为理工科的基础学科之一，大一基础化学课程是学生在大学期间接触到的第一门专业课程之一。
本文将对大一基础化学教程的一些重要知识点进行介绍，帮助学生更好地理解和掌握化学的基础概念和原理。
1. 原子结构1.1 元素和原子：元素是由一类具有相同原子数的原子组成的，而原子是构成物质的最基本的微粒，由原子核和电子云组成。
1.2 原子结构：原子核由质子和中子组成，质子的电荷为正，中子没有电荷。
电子围绕原子核运动，电子的电荷为负。
1.3 原子序数和质量数：原子序数代表元素中质子的数目，质量数代表元素的质子和中子的总数。
2. 元素周期表2.1 元素周期表的组成：元素周期表按照原子序数的递增排列，分为周期数和族数。
周期数代表原子层次，族数代表元素的化学性质。
2.2 元素周期表的特点：周期表按照一定的规律将元素的性质分类，具有周期性和周期分组的特点。
3. 化学键和分子3.1 化学键的种类：化学键是原子之间的相互作用，常见的化学键有离子键、共价键和金属键等。
3.2 分子的概念：分子是由两个或两个以上原子通过化学键连接而成的微粒。
4. 化学反应4.1 化学反应的定义：化学反应是指物质之间发生化学变化的过程，包括反应物、生成物和化学方程式等。
4.2 化学方程式的平衡：化学方程式必须满足质量守恒和电荷守恒的原则，可以通过平衡反应物和生成物的系数来达到平衡。
5. 配位化合物5.1 配位化合物的定义：配位化合物是由一个中心金属离子和若干个配体离子或分子通过配位键相连而成的化合物。
5.2 配位数的概念：配位数是指中心金属离子周围配体的数目。
6. 化学平衡6.1 化学平衡的概念：化学平衡是指在封闭系统中，前后反应物和生成物的摩尔数之比保持不变的状态。
6.2 平衡常数和反应速率：平衡常数反映了化学平衡的偏向性，反应速率决定了化学反应的快慢。
7. 酸碱理论7.1 酸碱的定义：根据不同的酸碱理论，酸碱有不同的定义，常见的有酸碱电离理论和酸碱中心理论。
大学化学原子结构习题及答案
1。
评 述 下 列 叙 述 是 否 正 确, 如 有 错 误, 试 予 以 改 正。
（1) 主 量 子 数 n = 3 时, 有 3s 、3p 、3d 三 个 原 子 轨 道；(2) 四 个 量 子 数 n 、l 、m 、m s 都 是 用 来 描 述 原 子 轨 道 的。
1.解：（1） 错 误。
应 有 3s 、3p 、3d 三 个 亚 层 和 3s ，3p x ，3p y ，3p z ，322 d x y -，3 d xy ，3 d xz ， 3 d yz 和 32 d z， 共 九 个 轨 道。
(2） 错 误。
量 子 数 n 、l 、m 是 用 来 描 述 原 子 轨 道 的，而 m s 只 描 述 电 子 自 旋 方 向。
、2. 下 列 关 于 原 子 轨 道 的 叙 述 是 否 正 确？ 如 不 正 确 试 予 以 改 正:(1） 主 量 子 数 n = 1 时， 有 自 旋 相 反 的 两 个 原 子 轨 道;(2) 主 量 子 数 n = 4 时， 有 4s ，4p ,4d ,4f 四 个 原 子 轨 道;(3) 磁 量 子 数 m = 0， 对 应 的 都 是 s 原 子 轨 道。
2.解：(1） 不 正 确。
n = 1 时， 只 有 1s 亚 层， 也 只 有 一 个 1s 原 子 轨 道， 其 中 最 多 可 容 纳 自 旋 方 式 相 反 的 两 电 子. （2) 不 正 确.n = 4 时 可 能 有 4s 、4p 、4d 、4f 亚 层, 原 子 轨 道 数 目 分 别 为 1、3、5、7， 所 以 可 以 有 16 个原 子 轨 道。
（3） 不 正 确。
原 子 轨 道 空 间 图 象 取 决 于 角 量 子 数 l ，只 有 l = 0，m = 0 时 为 s 原 子 轨 道， 而 l ≠ 0，m = 0时 都 不 是 s 原 子 轨 道。
