第01章无机化学第四版北师大
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北师大版无机化学第一章原子结构与元素周期表精品PPT课件
想出原子是物质最小的，不可再分的，永存 不变的微粒。 • 17至18世纪，波意耳第一次给出了化学元素 的定义—用物理方法不能再分解的最基本的 物质组分，化学相互作用是通过最小微粒进 行，一切元素都是由这样的最小微粒组成。
3
• 1732年: 尤拉 (Euler) 提出自然界存在多少种原子，就有多少种元素
• 定义 一种元素的1摩尔质量对核素12C的1摩尔质量
的1/12的比值(国际原子量与同位素丰度委员会1979
年)
• 特征 相对原子质量是纯数
单核素的相对原子质量等于该元素核素的相对原
子质量
多核素元素的相对原子质量等于该元素的天然同
位素相对原子质量的加权平均值
• 计算
Ar= ∑fi Mr,i fi ： 同位素分度
不能正确给出许多元素的原子量。如设氢的原子量为1，作 为相对原子质量的标准，已知水中氢和氧的质量比是1:8，若水 分子是由1个氢原子和1个氧原子构成的，氧的原子量是8，若 水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的，氧的原子量便是16。 道尔顿武断地认为，可以从“思维经济原则”出发，认定水分子 由1个氢原子和1个氧原子构成，因而就定错了氧的原子量。
7
1-2-2 核素、同位素和同位素丰度
（1）核素(nuclide)---具有一定质子数和一定中子数的 原子称为一种核素
• 分类
稳定核素 --- 单核素元素和多核素元素
放射性核素 • 核素符号
Байду номын сангаас
162C 质量数
质子数
（2）同位素(isotope)---具有相同核电荷数，不同中子 数的核素互称同位素，这些核素在周期表中占同位置
化学和材料工作者着眼于化学变化，而化学变化则以 原子相互作用为基础的。通常在化学变化中，原子核不发 生变化。那么什么在变呢？电子的运动状态在变，通俗地 说，是核外电子在“跳来跳去”，所以研究核外电子的运动 的规律是研究者探索的重要问题。
3
• 1732年: 尤拉 (Euler) 提出自然界存在多少种原子，就有多少种元素
• 定义 一种元素的1摩尔质量对核素12C的1摩尔质量
的1/12的比值(国际原子量与同位素丰度委员会1979
年)
• 特征 相对原子质量是纯数
单核素的相对原子质量等于该元素核素的相对原
子质量
多核素元素的相对原子质量等于该元素的天然同
位素相对原子质量的加权平均值
• 计算
Ar= ∑fi Mr,i fi ： 同位素分度
不能正确给出许多元素的原子量。如设氢的原子量为1，作 为相对原子质量的标准，已知水中氢和氧的质量比是1:8，若水 分子是由1个氢原子和1个氧原子构成的，氧的原子量是8，若 水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的，氧的原子量便是16。 道尔顿武断地认为，可以从“思维经济原则”出发，认定水分子 由1个氢原子和1个氧原子构成，因而就定错了氧的原子量。
7
1-2-2 核素、同位素和同位素丰度
（1）核素(nuclide)---具有一定质子数和一定中子数的 原子称为一种核素
• 分类
稳定核素 --- 单核素元素和多核素元素
放射性核素 • 核素符号
Байду номын сангаас
162C 质量数
质子数
（2）同位素(isotope)---具有相同核电荷数，不同中子 数的核素互称同位素，这些核素在周期表中占同位置
化学和材料工作者着眼于化学变化，而化学变化则以 原子相互作用为基础的。通常在化学变化中，原子核不发 生变化。那么什么在变呢？电子的运动状态在变，通俗地 说，是核外电子在“跳来跳去”，所以研究核外电子的运动 的规律是研究者探索的重要问题。
第01章无机化学第四版北师大
无机
化 学
第一篇 物质结构基础
第一章 原子结构与元素周期系
第二章 分子结构
第三章 晶体结构
第四章 配合物
无机
化 学
第一章
原子结构与元素周期系
道尔顿原子论 相对原子质量（原子量） 原子的起源和演化 原子结构的玻尔行星模型
1—1 1—2 1—3 1—4
1—5 氢原子结构的量子力学模型
1—6 基态原子电子组态 1—7 元素周期系 1—8 元素周期性
无机
化 学
•以原子质量单位u为单位的某核素一个原 子的质量称为该核素的原子质量，简称原子
质量。
•1u等于核素12C的原子质量的1/12。 •核素的质量与12C的原子质量的1/12之比称 为核素的相对原子质量。它在数值上等于核 素的原子质量，量纲为一。
无机
1-2-4 元素的相对原子质量（原子量）
原子量是指一种元素的1摩尔质量对核素 12C的1摩尔质量的1/12的比值。 这个定义表相对原子质量明： 1）元素的相对原子质量是纯数。 2）单核素的相对原子质量等于该元素的核 素的相对原子质量。 3）多核素元素的相对原子质量等于该元素 的天然同位素相对原子质量的加权平均值。 Ar= ∑f*M
无机
化 学
1—1 道尔顿原子论
古希腊哲学家德谟克利特 （Democritus)臆想出原子是物质最 小的，不可再分的，永存不变的微粒。 17至18世纪，波意耳第一次给出 了化学元素的定义—用物理方法不能 再分解的最基本的物质组分。
• 1-1-1原子论发展简史
无机
化 学
1732年，尤拉提出自然界存在多少种原 子，就有多少种元素。 1785年，拉瓦锡用实验证明了质量守恒 定律—化学反应发生了物质组成的变化，但 反应前后物质的总质量不变。 1797年，希特发现了当量定律。 1799年，普鲁斯特发现了定比定律。 19世纪初，道尔顿创立了化学原子论。
化 学
第一篇 物质结构基础
第一章 原子结构与元素周期系
第二章 分子结构
第三章 晶体结构
第四章 配合物
无机
化 学
第一章
原子结构与元素周期系
道尔顿原子论 相对原子质量（原子量） 原子的起源和演化 原子结构的玻尔行星模型
1—1 1—2 1—3 1—4
1—5 氢原子结构的量子力学模型
1—6 基态原子电子组态 1—7 元素周期系 1—8 元素周期性
无机
化 学
•以原子质量单位u为单位的某核素一个原 子的质量称为该核素的原子质量，简称原子
质量。
•1u等于核素12C的原子质量的1/12。 •核素的质量与12C的原子质量的1/12之比称 为核素的相对原子质量。它在数值上等于核 素的原子质量，量纲为一。
无机
1-2-4 元素的相对原子质量（原子量）
原子量是指一种元素的1摩尔质量对核素 12C的1摩尔质量的1/12的比值。 这个定义表相对原子质量明： 1）元素的相对原子质量是纯数。 2）单核素的相对原子质量等于该元素的核 素的相对原子质量。 3）多核素元素的相对原子质量等于该元素 的天然同位素相对原子质量的加权平均值。 Ar= ∑f*M
无机
化 学
1—1 道尔顿原子论
古希腊哲学家德谟克利特 （Democritus)臆想出原子是物质最 小的，不可再分的，永存不变的微粒。 17至18世纪，波意耳第一次给出 了化学元素的定义—用物理方法不能 再分解的最基本的物质组分。
• 1-1-1原子论发展简史
无机
化 学
1732年，尤拉提出自然界存在多少种原 子，就有多少种元素。 1785年，拉瓦锡用实验证明了质量守恒 定律—化学反应发生了物质组成的变化，但 反应前后物质的总质量不变。 1797年，希特发现了当量定律。 1799年，普鲁斯特发现了定比定律。 19世纪初，道尔顿创立了化学原子论。
北师大版无机化学习题答案
第一章------1第二章------9第三章------14第四章------18第五章------28第六章------44第七章------52第八章------66第九章------69第十章------72第一章物质的结构1-1 在自然界中氢有三种同位素，氧也有三种同位素，问：总共有种含不同核素的水分子由于3H太少，可以忽略不计，问：不计3H时天然水中共有多少种同位素异构水分子1-2 天然氟是单核素（19F）元素，而天然碳有两种稳定同位素（12C和13C），在质谱仪中，每一质量数的微粒出现一个峰，氢预言在质谱仪中能出现几个相应于CF4+的峰1-3 用质谱仪测得溴得两种天然同位素的相对原子质量和同位素丰度分别为79Br 789183占50。
54%，81Br 80。
9163占49。
46%，求溴的相对原子质量（原子量）。
1-4 铊的天然同位素203Tl和205Tl的核素质量分别为202。
97u和204。
97u，已知铊的相对原子质量（原子量）为204。
39，求铊的同位素丰度。
