原子的结构和性质
化学元素的原子结构与性质
化学元素的原子结构与性质化学元素是构成物质的基本单位，每个元素都有独特的原子结构和性质。
了解元素的原子结构对于理解元素性质和化学反应至关重要。
本文将介绍化学元素的原子结构和性质，并探讨二者之间的关系。
一、原子结构化学元素的原子由原子核和围绕核运动的电子构成。
原子核由质子和中子组成，质子带正电荷，中子不带电。
原子核带有正电荷，而电子带有负电荷，这种相反电荷之间的吸引力维持着电子围绕原子核运动。
原子的质子数决定了元素的原子序数，也称为元素的核电荷数。
原子中的电子以能级或轨道的形式存在。
每个能级具有一定数量的子壳，而每个子壳又包含一定数量的轨道。
每个轨道最多可以容纳一对电子，且电子在同一个轨道上自旋方向相同。
轨道按照能级从低到高排列，分为K、L、M、N等不同的字母表示。
二、元素性质不同元素的原子结构导致了它们的性质差异。
元素的性质可以分为物理性质和化学性质。
1. 物理性质物理性质是指物质不发生化学变化时所表现出的性质。
这些性质主要包括颜色、硬度、密度、熔点、沸点等。
例如，金属元素通常具有良好的导电性和导热性，这与它们具有自由电子和紧密排列的结构有关。
2. 化学性质化学性质是指物质与其他物质发生化学反应时所表现出的性质。
元素的化学性质主要取决于其原子结构中的电子配置。
原子的外层轨道电子数目决定了元素的化学反应活性。
一般来说，内层电子较稳定，不易被其他原子接触，而外层电子较活跃，容易参与化学反应。
三、原子结构与性质的关系元素的原子结构决定了元素的性质，这正是因为不同元素具有不同的原子结构，才能体现出它们独特的性质。
1. 周期表和元素性质元素周期表是一种将元素按原子序数和电子结构排列的方式。
通过周期表的布局，我们可以观察到一些明显的规律，例如，元素的周期性重复性质。
这是因为周期表中的元素具有相似的电子配置，导致它们具有类似的化学性质。
2. 价电子和化学反应价电子是指原子最外层轨道上的电子，也是参与元素化学反应的主要电子。
第1讲 原子结构与性质
三原理一规则
最大容纳原理 能量最低原理 泡利原理 洪特规则
1）最大容纳原理：每个电子层最多容纳2n2个电子。
(2)能量最低原理 ①原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于 最低状态。 ②基态原子： 处于最低能量的原子 。当基态原子 吸收 能 量后，电子会 跃迁到较高能级 ，变成 激发态 (3)泡利原理 一个原子轨道最多容纳 2 个电子，而且 自旋状态 相反。 (4)洪特规则 当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子 总是优先 单独占据一个轨道 ，而且 自旋状态 相同。 原子。
意义
决定元素的种类 决定同位素和质量数 价电子决定元素化性
质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N) 原子： 质子数=核电荷数=原子序数=核外电子数
(1) 重 要 的 等 式
阳离子：质子数=核外电子数+离子所带电荷数 阴离子：质子数=核外电子数-离子所带电荷数
例1（99）“铱星”计划中的铱的一种同位素是 191 Ir其核内中子数是 B 77 A. 77 B. 114 C. 191 D. 268
元素原子核外电子总数比A元素原子核外电子总数多5
个，则A、B两元素形成的化合物可表示为(
A. A3B2 B.A2B3 C.AB3
B
)
D.AB2
例2.设X、Y、Z代表三种元素，已知：
① X+和Y-两种离子具有相同的电子层结构 ② Z元素原子核内质子数比Y元素原子核内质子数少9个 ③ Y和Z两种元素可以形成4核42个电子的负一价阴离子 据此，请填空： （1）元素Y是
Cr：1s22s22p63s23p63d44s2(×) 例如： Cr：1s22s22p63s23p63d54s1(√) Cu：1s22s22p63s23p63d94s2(×) Cu：1s22s22p63s23p63d104s1(√)
原子与分子的结构与性质
原子与分子的结构与性质原子与分子是构成物质的最基本单位，在化学和物理学中扮演着重要的角色。
他们的结构以及性质对于了解物质的本质、化学反应以及材料科学等方面都有着至关重要的影响。
本文将通过介绍原子与分子的结构和性质来探讨它们在科学研究和实际生活中的重要性。
