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高考化学一轮复习 5.1 原子结构 原子核外电子排布课件 新人教版
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【典题通关1】下列相关说法错误的是( )
A. 原子中有82个中子
137 55
C
s
B.H与D，16O与18O互为同位素；H216O、D216O、H218O、D218O互为
同素异形体
C.1H35Cl、2H37Cl两种气体的化学性质相同，但物理性质可能不
同
D.H2、D2、T2在同条件下密度之比为1∶2∶3
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【解题指南】解答本题需明确以下两点: (1)明确元素、核素和同位素之间的关系。 (2)明确同位素和同素异形体的研究范畴不同。
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【解析】选B。根据A=Z+N可知,每个15357 C s 原子中有137-
55=82个中子,A正确;同素异形体是同种元素形成的不同单 质,B错误;35Cl和37Cl化学性质相同、物理性质不同,则1H35Cl、 2H37Cl两种气体的化学性质相同,但物理性质可能不同,C正确; 相同条件下,气体密度之比等于相对分子质量之比,H2、D2、T2 的相对分子质量分别约等于2、4、6,则D正确。
__种核素,其中互为同位素的是__________,中子数相等的核素
7
1H、2H、3H
是_________。 23Na、24Mg
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7
1.“三素”的比较。
质子数
中子 质子
质子 中子
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8
2.几种重要的核素。
核素 用途
U 2 3 5
92
核燃料
14 6
C
2 1
H
3 1
H
用于考古断代 制_氢__弹__
(113H)与1H1622C和。2H2既不是同位素，也不是同素异形体，是同种分子。
电学复习[下学期]PPT课件(初中科学)
![电学复习[下学期]PPT课件(初中科学)](https://img.taocdn.com/s3/m/e210678751e2524de518964bcf84b9d528ea2c3d.png)
9、两根横截面积相等的均匀铜导线a，
< b，a长10m，电阻为Ra；b长16m，
电阻为
R
，则
b
Ra
______
R
。若
b
a，b
两导线并联在同一电路中，则通过a，
b导线的电流Ia与Ib的大小关系为
四、 电 阻 一、导体的电阻 1、电阻：导体对电流阻碍作用的大小。（符号： “ R ” 2、单位：欧姆（欧） （符号： “ Ω ” ） 二、决定导体电阻大小的因素 1、导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小
决定于导体的长度、横截面积和材料。
2、相同条件下：纯金属电阻较小（ R银＜ R铜＜ R铝） 合金电阻较大 绝缘体的电阻很大（电木、橡胶）
A．L1两端的电压为3V B．L2两端的电压为3V C．L2两端的电压为2V
9、如图所示的电路中，各个元件均为实验室常 用器材，当开关闭合后，下列说法中正确的是
（ D）
A．两表指针均有明显偏转 B．两表指针均几乎不动 C．电流表指针有明显偏转，电压表指针几乎不动
D．电压表指针有明显偏转，电流表指针几
电学复习
导体和绝缘体
导 体 容易导电的物体。原因 存在自由电荷
（金属导电：靠自由电子） 都
(电解质溶液导电：自由离子)
有
酸、碱、盐水溶液
电 荷
绝缘体 不容易导电的物体。原因 无自由电荷
常见的导体和绝缘体
• 金属、石墨、人体、大地、食盐水 • 橡胶、玻璃、瓷、塑料、干木头、
油、干燥的空气
二、 电 流
接到_A_________接线柱上即可。
4、如图所示两电流表所用量程不明，当电路闭合后，
电 则流流过表电A1阻的R示1的数电如流图为甲_所__示__，_0_A._92_的A。示数如图乙所示，
电子排布PPT课件
2-5.能级交错现象
2-6分占同一能级的不同轨道 ●轨道电子处于半满、全满时较稳定
半满、全满规kl则
半满、全满规则应用： 铁为什么有+2、+3价？
练习1
答案：BD
练习2 答案：
练习3
答案：A
END
P电子云轨道
d电子云轨道
电子自旋的证明
2-3.泡利不相容原理
原子核外电子没有两个能量完全 相同的电子 （1）能层：K,L,M,N,O,P,Q，
每层电子最多2n2个 （2）能级（亚层）：s,p,d,f （3）轨道：1，3，5，7 （4）自旋：↑↓
2-4.能量最低原理
●原子核外电子总是先排在能量较低 的轨道中
1. 原子结构
2-1. 电子云
2.原子核外电子的排布