1-5 等质量的银制成氯化银和碘化银，测得质量比m（AgCl）：m（AgBr）=1。
63810：1，又测得银和氯得相对原子质量（原子量）分别为107。
868和35。
453，求碘得相对原子质量（原子量）。
1-6 表1-1中贝采里乌斯1826年测得的铂原子量与现代测定的铂的相对原子质量（原子量）相比，有多大差别1-7 设全球有50亿人，设每人每秒数2个金原子，需要多少年全球的人才能数完1mol金原子（1年按365天计）1-8 试讨论，为什么有的元素的相对质量（原子量）的有效数字的位数多达9位，而有的元素的相对原子质量（原子量）的有效数字却少至3～4位1-9 太阳系，例如地球，存在周期表所有稳定元素，而太阳却只开始发生氢燃烧，该核反应的产物只有氢，应怎样理解这个事实1-10 中国古代哲学家认为，宇宙万物起源于一种叫“元气”的物质，“元气生阴阳，阴阳生万物”，请对比元素诞生说与这种古代哲学。
无机及分析化学课件第四版第一章
电动电势
ζ是衡量胶粒所带净电荷多少 的物理量，吸附正离子为正，
负离子则为负
电解质对电 动电势影响 很大
1.3.4 溶胶的稳定性和聚沉
溶胶是多相、高分散系统、表面能很大，是热 力学不稳定系统。
✓ 布朗运动 为何往往能稳定存在？ ✓ 胶粒带电
✓ 溶剂化作用
溶胶的稳定性可用ζ的绝对值来衡量，越大，胶体所带 电荷量越多，扩散层后，溶剂化层也厚，溶胶也越稳定
这部分中学计算，训练较多，在此不再赘述。
1.1.2 道尔顿理想气体分压定律
1 分压的概念
组分气体： 理想气体混合物中每一种气体叫做组分气体。
分压： 组分气体B在相同温度下占有与混合气体相同
体积时所产生的压力，叫做组分气体B的分压。
N2，O2
2L容器内盛1L O2，1L N2
PN2，PO2: 组分气体单独占据容器时所产生的压力。
实验表明，难挥发非电解质溶液的 沸点总是高于纯溶剂的沸点。这一 现象称为溶液的沸点升高(boiling point elevation)。
溶液的沸点升高(△Tb) =溶液的沸点(Tb) －纯溶剂的沸点(Tb0)
即: △Tb=Tb－ Tb0
难挥发性非电解质稀溶液的沸点升高的原因是溶液 的蒸气压低于纯溶剂的蒸气压。
Δp = pBo xA =K b
ΔTb = Kb b ΔTf = Kf b Π = cRT
1.3 胶体溶液
胶体：是一种物质以一定的分散程度 存在的状态。
胶体分散系
胶体溶液（溶胶）是由小 分子、原子或离子聚集成 较大颗粒而形成的多相体 系。
高分子溶液:是由一些高分子 化合物所组成的溶液。
分子或离子分散系
结果，对于难挥发性的非电解质稀溶液，得出如 下规律：
无机化学第四版习题答案
无机化学第四版习题答案【篇一：天大第4版无机化学_课后习题参考答案】>第1章化学反应中的质量关系和能量关系习题参考答案3．解：一瓶氧气可用天数n1(p?p1)v1(13.2?103-1.01?103)kpa?32l???9.6dn2p2v2101.325kpa?400l ? d-1４．解：t?pvmpv?= 318 k ?44.9℃５．解：根据道尔顿分压定律pi?p(n2) = 7.6?104 pap(o2) = 2.0?104 pa p(ar) =1?103 panip n６．解：（1）n(co2)? 0.114mol; p(co2)? 2.87 ? 104 pa（2）p(n2)?p?p(o2)?p(co2)?3.79?104pa （3）n(o2)p(co2)4???0.286 np9.33?104pa7.解：（1）p(h2) =95.43 kpa（2）m(h2) =pvm= 0.194 g 8.解：（1）? = 5.0 mol（2）? = 2.5 mol结论: 反应进度(?)的值与选用反应式中的哪个物质的量的变化来进行计算无关，但与反应式的写法有关。
9.解：?u = qp ? p?v = 0.771 kj 10.解：（1）v1 = 38.3?10-3 m3= 38.3l（2） t2 =pv2= 320 k nr（3）?w = ? (?p?v) = ?502 j （4） ?u = q + w = -758 j （5） ?h = qp = -1260 j11.解：nh3(g) +5o(g) ???3?298.15k4212.解：?rhm= qp = ?89.5 kj ?rum= ?rhm? ?nrt= ?96.9 kj13.解：（1）c (s) + o2 (g) → co2 (g)1co(g) + 1c(s) → co(g)222?co(g) +1feo(s) → 2fe(s) + co(g)23233?（2）总反应方程式为3c(s) + o(g) + 1feo(s) → 3co(g) + 2fe(s)22322323?由上看出：(1)与(2)计算结果基本相等。
