药用无机化学——原子结构

原子结构原子结构学习目标1.了解微观粒子运动的基本特征。 2.掌握四个量子数的物理意义和取值规则； 3.掌握核外电子排布三原则，熟练书写1-36号元素的 核外电子排布。重点：四个量子数及其应用，核外电子排布原则

2014-1-27

药用无机化学—原子结构 原子结构一

核外电子运动的特殊性 核外电子排布规律

二

原子结构长期以来， 人们为了知 道物质的性 质的内在原 因进行了不 断地探索， 当人们逐步 揭示物质内 部结构的奥 秘时，才知 道物质的性 质与它内部 的结构密切 相关。3

原子结构原子的组成质子(Z) 原子核 原子 核外电子 核内质子数=核电荷数=核外电子数 原子的质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N) 原子标记： 如：

中子(N)

原子结构在物质的化学变化过程中，原子核并不发生 改变(核反应除外),只是核外电子运动状态发生 了变化。所以研究原子的结构应主要研究其核外 电子的运动。

如：2H2+ O2 = 2H2O

原子结构一、 核外电子运动的特殊性(一)历史回顾 (二)核外电子运动的特殊性

(三)波函数与原子轨道(四)电子云

(五)四个量子数

原子结构(一)历史回顾

原 子 结 构 模 型 的 演 变

原子结构 玻尔理论的成功与不足之处Bohr 理论首次提出了量子化、定态 (基态、激发态)、能级等重要概念，并 成功地解释了氢原子的不连续光谱，获得 了1922年诺贝尔物理奖。但是，他未能冲 破经典物理学的束缚，不能解释多电子原 子光谱 , 他的理论属于旧量子论加经典 力学，电子的运动并不遵守经典力学的规 律，而具有微观世界粒子的特性。

15:56

原子结构(二)核外电子运动的特殊性 1.微观粒子的波粒二象性1924年德布罗依提出，微观粒子都具有 波粒二象性。 1927年，电子衍射实验证实电子具有波 粒二象性。

电子衍射图像

2014年1月27日3时56分

原子结构(二)核外电子运动的特殊性 2.不确定原理 1927年德国物理学家海森保提出:对运动中的 微观粒子的位置与速率之间存在着测不准关系，根 据不确定原理，粒子位置的测量准确度越大 ，其

速率的准确度就会愈小 ，反之亦然。

2014年1月27日3时56分

原子结构例如：氢原子核外一个电子的运动

原子结构微观粒子的波粒二象性和测不准原理使人们认识到

不能用经典的牛顿力学来描述微粒，玻尔理论认为电子在固定不变的圆形轨道上运动是不对的。 只能采用统计方法，对微粒运动作出几率的判断，从

而推出核外电子的运动规律。

原子结构

电子出现的几率

原子的波动力学模型 (1926)

原子结构(三)波函数与原子轨道波函数(Ψ

):描述核外电子运动状态的函数。 波函数(Ψ)的空间图象称为原子轨道，表示电子 在原子核外运动的某个空间范围。

原子轨道示意图2014-1-27 14

原子结构(四)电子云电子在这些区 域出现的机会 大于90%

以小黑点疏密程度 来形象地表示电子在 空间几率密度分布的 图形，称为电子云图。 基态氢原子电子云图

原子结构(四)电子云处于不同运动状态的电子，波函数Ψ各不相同，所 以其对应的空间图象-原子轨道和电子云也不相同。

原子轨道示意图“+”波峰，“-”波谷 电子云轮廓图 | Ψ|2全为正值

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