3. 对 某 一 多 电 子 原 子 来 说 ,(1） 下 列 原 子 轨 道 3s 、3p x 、3p y 、3p z 、3d xy 、3d xz 、3d yz 、3d z 2、3d x y 22- 中， 哪 些 是 等 价（简 并） 轨 道？（2） 具 有 下 列 量 子 数 的 电 子， 按 其 能 量 由 低 到 高 排 序， 如 能 量 相 同 则 排 在 一 起（ 可 用“<"、“=” 符 号 表 示）:（A ） 3、2、1、+ 12; (B ） 4、3、2、— 12; (C ） 2、0、0、+ 12; (D ） 3、2、0、+ 12; (E) 1、0、0、— 12； （F ） 3、1、1、+ 12。
大学化学基础知识点
大学化学基础知识点化学是一门研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的科学。
在大学化学中，我们将深入学习许多基础知识点，这些知识点不仅是进一步学习化学相关专业课程的基石，也对我们理解生活中的化学现象和解决实际问题具有重要意义。
一、原子结构原子是化学变化中的最小粒子。
了解原子结构对于理解化学性质至关重要。
原子由原子核和核外电子组成。
原子核包含质子和中子，质子带正电荷，中子不带电。
原子的质子数决定了其元素种类，而质子数与中子数之和则是原子的质量数。
核外电子围绕原子核运动，处于不同的能层和能级。
能层用字母K、L、M、N 等表示，能级则用 s、p、d、f 等表示。
电子在原子中的排布遵循能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则。
二、元素周期表元素周期表是化学中最重要的工具之一。
它按照原子序数递增的顺序排列元素，并呈现出周期性的规律。
同一周期的元素，从左到右，原子半径逐渐减小，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。
同一主族的元素，从上到下，原子半径逐渐增大，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。
元素的性质，如化合价、原子半径、电负性等，都与它们在周期表中的位置密切相关。
通过元素周期表，我们可以预测元素的性质，了解元素之间的相似性和递变性。
三、化学键化学键是将原子结合在一起形成分子或晶体的作用力。
离子键是由阴阳离子之间的静电引力形成的，通常在金属与非金属元素之间形成。
共价键则是原子之间通过共用电子对形成的，分为极性共价键和非极性共价键。
金属键存在于金属晶体中，是由金属阳离子和自由电子之间的相互作用形成的。
此外，还有氢键等次级键，虽然强度较化学键弱，但对物质的性质也有重要影响。
四、化学热力学化学热力学研究化学反应过程中的能量变化。
热力学第一定律指出，能量是守恒的，在化学反应中，反应物的总能量与生成物的总能量之差就是反应的热效应。
焓变（ΔH）是衡量化学反应热效应的重要物理量。
热力学第二定律则涉及到反应的自发性。
熵（S）是用来描述体系混乱度的概念，在孤立系统中，熵总是增加的。
大学无机化学经典课件：原子结构
L
M
N
O
P…
35
2. 角量子数（l）： 确定电子运动空间
形状的量子数 l 的取值 ：0，1 ，2，3，…，n-1
n
l
1
2
3
4
…
n
0,
0， 1，
0， 1，
0
电子亚 层符号
0， 1
1， 2
2， 3
2，…,n-1
s
s， p
s， p，d
s， p，d, f
36
l =0， s 亚层， 球形
l =1， p 亚层， 亚铃型
粒子具有波粒二象性的假设。并预言了高速运动的电子的
物质波的波长
= h / P = h / mv
1927年，Davissson和Germer应用Ni晶体进行电子衍 射实验，证实电子具有波动性。
二、 波函数与原子轨道
1.
海森堡的测不准关系 ：
测不准原理说明了微观粒子运动有其特殊的
规律，不能用经典力学处理微观粒子的运动，而 这种特殊的规律是由微粒自身的本质所决定的。
率成正比
11
E = h
式中 E 为光子的能量， 为光子的频率，h 为 Planck
常数，其值为 6.62610-34 Js。物质以光的形式吸收或放
出的能量只能是光量子能量的整数倍。 电量的最小单位是一个电子的电量。 电量是量子化的。量子化是微观领域的重要特征，后面我
我们将以上的说法概括为一句话，在微观领域中能量、
为自然数，且 n – 1 l
由解得的 R ( r )、 ( ) 和 ( ) 即可求得波函数
( r，， ) = R ( r ) ( ) ( )
34
大学入学化学知识点总结
大学入学化学知识点总结一、化学基础知识1. 原子结构原子是构成物质的最基本单元，由质子、中子和电子组成。
质子和中子位于原子核中，电子绕着原子核运动。
原子是化学元素的基本单位，每个元素由一种原子组成。
2. 元素周期表元素周期表是化学家们对各种元素进行了总结和分类的产物。
元素周期表依据元素的原子序数排列元素，能够清晰地展现元素之间的周期性规律和性质。
3. 化学键化学键是原子之间的连接，根据共用电子数的不同，可以分为离子键、共价键和金属键。
4. 化学反应化学反应是化学变化的过程，分为合成反应、分解反应、单质与化合物的反应、酸碱中和反应等。
5. 氧化还原反应氧化还原反应是指物质的氧化态发生变化的化学反应。
6. 物质的状态物质的状态包括固态、液态和气态，不同状态的物质具有不同的性质和特点。
7. 酸碱盐酸是指具有酸性的物质，碱是指具有碱性的物质，盐是酸和碱中和而成的产物。
8. 化学计量化学计量是指化学反应中物质的质量关系、物质的物质关系等。
9. 化学式和化合价化学式是指用原子符号表示化合物元素种类和原子数量的一种记号方式，而化合价是元素在化合物中的氧化态。
10. 化学平衡化学平衡是指在化学反应中，反应物和生成物的浓度或物质的量之间的比例保持不变的状态。
11. 酸碱平衡酸碱平衡是指在溶液中，酸碱物质之间的相互转化的过程。
12. 锂电池原理锂电池是一种利用锂金属或锂化合物作为正极材料的电池，它主要包括正极、负极、隔膜和电解液等组成部分。
13. 化学反应速率化学反应速率指的是在单位时间内化学反应中的物质转化量。
14. 氧化还原电位氧化还原电位是指物质在氧化还原反应中所具有的电化学活性的性质。
15. 配位化学配位化学是指过渡金属化合物中，配位子和中心金属离子之间的相互结合作用。
16. 化学反应动力学化学反应动力学是研究化学反应速率和反应机理的科学。
17. 化学反应热力学化学反应热力学是研究化学反应热效应和热平衡的科学。
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原子结构
质子() 原子核（中） 原子 中子 电子（周围） (-)
§2.1 经典核模型的建立
1879 Crockes 英 发现阴极射线（电子流）
1897Thomson 英 测电子的核质比
Millikan 测电子质量 1911 卢瑟福 粒子散射实验提出原子有核模型
z
2
1 1 ( 2 2) n2 n1
波尔的原子结构模型成功地解释了氢原 子的光谱，但无法解释多电子原子的光谱， 也无法解释氢原子光谱的精细结构
§2.3 微观粒子的运动属性
一. 波粒二象性 1、光的波粒二象性 光的波动性：光在传播时体现。如干涉、衍射
光的粒子性：光与实物相互作用时体现。如辐射、 吸收、光电效应
h 6 -1 v 5.8 10 m s x m4
结论： 微观粒子的空间位置和运动速率是不能被 同时准确确定的。 核外电子运动的轨道是不复存在，不确定的。
例: 对于 m = 10 克的子弹，它的位置可精确到 x ＝ 0.01 cm,其速度测不准情况为：
h 4mx
所以找一个函数能描述电子出现几率的大小
………..近代量子力学的基础
波函数：描述波的运动状态的数学函数
例：两端固定的琴弦振动所形成的驻波的波 函数 Ψ(x) x
h
h = 6.626×10-34 J.s-1 Planck常数
Einstein的光量子假说（1905）
当光束和物质相互作用时，其能量不是连 续分布的，而是集中在一些称为光子（photon) (或光量子）的粒子上。光子的能量ε正比于光 的频率ν