（1）泡利(Pauli)不相容原理 （2）能量最低原理 （3）能级交错 （3）洪特规则
2-2. 核外电子运动的描述
• 电子层：电子云离核的远近 • 电子亚层：电子云的形状 • 电子轨道：电子云空间伸展方向 • 电子自旋：电子的自旋方向
S电子云轨道
电子结构
3.周期数越高,分裂能越大, Pt2+ Ni2+
4.不同的配位场中: 平面四方八面体四面体 d8电子组态 PtCl42– ( D4h) (6周期) NiCl42– (Td) Ni(CN)42–(D4h) (4周期) Cl (弱) CN–(强)
立方体场
Oh
四面体场
Td
球形场
八面体场 四方畸变
光谱项能级和配位场强度的关系图
激发态 E/B E/B HS LS
基态
O/B
O/B
d2, d3, d8
自旋无变化
d4, d5, d6 , d7, 自旋有变化
d2
d4
d2和 d4 的T-S图
d6
d8
d8
d6和 d8 的T-S图
5. d- d 光谱
1. 自旋选律 (Spin selection rule), 自旋多重态(2S+1)相同 的能级之间的跃迁为允许跃迁 单重态 不能跃迁为三重态 1. 宇称选律 (Laporte selection rule) g(偶) u(奇) 允许 跃迁 d-f , d-p为宇称允许跃迁 g u d-d 跃迁为宇称禁阻跃迁 g g
[Ru(bipy)3
]2+
=
Ru
N
N
bpy
Ru bipy ，MLCT
例：OsX62–的吸收峰 (LMCT), L M
OsCl62– OsI62– 24,000—30,000cm –1 11,500 — 18,500cm –1
OsBr62– 17,000 — 25,000cm –1
例： 金属含氧酸的颜色
VO43– 显示 无色 CrO42– 黄色 MnO4– 紫色
电子技术基础总复习ppt课件
耦合电容
特点：具有隔直电容，信号源、负载不与放大器直连
图2.2.5 阻容耦合共射放大电路
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
三、 放大电路的分析方法
——直流通路与交流通路
2.5.3 三种接法的比较
晶体管放大电路的三种组态： ➢ 共发射极放大电路既能放大电压，也能放大电流， 输入电阻居中，输出电阻较大，频带较窄。常作低频电 压放大。 ➢ 共集电极放大电路只能放大电流，不能放大电压。 输入电阻最大、输出电阻最小，具有电压跟随的特点常 用于多级放大的输入级和输出级，有时还用作中间隔离 级（缓冲级），起阻抗变换的作用。 ➢ 共基极放大电路只能放大电压，不能放大电流。输 入电阻最小，频率特性最好。
分析放大电路应注意：
▪ 在分析放大电路时，应遵循“先静态，后动态”。 求解静态工作点时应利用直流通路； 求解动态参数时应利用交流通路。
▪ 静态工作点合适，动态分析才有意义。 ▪ 分析时不一定非画出直流通路不可。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
集成运算放大电路
集成运算放大电路概述 集成运算放大器：简称运放，一种高放大倍数 的线性（直接耦合集成）电路。
4.1.1 集成运放的电路结构特点
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
第2章 放大电路的基本原
理和分析方法
特点：具有隔直电容，信号源、负载不与放大器直连
图2.2.5 阻容耦合共射放大电路
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
三、 放大电路的分析方法
——直流通路与交流通路
2.5.3 三种接法的比较
晶体管放大电路的三种组态： ➢ 共发射极放大电路既能放大电压，也能放大电流， 输入电阻居中，输出电阻较大，频带较窄。常作低频电 压放大。 ➢ 共集电极放大电路只能放大电流，不能放大电压。 输入电阻最大、输出电阻最小，具有电压跟随的特点常 用于多级放大的输入级和输出级，有时还用作中间隔离 级（缓冲级），起阻抗变换的作用。 ➢ 共基极放大电路只能放大电压，不能放大电流。输 入电阻最小，频率特性最好。
分析放大电路应注意：
▪ 在分析放大电路时，应遵循“先静态，后动态”。 求解静态工作点时应利用直流通路； 求解动态参数时应利用交流通路。
▪ 静态工作点合适，动态分析才有意义。 ▪ 分析时不一定非画出直流通路不可。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
集成运算放大电路
集成运算放大电路概述 集成运算放大器：简称运放，一种高放大倍数 的线性（直接耦合集成）电路。
4.1.1 集成运放的电路结构特点
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
第2章 放大电路的基本原
理和分析方法
《电子基础培训资料》PPT课件
当高的电压（U=Q/C），将管子损坏。因
此出厂时各管脚都绞合在一起，或装在金
属箔内，使G极与S极呈等电位，防止积累
