医用化学-原子结构和分子结构PPT优选课件

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第一节 原子结构
一、原子核外电子运动的特点 ➢氢原子光谱
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第一节 原子结构
一、原子核外电子运动的特点
➢Bohr理论
电子只能在固定的轨道上运动
一定轨道上运动的电子能量一定
电子尽可能处于能量最低的轨道上 —基态
吸收能量可跃迁到能量高的轨道上—激发态
从激发态跃迁回能量较低的轨道，能量差以
s电子云
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p电子云
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（3）磁量子数m
➢磁量子数(magnetic quantum number)，以 m表示。
✓可取的数值：0、±1、±2…±l等整数，磁 量子数有(2l＋1)个取值，意味着该形状的轨道 有（2l＋1）个。
✓物理意义：决定原子轨道在空间的取向。
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四、核外电子的排布规律
1.鲍里不相容原理
➢在同一原子里，不能有四个量子数完全相 同的电子。在一个原子中，不存在运动状态 全同的电子。
➢在每一个原子轨道中最多只能容纳两个自 旋相反的电子。每层最多容纳2n2个电子。
2.能量最低原理
➢原子处于基态时，核外电子的排布总是尽可
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（1）主量子数n
➢主量子数（principal quantum number） 以n来表示，它反映了电子在核外空间出 现概率最大的区域离核的远近，决定电子 层数，是决定电子能量的主要因素
✓可取的数值
主量子数n： 1、2、3、4…等正整数，
电子层顺序：1、2、3、4…
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1s电子云等密度面和界面图
➢电子云界面图：
电子在某界面以内出现的几率很大(90%以上) 时，该界面图形称为电子云界面图。
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1s电子云的界面图
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← s、p、d 电子云的形状
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第一节 原子结构
三、四个量子数及其物理意义
➢为 了 得 出 SchrÖdinger 方 程 合 理 的 解 ， 就 必 须引进一些符合特定条件的经限定的参数，在 量子力学中称这种引入方程求解的特定参数为 量子数（quantum number）
电子层符号：K、L、M、N、O、P、Q…
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（1）主量子数n
✓物理意义： n值愈大，电子活动的主要区城离核愈远， 能量也就愈高。是决定电子离核远近和能 量高低的主要因素。单电子原子中电子的 能量完全由主量子数决定。
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（2）角量子数 l
➢角量子数(azumuthal quantum number) 也称为副量子数，以l来表示。在多电子原
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第一节 原子结构
一、原子核外电子运动的特点 ➢微粒具有波粒二象性
电子衍射实验
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第一节 原子结构
一、原子核外电子运动的特点
➢微粒具有波粒二象性 ✓没有固定的运动轨道 ✓符合统计规律，其运动状态可用统计学的方 法加以描述——量子力学 ✓具有量子化特征
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第一节 原子结构
第四章 原子结构和分子结构 Atomic Structure and Molecular Structure
§4.1 原子结构
§4.2 分子结构
§4.3 分子间作用力
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原子的组成：
原子核 质子(单位正电荷）
原子
中子(不带电）
电子(单位负电荷）
原子组成表示法：
（质（子原数子+中序子数数））核质电量荷数数→→A ZM符号
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例1、下列各组量子数中，不合理的
是
。
A. （2，1，0，+1/2） B.（3，3，2，-1/2）
C. （1，0，0，+1/2） D.（4，3，1，-1/2）
例2、用四个量子数表示3s1电子的运动状态 （3，0，0，+1/2）or （3，0，0，-1/2）
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子中，角量子数是决定电子能量的次要因素。
✓可取的数值：0 ~ n-1的整数(n个取值)
2 0 1 2 3
符号 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
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（2）角量子数 l
✓物理意义： l值决定轨道或电子云的形状； l值相同的各轨道，统称为一个亚层。
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第一节 原子结构
二、核外电子运动运动状态的描述
➢波函数和原子轨道：ψ描述的是电子在原子 核外空间的运动状态（可理解为在核外空间找 到电子的可能区域）。
✓习惯上把ψ称为原子轨道（atomic orbitals）
➢电子云：用小黑点的疏密程度来形象地描 述电子在原子核外空间各点出现的几率密度 的大小的图象
数
每层 中轨 道数
n2
11
1 4
3 1 39 5
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（4）自旋量子数ms ➢自旋量子数(spin quantum number)，以表示。 ✓可取的数值：+1/2、-1/2。常用↓、↑符号 表示电子自旋的两种取向。
✓物理意义：电子自旋方向。
➢四个量子数n、l、m、ms 确定后，该电子的 运动状态就完全确定了。也就是说原子中每 个电子的运动状态可以用n，l，m，ms四个量 子数来描述
二、核外电子运动运动状态的描述
➢SchrÖdinger方程 1926 年 奥 地 利 物 理 学 家 E.SchrÖdinger 从
微观粒子的波粒二象性出发，提出了用量子力 学方法描述微观粒子运动的波动方程
2 2 2 82 m
x 2 y 2 z2h 2 (E V ) 0
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（3）磁量子数m
s、p、d 电子云在空间的分布
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每层中原子轨道数
主角亚 量量层 子子符 数数号
1 0 1s
2 0 2s
1 2p 0 3s
3 1 3p
2 3d
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磁量子数
0 0 -1、0、+1 0 -1、0、+1 -2、-1、0、+1、+2
轨道 空间 取向
电磁波的形式辐射出来 —谱线
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第一节 原子结构
一、原子核外电子运动的特点
➢微粒具有波粒二象性
1923年法国物理学家L. de Broglie提出了大 胆的假设，认为电子等实物粒子与光一样也有 波粒二象性
h h
p mv
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h为Planck常量 λ为粒子波波长 p为粒子的动量 v为粒子运动的速度