一、原子的结构与性质1.1 原子的组成原子是构成物质的最小单位，由带正电荷的质子、不带电荷的中子以及带负电荷的电子组成。
质子和中子聚集在原子的中心，形成了原子核，而电子则环绕在原子核外层。
1.2 原子的结构模型原子的结构模型可以追溯到希腊时代的“质点模型”，但最为广泛接受的原子结构是由尼尔斯·玻尔提出的“波尔模型”。
波尔模型认为电子绕原子核转动的轨道是固定的，且电子能量是量子化的。
这个模型成功地解释了氢原子光谱等实验现象，并奠定了量子力学的基础。
1.3 原子的性质原子的性质主要通过其原子核和电子的特性来决定。
质子和中子的数量决定了原子的质量数，而电子的数量决定了原子的电荷性质。
不同原子的质子和中子的数量不同，因此原子的质量也不同。
电子在原子核周围的运动轨道也不同，这导致了不同元素的化学性质的差异。
二、分子的结构与性质2.1 分子的组成分子是由两个或多个原子以共用或共享电子的方式结合而成的。
在分子中，原子通过化学键相互连接，形成了复杂的结构。
2.2 分子结构的确定分子结构的确定是化学研究的重要内容之一。
通过实验技术如X射线晶体学、核磁共振等，科学家可以决定分子中各个原子的相对位置和空间排列。
这对于了解分子的性质和功能至关重要。
2.3 分子的性质分子的性质主要由其组成原子和化学键的特性所决定。
分子的大小、形状、化学键的类型等都会影响分子的性质。
分子的性质与其所在的化学物质有关，不同的分子之间会发生化学反应，形成新的物质。
三、原子与分子的应用3.1 化学反应原子与分子是理解化学反应过程的基础。
在化学反应中，原子和分子之间的化学键会被打破和形成，从而导致物质的转化。
第一章《原子结构与性质》知识点归纳
第一章《原子结构与性质》知识点归纳一、原子结构（一）原子的组成原子是由原子核和核外电子组成的。
原子核位于原子的中心，由质子和中子构成。
质子带正电荷，中子不带电。
核外电子围绕原子核作高速运动，带负电荷。
质子数决定了元素的种类，质子数相同的原子属于同一种元素。
质子数和中子数之和称为质量数，质量数约等于原子的相对原子质量。
（二）核外电子的排布核外电子的排布遵循一定的规律。
电子按照能量的高低分层排布，离原子核越近的电子能量越低，离原子核越远的电子能量越高。
核外电子排布的规律可用以下几条来概括：1、能量最低原理：电子总是先排布在能量最低的电子层里，然后再依次排布在能量较高的电子层里。
2、每层最多容纳的电子数为 2n²个（n 为电子层数）。
3、最外层电子数不超过 8 个（当 K 层为最外层时不超过 2 个）。
4、次外层电子数不超过 18 个。
（三）元素、核素、同位素元素是具有相同质子数（即核电荷数）的一类原子的总称。
核素是指具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。
同位素是指质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素。
同位素在自然界中普遍存在，许多元素都有同位素。
同位素的化学性质几乎相同，但物理性质有所不同。
二、原子结构与元素性质的关系（一）原子半径原子半径的大小取决于两个因素：一是电子层数，电子层数越多，原子半径越大；二是核电荷数，核电荷数越大，对核外电子的吸引力越强，原子半径越小。
同周期元素，从左到右，原子半径逐渐减小；同主族元素，从上到下，原子半径逐渐增大。
（二）电离能电离能是指气态原子或气态离子失去一个电子所需要的最小能量。
同一周期，从左到右，元素的第一电离能总体上呈增大趋势，但存在一些反常情况。
同一主族，从上到下，元素的第一电离能逐渐减小。
（三）电负性电负性是用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。
同一周期，从左到右，元素的电负性逐渐增大；同一主族，从上到下，元素的电负性逐渐减小。
原子的结构和性质
0
14
2.1.2 分离变量法求解薛定谔方程
运用分离法变量法使ψ( r, θ, φ)变成只 含一种变数的函数R(r)、Θ(θ)和Φ(φ)的乘积:
r,, Rr
15
sin2 (r2 R ) sin (sin )
R r r
2mr 2sin 2
2
E
Ze2 40 r
1
2 2
D = r2R2n,l(r)
41
2.3.2 原子轨道的径向部分与电子云 的径向部分
原子轨道的态函数形式非常复杂, 表达成图形才便于讨论化学问题。
42
作图对象重要涉及： (1) 态函数 (即轨道)和电子云；
