close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Химия

код для вставкиСкачать
Строение атома
«…Величайшую помощь всякому
изучающему химию прежде всего окажет
хорошее знание строения атома» (Л.Полинг)
23.09.2014
Лекция 01
1
Атом - наименьшая частица химического
элемента, носитель его свойств.
Связываясь друг с другом, атомы одного или
разных элементов образуют более сложные
частицы, например, молекулы.
Все многообразие твердых, жидких и
газообразных веществ обусловлено
различными сочетаниями атомов друг с
другом
23.09.2014
Лекция 01
2
Сложность строения атома
Прохождение электрического тока через
жидкости (М.Фарадей, 30-е г. XIX в)
Катодные лучи, открытие электрона
Радиоактивность (Беккерель, 1896 г)
Установление природы радиоактивности
(Резерфорд, 1899-1903)
Открытие ядер атомов (Резерфорд, 1909-1911)
Определение заряда электрона (Р.Милликен,
1909)
23.09.2014
Лекция 01
3
Эрнест Резерфорд
1871-1937
Нобелевская премия
1908 г
23.09.2014
Лекция 01
4
Модель Э.Резерфорда
В центре атома находится положительно
заряженное ядро, занимающее очень
малую часть пространства
Весь положительный заряд и почти вся
масса атома сосредоточена в его ядре
Вокруг ядра вращаются электроны, их
число равно положительному заряду
ядра
23.09.2014
Лекция 01
5
Нильс Бор
(1885-1962)
Нобелевская премия
1922 г.
23.09.2014
Лекция 01
6
Теория Н.Бора (1913 г)
Электрон может вращаться вокруг ядра не по
произвольным, а только по строго определенным
(стационарным) круговым орбитам
mvr = nħ
m – масса электрона, n – номер орбиты, ħ –
постоянная Планка, 1.05•10-34 Дж•с
При движении по стационарной орбите электрон не
излучает и не поглощает энергии
ΔЕ = Е1 – Е2 = hυ
υ – частота излучения, h = 2πħ = 6,62•10-34 Дж•с
23.09.2014
Лекция 01
7
Современная модель атома
23.09.2014
Лекция 01
8
Характеристики частиц в составе атома
Частица
Обозн
ачени
е
Масса покоя
Заряд
Кг
а.е.м.
К
Протон
p
1.6710-27
1
1.6010-19
+1
Нейтрон
n
1.6710-27
1
0
0
Электро
н
ē
9.110-31
1/2000 mp
1.6010-19
-1
23.09.2014
Лекция 01
9
Массовое число атома
Общее число протонов (Р) и нейтронов (N)
называется массовым числом атома (А)
А=Р+N
23.09.2014
Лекция 01
10
Изотопы, изобары, изотоны
Название
A
Z
N
Изотопы
A1 A2
Z1 = Z2
N1 N2
Изобары
A1 = A 2
Z1 Z2
N1 N2
Изотоны
A1 A2
Z1 Z2
N1 = N2
23.09.2014
Лекция 01
11
Изотопы, изобары, изотоны
Изотопы
40Ca, 42Ca
Изобары
40Ar, 40K
Изотоны
136Xe, 138Ba
23.09.2014
Лекция 01
12
Строение электронной
оболочки
23.09.2014
Лекция 01
13
Принципы волновой механики
1.
2.
3.
Корпускулярно-волновой дуализм
микрочастиц.
Принцип неопределённости
Гейзенберга.
Вероятностный характер описания
микрочастиц
23.09.2014
Лекция 01
14
Электрон имеет двойственную
(корпускулярно-волновую) природу
h
mv = mv2
= hυ = h
или
v
р=
h
(Л.Де Бройль, 1924 г.)
23.09.2014
Лекция 01
15
ПРИНЦИП НЕОПРЕДЕЛЁННОСТИ
ГАЙЗЕНБЕРГА
xp
23.09.2014
Лекция 01
16
Вероятностный характер
описания микрочастиц
- волновая функция
||2 - плотность вероятности (электронная
плотность)
||2dV - вероятность
H = E - уравнение Шредингера.