无机化学
2—2 近代化学的萌芽
1700年史塔尔（Stahl） 1700年史塔尔（Stahl）的燃素说 年史塔尔 1748年罗蒙诺索夫的质量不灭定律 1748年罗蒙诺索夫的质量不灭定律 1774年拉瓦锡提出氧化理论 1774年拉瓦锡提出氧化理论 1803年 1803年Dalton 建立的原子论 1808年盖 吕萨布（Gay-Lussac） 1808年盖•吕萨布（Gay-Lussac）的气体简比定 年盖• 律 1811年阿佛加德罗（Avogadro)定律和分子概念 1811年阿佛加德罗（Avogadro)定律和分子概念 年阿佛加德罗 1869年门捷列夫建立元素周期系 1869年门捷列夫建立元素周期系
§1 原子结构与元素周期系 6学时 §2 分子结构 §3 晶体结构 §4 配合物 §5 化学热力学基础 6学时 6学时 4学时 3学时
目 录
（上册） 上册）
第二篇 化学热力学与 化学动力学基础 14学时 学时
§6 化学平衡常数
4学时
§7 化学动力学基础 4学时 §8 水溶液 §9 酸碱平衡 3学时 6学时 3学时
化学创造了世界。 化学创造了世界。
高压钠灯
备注：钠蒸气放电发光问题早在1950年就得以解决，由于没有一 1950年就得以解决 备注：钠蒸气放电发光问题早在1950年就得以解决， 种能抵御高温钠蒸气（1400℃）强烈腐蚀的特殊材料，所以， 种能抵御高温钠蒸气（1400℃）强烈腐蚀的特殊材料，所以，直 1965年才制取第一支高压钠灯 年才制取第一支高压钠灯。 到1965年才制取第一支高压钠灯。
宏观
由宏观到微观，定性到定量，稳定态到亚稳定态， 由宏观到微观，定性到定量，稳定态到亚稳定态，经验上升到理 论并用理论指导实践，进而开创新的研究。 论并用理论指导实践，进而开创新的研究。 哪些是关键性的问题呢？ 哪些是关键性的问题呢？ 化学反应的性能，化学催化，生命过程中的化学问题等。总之， 化学反应的性能，化学催化，生命过程中的化学问题等。总之， 化学已成为中心科学， 世纪的四个重大课题（ 化学已成为中心科学，与21世纪的四个重大课题（能源、材料、环境 世纪的四个重大课题 能源、材料、 和生命科学）都有关。 和生命科学）都有关。
无机化学第四版-北师大等--绪论
矿产资源的再生利用。
3、化学继续推动材料科学的发展
微电子材料和器件 超导材料 新型纳米陶瓷 光纤通讯材料 聚合物结构材料 医用材料
4、 化学是提高人类生存质量和生存安全的有 效保障
通过研究各种物质和能的生物效应的化学
环
基础，找出最佳利用条件
境
化 学
研究开发对环境无害的化学品，研究对环 境无害的生产方式（绿色化学）
--- 徐光宪---
化学的发展历史悠久、源远流长
第一时期：古代及中古时期（17世纪中叶以前） 以实用为目的，化学知识来源于具体工艺
过程的实践
火的发现 陶器的制作 金属的冶炼 染色、酿造 造纸、火药等
五行学说(金、木、水、火、土） 四元素说（火、水、土、空气） 三要素说（硫、汞、盐）
第二时期：17世纪中叶-20世纪初 化学实现了从经验到理论的重大飞跃，真
道尔顿
原子论（1827）
阿伏加德罗 分子假说（1811）
门捷列夫 元素周期律（1869）
第三时期：20世纪 现代化学飞速发展，化学的理论、研究
方法、实验技术以及应用等方面都有了深刻 的变化，并衍生出更多的分支和交叉学科。
二、20世纪的化学在推动人类进步和科技发展 中起了核心的作用
1、 化学为人类的进步提供了丰富物质基础
3、推动了相关学科的发展， 促进了学科的交 叉与渗透
(1) 牵动其他学科向分子层次发展 生物小分子(糖、血红素、叶绿素、维生
素)的化学结构的研究。 生物大分子（蛋白质、酶）的分离提纯
技术及化学结构的研究 活性生物大分子的合成（维生素B12、胰
岛素）
生物学从描述性的科学发展成为20世纪末 的前沿学科，在很大程度上是依靠化学所提供 的理论、概念、方法，甚至试剂和材料
3、化学继续推动材料科学的发展