(2) 完全图形和部分图形； 完全图形有: 态函数图：ψ(r,θ,φ) 电子云图：|ψ(r,θ,φ)|2
9
类氢原子的薛定谔方程：
哈密顿算符： H
2
2
ze2
2m
4 0 r
2
2 x2
2 y 2
2 z 2
薛定谔方程表达式：
2 2 2m
ze2
4 0
r
E
r x2 y2 z2
10
11
通过坐标变换，将 Laplace算符从直角坐 标系(x, y, z)换成球坐 标系(r, θ, ф):
2
1 r2
21
2.1.4 类氢原子的态函数
1.态函数表达式：
n,l,m r, , Rn,l r l,m m
令： Yl,m ( ,) l,m ( ) m ()
则： n,l,m Rn,l (r) Yl,m ( , )
22
Rn,l (r) : 径向态函数
Yl,m ( ,) : 角度态函数
原子的结构与性质
原子的结构与性质原子是构成所有物质的基本单位，也是化学研究的基础。
原子是由质子、中子和电子构成的，每个原子的质子数是固定的，称作原子序数。
但是中子数可变，同种元素的原子的质子数相同，但中子数不同，称为同位素。
原子的电子数也可以变化，同种元素的原子在电子数不同的情况下具有不同的化学性质。
原子的结构先来说说原子的基本结构。
原子由中心的原子核和绕核运动的电子构成。
原子核由质子和中子组成，质子带正电荷，中子无电荷。
电子带负电荷，它们在原子核周围高速运动，形成电子壳层。
原子核直径约为10^-15米，它带有正电荷，故原子是带正电荷的。
核内的质子和中子是稳定的，因为它们彼此之间的相互作用力变化不大。
电子壳层数量的不同会对原子性质产生明显的影响。
原子的第一层最多容纳2个电子，第二层最多容纳8个电子。
这意味着带一定电子数的不同元素具有不同的化学性质。
例如，氢原子只有一个电子，因此它比较容易失去电子成为正离子；又例如，氧原子由8个电子构成，因此它比较容易接受两个电子成为负离子。
原子的性质原子的性质涉及它们化学和物理方面的各种特征。
其中一些是：化学性质原子的化学性质包括其倾向于接受、捐赠或共享电子的方式。
这对于它们在化学反应中的行为非常重要。
元素周期表列出了元素的化学性质。
例如，氧原子是高度电负的，也就是它更倾向于吸收电子；另一方面，金属元素如铜和铁更倾向于捐赠电子。
物理性质原子的物理性质包括原子的质量、大小、密度和熔点等。
这些性质主要受到原子核和电子互相作用的影响。
原子的重量原子的重量可以通过原子质量或相对原子质量来表示。
原子质量等于原子核内质子和中子的质量之和，相对原子质量等于元素的原子质量与碳-12相对的比率。
例如，氧-16的原子质量为15.995 u，相对原子质量为16 u。
同位素可以有不同的原子质量和不同的相对原子质量。
原子的大小原子的大小可以通过测量原子的原子半径来确定。
原子半径是从原子核到最外层电子的平均距离。
原子的结构和性质
原子的结构和性质原子是构成物质的基本单位，它的结构和性质决定了物质的特征和行为。
本文将探讨原子的结构和性质，介绍原子的组成部分、电子结构以及相关的物理和化学性质。
一、原子的组成部分原子由三种基本粒子组成：质子、中子和电子。
质子和中子集中在原子的中心，即原子核，而电子则围绕着原子核运动。
质子是带正电荷的粒子，其电荷量等于电子的电荷量，但是符号相反。
质子的质量约为1.67×10^-27千克。
中子是电中性的粒子，不带电荷。
中子的质量也约为质子的质量。
电子是带负电荷的粒子，其电荷量等于质子的电荷量。
电子的质量很小，约为9.11×10^-31千克。
二、原子的电子结构原子的电子结构描述了电子在原子中的排布方式。
根据电子的能量不同，它们分布在不同的能级上。
原子的最内层能级称为K层，其次依次是L层、M层等。
每个能级可容纳的电子数有限，第一能级K层最多容纳2个电子，第二能级L 层最多容纳8个电子，以此类推。
原子的电子结构遵循“能级填充原理”和“奥克塔规则”。
能级填充原理指出，电子会优先填充能级低的轨道，直到轨道填满或接近填满。
奥克塔规则则表明，在填充电子时，每个轨道会尽可能容纳满的电子，以达到电子尽量成对的状态。
电子结构的不同决定了元素的化学性质和反应能力。
三、原子的物理性质原子的物理性质包括质量、体积、密度等。
原子质量是指一个单独的原子所具有的质量，它可以用质子数加上中子数来计算。
质子和中子的质量占据了原子的绝大部分质量。
原子体积主要取决于电子云的大小，由于电子的质量极小，原子的大小主要由电子云的外部边界决定。
原子的密度是指单位体积内的质量，不同元素的原子密度各不相同。
原子的密度与其原子质量和原子体积有关。
四、原子的化学性质原子的化学性质包括元素的化学反应和化学结合行为。
原子间的结合通过共价键、离子键和金属键等形式实现。
共价键形成于两个非金属原子之间，共享电子对；离子键形成于正负电荷的吸引力下，通常是金属和非金属原子之间的结合；金属键则是金属原子之间通过电子云共享实现的结合。
高一化学原子结构与性质知识点
高一化学原子结构与性质知识点原子是构成物质的最基本单位，掌握原子结构与性质对于深入理解化学世界至关重要。
本文将为您详细介绍高一化学原子结构与性质的相关知识点。
一、原子结构原子由带正电的原子核和围绕核运动的电子构成。
1. 原子核：原子核由带正电的质子和中性粒子——中子组成。
质子质量为1，带正电；中子质量为1，电荷中性。
2. 电子：电子是质量很轻、带负电的粒子。
每个原子的电子数与质子数相同，使得原子整体电荷为中性。
二、原子质量原子质量是指一个原子的质子数和中子数之和。
以质子质量为基础，可以计算出原子质量的相对大小。
1. 原子质量单位：原子质量单位（缩写：u）定义为^12C的质量的1/12。
相对质量较小的元素，其原子质量是小数；较重的元素，原子质量通常为整数。
2. 原子质量数：原子质量数是指原子核中质子数和中子数之和。
用A表示，如氧的原子质量数为16。
三、元素周期表元素周期表是由Dmitri Mendeleev按照原子序数和性质将元素分类而成的表格。
使用元素周期表可以了解元素的基本性质和结构。
1. 元素周期表的构成：元素周期表按序数递增排列，横排称为周期，竖排称为族。
2. 元素周期表的分区：- 主族元素：位于周期表的1A至8A族元素，具有较为相似的性质。
- 过渡元素：位于主族元素之后，包括3B至2B族元素。
- 稀有气体：位于元素周期表最后一列的18族元素，具有稳定的八电子外层。
- 锕系和锔系元素：位于元素周期表下方的两行分别为锕系和锔系元素。
四、原子的电子结构原子的电子结构指的是原子内电子的排布方式，可分为主壳层、次壳层和轨道。
1. 主壳层：原子中离核越远的电子主壳层数值越大。
主壳层的编号使用数字和字母表示（如1、2、3...K、L、M）。
2. 次壳层：主壳层内部的层级，由数字表示（如1s、2s、2p 等）。
3. 轨道：次壳层下的进一步划分，用字母表示（如s、p、d、f 等）。
五、原子的化学键和分子原子间的化学键和分子为物质的结构和性质提供了基础。
第二章 原子的结构和性质
1 2π
4. 单电子原子的波函数
●解Θ方程和R方程比较复杂,只将解得的一些波函数列于表2.2. ●ψ由n,l,m所规定,可用ψnlm表示: ψnlm=Rnl(r)Θlm(θ)Φm(φ)=Rnl(r)Ylm(θ,φ) 主量子数n=1,2,3,…,n; 角
2π
数l=0,1,2,…,n-1; 磁量子数m=0,±1,±2,…,±l
x
(5)对x求偏导,将(3)(1)(4)代入,
() 8 x r
1 φ r sin θ sin φ sin φ = yx 2 = 2 2 = cos 2 φ x r sin θ cos 2 φ r sin θ cos 2 φ φ sin φ ∴ = (9) x r sin θ cosθ cosφ sin φ 将(7)(8)(9)代入(4),得: = sin θ cosφ + (10) x r θ r sin θ φ r
z 2
r = cosθ z
θ sin θ 1 2 1 cos 2 θ sin 2 θ 2 3 = = r cos θ r = = z r r r r 1 φ φ sin θ =0 2 = cosθ (16) =0 cos φ z z r r θ z = ih x y Mz y 2π x
cosθ sin φ cosφ = sin θ sin φ + + r y r θ r sin θ φ (15)
r θ φ 类似地: = + y r y θ + y φ y
(11)
r θ φ r 2r = 2 z = 2r cos θ + = + z z z r z θ z φ θ 1 sin θ = ( x 2 + y 2 + z 2 ) 1/ 2 + z ( x 2 + y 2 + z 2 ) 3 / 2 (2 z )
原子结构与性质
若n=3，以下能级符号错误的是（ ） A．n p B．n f C．n d D．n s
AD
3
B
4