静电荷。管子不用时，全部引线也应短接。
在测量时应格外小心，并采取相应的防静
电感应措施。
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五.一 绝缘栅场效应管
5.1 N沟道增强型绝缘栅场效应管
1. 结构和符号
第1章 1.6
2
橙■
3
黃■
4
綠■
5
藍■
6
紫■
7
灰■
8
白■
9
金■
X
銀■
X
第二環 第三環 第四環 第五環
0
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X
1
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X
X
-1
X
X
X
-2
X
110*1=110Ω±1%
電阻值 = 第一環(百位數)第二環(十位數)第三環(個位數) *第四環(10的指數) 第五環(此電阻的正負百分誤差)
可整理ppt
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二极管
三、二极管
1.二极管分类；按照所用的半导体材料，可分 为锗二极管（Ge管）和硅二极管（Si管）。根 据其不同用途，可分为检波二极管、整流二极 管、稳压二极管、开关二极管、发光等。
2.正向特性：正向电压达到某一数值（这一数
原子的电子结构PPT文档共175页
子在核外空间绕核高速运动。他还根据不 同散射角的粒子比例近似计算出金原子
"for his investigations 核的荷电核数(Z)及核的大小。
into the disintegration of the elements, and
实验证明一般原子核半径范围在1 – 10
the chemistry of radioactive substances"
核原子结构示意图 (He)
Rutherford protons 1919
James Chadwick neutrons 1932
氢原子和3种基本粒子的性质
电子 (e) 质子 (p) 中子 (n) 氢原子(H)
电荷
SI制 (C)
原子电荷单位*
1.60221019 1
质量 SI制 (kg) 原子质量单位(au)**
pm，只有原子半径的万分之一到十万 分之一。
核电荷数的实验测量 (Moseley, 1912)
X射线管及X射线的产生示意图
Rutherford的学生Moseley用高速电子轰击放电管中金属靶子，使金属原子内层电子 被激发，外层电子受原子核的吸引，从外层跳入内层，放出X射线(Roentgen射线，波长 约10 – 2000 pm)。X射线包括一系列波长不同的射线，如K层电子被激发，L、M、N等 外层电子跳入K层，就分别称为K、K 、K的X射线，如外层电子跳入L层相应得L 、 L、L射线。其中K射线能量最大，是各元素原子的特征X射线。他将周期表中各个金属 依次作为靶子材料，比较各元素的K射线波长，发现Moseley定律：1/2 = a(Z-b)。
电质点运动的影响测定了阴极射线的荷质比(e/m)，并得出该射
线是带负电荷并存在于所有原子之中的基本粒子，即为后来人 们所知的电子。
电子结构方法复习
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基组：因为每个分子轨道的具体函数形式 i r 还是未知的，所以还要用一组给定
函数形式的基函数 (basis functions) 组成的基组 (basis set) 来展开分子轨道。
赝势：用经典的解析函数代替内部电子自由度，只有价电子用量子方法计算。可以 节省大量计算时间，并可以包含相对论效应。
Møller-Plesset (MP) 方法：
基于量子力学的微扰论。MP1 就是 HF。常用的是 MP2 和 MP4。
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理论上任意形式的基组（基函数要满足正交归一化条件）都可以。实际求解时需要 权衡精度和计算量的要求适当选取。常用的基组：
STO-3G：计算量小，精度一般。 3-21G，6-31G，6-311G，… 6-311++G (3df,3pd)：计算量适中，精度还可以。 cc-pVDZ, cc-pVTZ, cc-pVQZ: 精度高，计算量大。
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Mቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
理论上任意形式的基组（基函数要满足正交归一化条件）都可以。实际求解时需要 权衡精度和计算量的要求适当选取。常用的基组： STO-3G：计算量小，精度一般。 3-21G，6-31G，6-311G，… 6-311++G (3df,3pd)：计算量适中，精度还可以。 cc-pVDZ, cc-pVTZ, cc-pVQZ: 精度高，计算量大。