微电子材料和器件 超导材料 新型纳米陶瓷 光纤通讯材料 聚合物结构材料 医用材料
4、 化学是提高人类生存质量和生存安全的有 效保障
通过研究各种物质和能的生物效应的化学
环
基础，找出最佳利用条件
境
化 学
研究开发对环境无害的化学品，研究对环 境无害的生产方式（绿色化学）
--- 徐光宪---
化学的发展历史悠久、源远流长
第一时期：古代及中古时期（17世纪中叶以前） 以实用为目的，化学知识来源于具体工艺
过程的实践
火的发现 陶器的制作 金属的冶炼 染色、酿造 造纸、火药等
五行学说(金、木、水、火、土） 四元素说（火、水、土、空气） 三要素说（硫、汞、盐）
第二时期：17世纪中叶-20世纪初 化学实现了从经验到理论的重大飞跃，真
道尔顿
原子论（1827）
阿伏加德罗 分子假说（1811）
门捷列夫 元素周期律（1869）
第三时期：20世纪 现代化学飞速发展，化学的理论、研究
方法、实验技术以及应用等方面都有了深刻 的变化，并衍生出更多的分支和交叉学科。
二、20世纪的化学在推动人类进步和科技发展 中起了核心的作用
1、 化学为人类的进步提供了丰富物质基础
3、推动了相关学科的发展， 促进了学科的交 叉与渗透
(1) 牵动其他学科向分子层次发展 生物小分子(糖、血红素、叶绿素、维生
素)的化学结构的研究。 生物大分子（蛋白质、酶）的分离提纯
技术及化学结构的研究 活性生物大分子的合成（维生素B12、胰
岛素）
生物学从描述性的科学发展成为20世纪末 的前沿学科，在很大程度上是依靠化学所提供 的理论、概念、方法，甚至试剂和材料
无机化学 第一章 气体和溶液.
V
10.0
1.2 溶 液
一、浓度的几种表示方法 （溶质为A；溶剂为B)
1. 物质的量浓度 (c)
C nA (mol L1)
V
2.摩尔分数（X） xA =
nA ; n总
则：xA +xB =
xB =
nB ; n总
nA nB 1 n总 n总
推广：溶质和溶剂的摩尔分数 之和=1
3.质量摩尔浓度（b）
解:（1） pM RT
M
RT
p
0.5977 103 103 8.314 (273 1000) 97 103
65.2 103kg mol1 65.2 g mol1
(2) 65.2 2.03 32.07
硫蒸气的化学式为S2
只有一种气体
要计算该气体压强：
第一章 气体和溶液
物质的存在状态通常有三种： 气态、液态和固态。 本章重点介绍气体和溶液的一些基本规律。
1.1 对气体而言，主要掌握理想气体状态方程式和道尔顿分压定律 的应用。
1.2 对溶液而言，主要掌握稀溶液的“依数性”的公式和应用。 1.3 对胶体溶液而言，主要了解其相关性质。（自学）
1.1 气 体
解： PV nRT
PV m RT M
M m RT PV
M
=
0.118创10- 3 Kg 8.315Pa 鬃m3 mol-1 状K-1 73.3创103 Pa 250? 10- 6 m3
(25 +
273)K
M = 16醋10- 3 Kg mol- 1
例1-2：在1000 ℃和97 kPa压力下，硫蒸气的密度是 0.5977 gL-1。试求：（1）硫蒸气的摩尔质量，（2）硫 蒸气的化学式。
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• 1-2-1 元素，原子序数和元素符号
无机
化 学
•1-2-2 核素，同位素和同位素丰度
1. 核素---具有一定质子数和一定中子数的原 子称为一种核素。 它可以分为稳定核素和放射性核素；还可以 分为单核素元素和多核素元素。 核素符号, 质子数， 中子数， 质量数。 2.同位素---具有相同核电核数，不同中子数 的核素互称同位素。eg,氢的3种同位素氕，氘， 氚。 3.同位素丰度---某元素的各种天然同位素的 分数组成（原子百分比）。
化 学
无机
化 学
1—3 原子的起源和演化
1.宇宙之初 2.氢爆炸 3.氦燃烧 4.碳燃烧 5.@过程 6.e过程 7.重元素诞生 8.宇宙大爆炸理论的是非
• • • • • • • •
无机
化 学
1-4 氢原子结构的玻尔（行星）模型 Bohr’ model
• 1-4-1 • 1-4-2 氢原子光谱 波尔理论
无机
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1-2-3 原子的质量