下列各电子能层中，不包含 d 能级的是 （ ） A、N能层 B、M能层 C、L能层 D、K能层
5
CD
6
三、构造原理
原子核外电子排布必须遵循一定的能级顺序进行填充
②任一能层的能级总从s能级开始，能级数=能层序数。
④以s、p、d、f……排序的各能级可容纳的最多电子数依次 为1、3、5、7……的二倍。
③各能级所在能层的取值
ns→n≥1；
np→n≥2；
nd→n≥3；
······
2
8
18
32
2n2
以下能级符号正确的是（ ） A、6s B、2d C、3f D、7p
一、开天辟地──原子的诞生
1、现代大爆炸宇宙学理论
其他元素
原子核的熔合反应
大量氢
少量氦
极少量锂
约2h后
宇宙
大爆炸
诞生于
2、氢是宇宙中最丰富的元素，是所有元素之母。
3、地球上的元素绝大多数是金属，非金属 （包括稀有气体）仅22种。
原子的结构
原子
原子核
核外电子
质子
中子
核电荷数=核内质子数=核外电子数
AB
4、某元素原子的价电子构型为3s23p4, 则此元素在周期表的位置是____________
第3周期，第VIA族
A．Cl-
D．1s22s22p63s23p6
B．
C．
B
AC
3、构造原理揭示的电子排布能级顺序，实质是各能级能量高低。若以E(nl)表示某能级的能量，以下各式中正确的是（ ） A．E(4s)＞E(3s)＞E(2s)＞E(1s) B．E(3d)＞E(4s)＞E(3p)＞E(3s) C．E(5s)＞E(4f)＞E(4s)＞E(3d) D．E(5s)＞E(4s)＞E(4f)＞E(3d)
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原子的结构和性质
原子是物质的基本构建单元，由一个中心核和绕核运动的电子组成。
原子的结构和性质对于理解物质的性质和化学反应机制至关重要。
本文将
从原子的结构、原子的物理性质、原子的化学性质和原子的性质的变化等
方面进行阐述。
首先，原子的结构主要由原子核和电子组成。
原子核是位于原子中心
的带正电荷的粒子，由质子和中子组成。
质子带正电荷，中子不带电荷。
电子是带负电荷的粒子，围绕在原子核外层的电子壳中。
原子核的质量集
中在质子和中子上，而电子的质量很小。
原子的物理性质包括质量、电荷和大小。
原子的质量可以通过质子和
中子的数量来确定，通常用原子质量单位来表示。
原子的电荷由电子和质
子的数量决定，通常情况下原子是电中性的，即正电荷和负电荷平衡。
原
子的大小通常通过原子半径来表示，原子半径的大小和电子壳的分布有关，一般来说，原子的半径越大，中心核和外层电子之间的距离越远。
原子的化学性质主要涉及原子的化学键和化学反应。
原子通过与其他
原子形成化学键来形成化合物。
化学键主要包括共价键和离子键。
共价键
是通过电子共享来形成的，如在氢气分子中，两个氢原子共享一对电子。
离子键是由正离子和负离子之间的吸引力形成的，如氯化钠中的氯离子和
钠离子。
化学反应是指原子之间的重新排列以形成新的化学物质。
在化学
反应中，原子的化学键会被打破和形成，导致反应物变为产物。
原子的性质会随着原子的变化而变化。
首先，原子的性质可以通过元
素周期表来归类和预测。
元素周期表是按照原子序数排列的表格，元素周
期规律地从左到右和从上到下排列。
在同一周期中，原子的大小和电负性
呈现出规律性的变化。
在同一族中，原子的性质也会有相似之处，如同一族的元素通常具有相似的化学性质。
其次，原子的性质还与原子的能级结构有关。
原子中的电子按照能级填充，每个能级可以容纳一定数量的电子。
不同能级的电子具有不同的能量。
最外层的电子被称为价电子，它们对于原子的化学性质起着重要的作用。
价电子的数量和分布决定了原子的化学键和化学反应。
能级结构还解释了原子的光谱现象，当电子从一个能级跃迁到另一个能级时，会吸收或释放能量，产生特定的光谱线。
最后，原子的性质还与核反应有关。
核反应是指原子核发生变化的过程，如放射性衰变和核聚变。
放射性衰变是指原子核自发放出粒子和/或电磁辐射，以获得更稳定的状态。
核聚变是指两个原子核融合在一起形成更大的核，释放出巨大的能量。
这些核反应对于核能的利用和核武器的制造有重要的意义。
总之，原子的结构和性质是我们理解物质和化学反应的基础。
通过研究原子结构和性质，我们能够了解元素周期表的规律，预测化学反应的发生和结果，并应用于各个领域的科学和技术研究中。
对于我们更深入地理解世界的微观世界，原子的结构和性质具有重要的意义。