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基组：因为每个分子轨道的具体函数形式 i r 还是未知的，所以还要用一组给定 函数形式的基函数 (basis functions) 组成的基组 (basis set) 来展开分子轨道。
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ˆ 因为Fock 算符与轨道波函数有关，需要迭代求解： F i i i
i
一旦解出了 Fock 算符及对应的轨道能量，就可以得到系统总能量
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计算量 M5
CI 方法
MP 方法 MP2
赝势：用经典的解析函数代替内部电子自由度，只有价电子用量子方法计算。可以 节省大量计算时间，并可以包含相对论效应。
电子关联方法：HF 引入 Slater 行列式，忽略了电子间的库仑排斥力对电子波函数 的贡献。电子关联方法试图基于 HF 计算结果的基础上，对电子轨 道波函数进行修正，以加入库仑排斥力的贡献。 激发态的 Slater 行列式：为了基于 HF 计算结果的基础上，对电子轨道波函数进行 修正，需要在 RHF 的 Slater 行列式的基础上，加入 Slater 行列式的激发态作为对电子波函数的修正项。如果 有一个电子调整到更高能量的轨道上，称为 S-type 激发 态，以此类推，有 D-type，T-type，Q-type，5-type， 6-type，… 注意 Slater 行列式的激发态只是一种数学上的 形式，没有直接对应的物理意义。 Configuration Interaction (CI) 方法： 在电子轨道波函数的表达式中加入激发态的 Slater 行列式，再用变分原理和拉格朗 日未定乘子法求出对应的系数。
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Møller-Plesset (MP) 方法： 基于量子力学的微扰论。MP1 就是 HF。常用的是 MP2 和 MP4。
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电子结构方法复习
方法目的：给定一组原子构型，计算电子轨道波函数，从而得到系统能量、原子间 作用力及其它物理、化学性质。 对应量子方程：非相对论不含时情况下，为多体薛定谔方程。其中包含所有原子核 及电子自由度。
ˆ H r , r E r , r t o t t o t n e t o t t o t n e
数值近似求解：因为多体薛定谔方程无解析精确解，需要在很多近似的基础上进行 数值求解。 Born-Oppenheimer 近似：对原子核及电子自由度分离变量，固定原子核的位 置，求解电子波函数。
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ˆ ˆ ˆ ˆ ˆ H e T e V n e V e e V n n
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NN
Coupled Cluster (CC) 方法： 用激发算符的指数算符使对电子波函数的修正一次包括无穷多级。
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ˆ T T T T T , T 为 i 级 激 发 态 作 用 算 符 。 1 2 3 N i
计算精度大致为：HF << MP2 < CISD < MP4(SDQ) ~ CCSD < MP4 < CCSD(T)
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Slater 行列式：多体电子波函数的薛定谔方程依旧无法数值求解。为了能够求解， 进一步分离电子轨道波函数的相关性，忽略电子波函数中因为库仑 排斥力引起的关联，只考虑电子作为费米子所具有的交换反对称和 不可区分性，写出 Slater 行列式作为多体电子轨道波函数的解的函 数形式，是对真实多体波函数的近似。 r r r 1 1 2 1 N 1 r r r 1 1 2 2 2 N 2 i j ij r e e N ! r r r 1 N 2 N N N 变分原理：任意假设的波函数所对应的能量都大于等于真实的波函数解所对应的能 量，并且等号仅当波函数为真实解时成立。利用变分原理，可以先任意 选取一个电子轨道波函数的初始解，然后迭代调整这个解，使系统能量 逐渐变小，直到找到能量最优解。注意这个能量最小化的过程是非物理 的，只是一个数值求解的过程。 Fock 算符：利用拉格朗日未定乘子法，得到 Fock 算符
Mቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