一个原子的质量很小，但是不等于构成它 的质子和中子质量的简单加和。 例如，1摩尔氘原子的质量比1摩尔质子和1 摩尔中子的质量和小0.00431225g。这一差值称 为质量亏损，等于核子结合成原子核释放的能量 ---结合能。单位是百万电子伏特（Mev）。 不同数量的核子结合成原子释放的能量与核 子的数量不成比例，比结合能是某原子核的结合 能除以其核子数。比结合能越大，原子核越稳定。
h L mvr n 2
代入上式，得
• E = -（me4/8ε02h2）· （1/n2）=-B · （1/n2） • B= 1312kJ · mol-1=13.6eV
无机
总结：波尔理论要点如下: 1）行星模型 波尔假定，氢原子核外电子是 处在一定的线形轨道上绕核运行的。 2）定态假设 波尔假定，氢原子核外电子在 轨道运行时有一定的不变的能量，这种状态称为 定态。 基态---能量最底的定态。 激发态---能量高于基态的定态。 3）量子化条件 波尔假设，氢原子核外电子 的轨道是不连续的，在轨道运行的电子具有一定 的角动量。
n 值为 1 的定态.通常电子保持在能量最低的这一基态. 基态是 能量最低即最稳定的状态. 激发态(excited states): 指除基态以外的其余定态. 各激发态的能量随 n 值增大而增 高. 电子只有从外部吸收足够能量时才能到达激发态.
无机
化 学
★关于能量的吸Байду номын сангаас和发射跃迁规则.
玻尔模型认为, 只有当电子从较高能态(E2)向较低能态(E1) 跃迁时, 原子才能以光子的形式放出能量(即, 定态轨道上运动 的电子不放出能量), 光子能量的大小决定于跃迁所涉及的两条 轨道间的能量差. 根据普朗克关系式, 该能量差与跃迁过程产生 的光子的频率互成正比：
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化 学
•1-1-2 原子论的优点与缺点
道尔顿提出了原子量的概念，并且 解释了当时已知的化学反应的定量关系； 却不能给出许多元素的原子量，但是原 子论极大地推动了化学的发展。
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1—2 相对原子质量（原子量）
元素---具有一定核电核数的原子。 原子序数---按元素的核电核数进行 排序所得的序号。 元素符号
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化 学
第一篇 物质结构基础
第一章 原子结构与元素周期系
第二章 分子结构
第三章 晶体结构
第四章 配合物
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第一章
原子结构与元素周期系
道尔顿原子论 相对原子质量（原子量） 原子的起源和演化 原子结构的玻尔行星模型
1—1 1—2 1—3 1—4
1—5 氢原子结构的量子力学模型
1—6 基态原子电子组态 1—7 元素周期系 1—8 元素周期性
普朗克认为, 物体只能按hν的整数倍 (例如1, 2, 3等)一份一份地吸收或释出光 能, 而不可能是0.5, 1.6, 2.3等任何非整 数倍.这就是所谓的能量量子化概念.
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● 光电效应 1905年, 爱因斯坦(Einstein A)成功地解释 了光电效应(photoelectric effect), 将能量量子 化概念扩展到光本身. 对某一特定金属而言,不 是任何频率的光都能使其发射光电子. 每种金 属都有一个特征的最小频率(叫临界频率), 低 于这一频率的光线不论其强度多大和照射时 间多长, 都不能导致光电效应. The photoelectric effect 爱因斯坦认为, 入射光本身的能量也按普朗克方程量子化, 并将 这一份份数值为1的能量叫光子(photons), 一束光线就是一束光子 流. 频率一定的光子其能量都相同, 光的强弱只表明光子的多少, 而与每个光子的能量无关. 爱因斯坦对光电效应的成功解释最终使光的微粒性为人们所接 受. 以波的微粒性概念为基础的一门学科叫量子力学(quantum mechanics).