h
h : Planck常数 Einstein 主要由于光电效应方面的工作而在 1921年获诺贝尔物理奖
E n 2.18 10
氢原子 Z=1
18
Z Z ( J ) 13.6 2 (ev) 2 n n
2
2
Z: 原子的核电荷数
(2) 电子运动的轨道离核越远，能量越高。当 电子处在能量最低的状态时，称为基 态。 当原子从外界获得能量时，电子可由离核 较近的轨道跃迁到离核较远的能量较高的 轨道上，这种状态称为激发态。
§2.2 氢原子光谱与玻尔氢原子模型
一、微观粒子能量量子化规律的发现（旧量子论）
Planck的量子假说（1900）： ① 物质吸收或发射的能量是不连续的，只能 是某一能量最小单位的倍数。这种能量的最 小单位称为能量子，或量子，即能量是量子 化的。
② 每一个量子的能量ε与相应电磁波（光波）的 频率ν成正比：
• 爱因斯坦通过普朗克常数(h)把光的波粒 二象性统一起来，揭示光的本质
能量
动量
E = hv P = h/λ
粒子性 波动性
频率
波长
E m c , E h c h 2 mc h p
2
P:体现粒子性
：体现波动性
2、实物粒子的波粒二象性 德布罗意假设和物质波:
1924 年，年仅32岁的法国理 论物理学家De Broglie 在光的波-粒 二象性的启发下，大胆假设：
二、氢原子的光谱 a).连续光谱(continuous spectrum) 太阳光 b). 线状光谱(原子光谱)(line spectrum) 原子光谱是不连续的，是线状的 氢原子可见光谱
Balmer 公式（可见光区谱线）
1 1 RH ( 2 2 ) 2 n
ν= 1/λ：波数 n : 大于2的正整数
6.6210 3 2 4 3.141010 0.0410
5.2710
29
34
m s
1
∴ 对宏观物体可同时测定位置与速度
宏观物体：m很大
h x 4m
（小）
和x
可以很小，不为人觉察
三、 统计性规律
如何描述一个电子的运动情况？
单个电子衍射（长时间） 明暗相间的环纹，
二、 测不准原理（uncertainty principle) 1927年，德国科学家海森伯格（Heisenberg） 经过严格的推导证明： 测不准原理
h h x P 或x 4 4m
Δx : 粒子所在位置的不确定度 Δp: 粒子动量（速度）的不确定度
例： 电子的质量 m = 9.1×10-31 kg , 若 Δx = 10-11 m 则：
说明电子的位置 无法确定
统计性的方法：
电子在某些地方出现的机会多 （亮）
电子在某些地方出现的机会少 （暗）
微观粒子的运动使用统计规律描述，
即概率描述
具有波动性的电子在空间的几率分布与 波的强度有关，电子在空间某区域出现的几 率大，即意味着该处电子的波的强度大（衍 射强度大），因此，实物微观粒子的波是一 种几率波。
(3) 当电子由一个高能量的轨道向低能量的轨 道跃迁时，可以光辐射的方式发射其能量。 所发射的光量子的能量大小决定于两个轨 道之间的能量差
E E2 E1 h
E2 : 高能量轨道的能量 E1 : 低能量轨道的能 量 ν： 辐射光的频率
hv h 1
c
E2 E1
18
E2 E1 2.1810 hc hc
所有的实物的微观粒子，如电子、原子、 分子等和光子一样，也具有波粒二象性。
h mv
λ： 波长 m : 粒子的质量 v : 粒子运动的速度
德布罗意波（物质波）电Fra bibliotek衍射1927， 美国 C. Davisson and L. Germar
“几率波”
当电子通过晶体时，在屏幕上产生明 暗交替的衍射环。这说明电子射线同 X射线一样有衍射现象，证明了德布 罗意假设的正确性，亦证明了电子具 有波动性
Rydberg 公式 （可见光区以外谱线）
1 1 RH ( 2 2 ) n1 n2
RH = 1.0973731534×107 m-1 Rydberg 常数 n1 , n2 : 正整数 且 n2 > n1
3. Bohr 的原子结构模型(1913) (1)原子核外的电子只能在符合 一定条件的、 特定的(有确 定的半径和能量）轨道上运 动。电子在这些轨道上运动时处于稳定状态， 即不吸收能量也不释放能量。这些轨道称为 定态轨道