理论上任意形式的基组（基函数要满足正交归一化条件）都可以。实际求解时需要 权衡精度和计算量的要求适当选取。常用的基组： STO-3G：计算量小，精度一般。 3-21G，6-31G，6-311G，… 6-311++G (3df,3pd)：计算量适中，精度还可以。 cc-pVDZ, cc-pVTZ, cc-pVQZ: 精度高，计算量大。
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基组：因为每个分子轨道的具体函数形式 i r 还是未知的，所以还要用一组给定 函数形式的基函数 (basis functions) 组成的基组 (basis set) 来展开分子轨道。
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ˆ 因为Fock 算符与轨道波函数有关，需要迭代求解： F i i i
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一旦解出了 Fock 算符及对应的轨道能量，就可以得到系统总能量
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计算量 M5
CI 方法
MP 方法 MP2
赝势：用经典的解析函数代替内部电子自由度，只有价电子用量子方法计算。可以 节省大量计算时间，并可以包含相对论效应。
电子关联方法：HF 引入 Slater 行列式，忽略了电子间的库仑排斥力对电子波函数 的贡献。电子关联方法试图基于 HF 计算结果的基础上，对电子轨 道波函数进行修正，以加入库仑排斥力的贡献。 激发态的 Slater 行列式：为了基于 HF 计算结果的基础上，对电子轨道波函数进行 修正，需要在 RHF 的 Slater 行列式的基础上，加入 Slater 行列式的激发态作为对电子波函数的修正项。如果 有一个电子调整到更高能量的轨道上，称为 S-type 激发 态，以此类推，有 D-type，T-type，Q-type，5-type， 6-type，… 注意 Slater 行列式的激发态只是一种数学上的 形式，没有直接对应的物理意义。 Configuration Interaction (CI) 方法： 在电子轨道波函数的表达式中加入激发态的 Slater 行列式，再用变分原理和拉格朗 日未定乘子法求出对应的系数。
a a a a C I 0 S C F SS D D TT
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Møller-Plesset (MP) 方法： 基于量子力学的微扰论。MP1 就是 HF。常用的是 MP2 和 MP4。
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电子结构方法复习
方法目的：给定一组原子构型，计算电子轨道波函数，从而得到系统能量、原子间 作用力及其它物理、化学性质。 对应量子方程：非相对论不含时情况下，为多体薛定谔方程。其中包含所有原子核 及电子自由度。
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数值近似求解：因为多体薛定谔方程无解析精确解，需要在很多近似的基础上进行 数值求解。 Born-Oppenheimer 近似：对原子核及电子自由度分离变量，固定原子核的位 置，求解电子波函数。
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Coupled Cluster (CC) 方法： 用激发算符的指数算符使对电子波函数的修正一次包括无穷多级。
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ˆ T T T T T , T 为 i 级 激 发 态 作 用 算 符 。 1 2 3 N i
计算精度大致为：HF << MP2 < CISD < MP4(SDQ) ~ CCSD < MP4 < CCSD(T)
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Slater 行列式：多体电子波函数的薛定谔方程依旧无法数值求解。为了能够求解， 进一步分离电子轨道波函数的相关性，忽略电子波函数中因为库仑 排斥力引起的关联，只考虑电子作为费米子所具有的交换反对称和 不可区分性，写出 Slater 行列式作为多体电子轨道波函数的解的函 数形式，是对真实多体波函数的近似。 r r r 1 1 2 1 N 1 r r r 1 1 2 2 2 N 2 i j ij r e e N ! r r r 1 N 2 N N N 变分原理：任意假设的波函数所对应的能量都大于等于真实的波函数解所对应的能 量，并且等号仅当波函数为真实解时成立。利用变分原理，可以先任意 选取一个电子轨道波函数的初始解，然后迭代调整这个解，使系统能量 逐渐变小，直到找到能量最优解。注意这个能量最小化的过程是非物理 的，只是一个数值求解的过程。 Fock 算符：利用拉格朗日未定乘子法，得到 Fock 算符