~R 1 1 2 2 n2 n1
式中 为波数的符号, 它定义为波长的倒数, 单位常用cm-1; R 为里 德堡常数, 实验确定为1.097 37×107 m-1; n2大于n1 , 二者都是不大的 正整数. 各线系 n 的允许值见下表：
The allowed values for n in above equation
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The experiments of particle of electrons The Planck equation The photoelectric effect
Plank 的 量子论 Einstein 的光子学说 电子微粒性的实验 导致了人们对波的深层次认 识，产生了讨论波的微粒性 概念为基础的学科 量子力 学（quantum mechanics）.
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4)跃迁规则 电子吸收光子就会跃迁到能 量较高的激发态，反之，激发态的光子会放出 光子返回基态或者能量较底的激发态。光子的 能量就是跃迁前后2个能级的能量之差。
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波尔理论的成功之处
● 解释了 H 及 He+、Li2+、B3+ 的原子光谱
Wave type
Calculated value/nm Experimental value/nm ● 说明了原子的稳定性
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1.5. 氢原子结构的量子力学模型
1.5.1 波粒二象性 (wave-particle) 1.5.2 德布罗意关系式 1.5.3 海森堡不确定原理 1.5.4 氢原子的量子力学模型
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卢瑟福 根据 粒子散射实验，创立了关于原
子结构的 “太阳-行星模型 ”. 其要点是：
1. 所有原子都有一个核即原子核(nucleus)；
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•以原子质量单位u为单位的某核素一个原 子的质量称为该核素的原子质量，简称原子
质量。
•1u等于核素12C的原子质量的1/12。 •核素的质量与12C的原子质量的1/12之比称 为核素的相对原子质量。它在数值上等于核 素的原子质量，量纲为一。
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1-2-4 元素的相对原子质量（原子量）
原子量是指一种元素的1摩尔质量对核素 12C的1摩尔质量的1/12的比值。 这个定义表相对原子质量明： 1）元素的相对原子质量是纯数。 2）单核素的相对原子质量等于该元素的核 素的相对原子质量。 3）多核素元素的相对原子质量等于该元素 的天然同位素相对原子质量的加权平均值。 Ar= ∑f*M
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★ 关于轨道能量量子化的概念. 电子轨道角动量的量子化也意味着
能量量子化. 即原子只能处于上述条件所限定的几个能态, 不可 能存在其他能态. 定态(stationary state)： 所有这些允许能态之统称.核外电子只能在有确定半径和能量的
定态轨道上运动, 且不辐射能量.
基态(ground state):
Name
n1
1 2 3 4 5
n2
2,3,4,… 3,4,5,… 4,5,6,… 5,6,7,… 6,7,8,…
Lyman series Balmer series Paschen series Brackett series Pfund series
紫外区。 可见区 。 红外区。
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对于巴尔麦( J. Balmer)系的经验公式
2. 核的体积只占整个原子体积极小的一部分；
3. 原子的正电荷和绝大部分质量集中在核上；
4. 电子像行星绕着太阳那样绕核运动.
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1.5.1 波粒二象性 (wave-particle)
电磁波是通过空间传播的能量. 可见光只不过是电磁波的一种 .
The electromagnetic spectrum
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1-4-1
氢原子光谱
氢原子光谱特征:
①不连续的、线状的， ②是很有有规律的.
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氢原子光谱由五组线系组成, 即紫外区的莱曼(Lyman)系, 可见 区 的 巴 尔 麦 (Balmer) 系 , 红 外 区 的 帕 邢 (Paschen) 系 、 布 莱 克 特 (Brackett)系和芬得(Pfund)系. 任何一条谱线的波数(wave number) 都满足简单的经验关系式:
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1—1 道尔顿原子论
古希腊哲学家德谟克利特 （Democritus)臆想出原子是物质最 小的，不可再分的，永存不变的微粒。 17至18世纪，波意耳第一次给出 了化学元素的定义—用物理方法不能 再分解的最基本的物质组分。
• 1-1-1原子论发展简史
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1732年，尤拉提出自然界存在多少种原 子，就有多少种元素。 1785年，拉瓦锡用实验证明了质量守恒 定律—化学反应发生了物质组成的变化，但 反应前后物质的总质量不变。 1797年，希特发现了当量定律。 1799年，普鲁斯特发现了定比定律。 19世纪初，道尔顿创立了化学原子论。