23.09.2014
Лекция 01
17
Электронное облако
23.09.2014
Лекция 01
Плотность облака
пропорциональна
вероятности
нахождения
электрона в данной
области
пространства
18
[Ахметов Н.С.Общая и неорганическая химия.М.:ВШ,
1981. С.13]
23.09.2014
Лекция 01
19
Квантованность полной энергии в атоме
Энергия атома меняется скачками. Е1 Е2, Е3 …
Квантованы также орбитальный момент импульса М1,
проекция орбитального момента на некоторую ось Z,
спиновой механический момент.
M1 = 2 l(l+1), где l = 0, 1, 2, 3…, (n-1)
M1z = m1, где m1 = -l, -(l-1)…0, …(l-1), l
Ms = 2S(S+1); Msz = ms; ms = 1/2
Стационарное (независящее от времени) состояние
одноэлектронного атома однозначно характеризуется
четырьмя квантовыми числами: n, l, ml, ms.
23.09.2014
Лекция 01
20
Квантовые числа электронов
n – главное квантовое число
n = 1, 2, 3, …,
Энергия атома водорода зависит только от n
Состоянию с заданным n (энергетическому
уровню) соответствует ряд состояний,
отличающихся значениями l, ml и ms.
23.09.2014
Лекция 01
21
Квантовые числа электронов
l – побочное (орбитальное) квантовое число
l = 0, 1, 2, 3, … (n-1)
s, p, d, f, …
l определяет энергию электрона на данном
уровне, форму электронного облака
Состоянию с заданными n и l (энергетическому
подуровню) соответствует ряд состояний,
отличающихся значениями ml и ms.
23.09.2014
Лекция 01
22
Квантовые числа электронов
ml – магнитное квантовое число
ml = -l, -(l-1), … 0, …+1,
всего 2l+1 значение
ml определяет ориентацию электронного
облака в пространстве
23.09.2014
Лекция 01
23
Форма электронных орбиталей
z
y
S-орбиталь
x
23.09.2014
Лекция 01
24
Форма электронных орбиталей
р-орбитали
23.09.2014
Лекция 01
25
Квантовые числа электронов
Спин электрона – квантовое свойство
электрона, не имеющее классических
аналогов.
S=½
Магнитное спиновое квантовое число ms –
проекция спина на ось z
ms= ±½
23.09.2014
Лекция 01
26
При химических реакциях ядра
реагирующих атомов остаются
неизменными.
Химические свойства атомов зависят от
строения их электронных оболочек
23.09.2014
Лекция 01
27
Уровни, подуровни, орбитали
E
3d
M
n=3
3p
3s
2p
L
n=2
2s
n=1
1s
K
23.09.2014
Лекция 01
28
Уровни, подуровни, орбитали
Порядок заполнения электронами
уровней, подуровней и орбиталей в
сложном атоме определяет его
электронную конфигурацию, т.е.
распределение электронов по
подуровням в основном
(невозбужденном) состоянии атома или
его иона
23.09.2014
Лекция 01
29
Принцип Паули
В атоме не может быть двух электронов,
у которых все четыре квантовых числа
были бы одинаковы.
23.09.2014
Лекция 01
30
Правило Гунда
При данном значении l ( то есть в
пределах определенного подуровня)
электроны располагаются таким
образом, чтобы суммарный спин был
максимальный.
23.09.2014
Лекция 01
31
Принцип наименьшей энергии
В атоме каждый электрон располагается
так, чтобы его энергия была
минимальной.
1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<…
23.09.2014
Лекция 01
32
Первое правило Клечковского
Энергия электрона тем меньше, чем
меньше сумма (n+l)
23.09.2014
Лекция 01
33
Второе правило Клечковского
При равной сумме (n+l) энергия
электрона тем меньше, чем меньше n
23.09.2014
Лекция 01
34
Периодический закон и
периодическая система
химических элементов
23.09.2014
Лекция 01
35
Периодическая зависимость свойств
химических элементов заключается в
периодическом повторении
электронной структуры по мере
увеличения числа электронов в атоме.
23.09.2014
Лекция 01
36
Документ
Категория
Презентации по химии
Просмотров
18
Размер файла
1 267 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа