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2-2 原子结构 (Atomic Structure) What are atomic structures and models, quantum numbers, electron configurations in atoms? 量子力学的几个基本概念： （1）微观粒子的波粒两象性 每个光子的能量：E＝hγ 每个光子的动量：p＝ hγ/c＝h/ λ 按照波动力学观点，电子和一切微观粒子都具有二象性，既具有粒子性，又具有波性。 （2）海森堡测不准原理 同时确定位置和动量，原则上是不可能的，若将其中一个量测量到任何的准确程度，则对另一个量的测量准确度就会相应降低： Δx×Δp ≈ h/2π 该原子表明了量子力学的一个基本特点：我们不能决定某一物理量的确切数值，而只能从宏观大量的测量中得到它的几率分布；如果要使这个几率范围达到极窄，则只有牺牲该体系中要测量的其他物理量精度才能达到。这与经典力学有着本质上的区别。 （3）薛定谔方程 人们往往用连续分布的“电子云”代替轨道来表示单个电子出现在各处的几率，电子云密度最大的地方就是电子出现几率最大的地方。粒子在空间各点出现的几率只取决于波函数在空间各点强度的比例，而不取决于强度的绝对大小。 3. 泡利不相容原理： 原子中每个电子必须有独自一组四个量子数， 一个原子中不可能有运动状态完全相同的两个电子； 或者说在同一原子中，最多只能有两个电子处于同样能量状态的轨道上，而且这两个电子的自旋方向必定相反。 电离势的数值大小主要取决于原子的有效核电荷、原子半径、以及原子的电子构型。 （1）同一周期的元素具有相同的电子层数，从左到右有效核电荷增大，原子的半径减小，原子核对外层电子的引力加大。因此，越靠右的元素，原子越不易失去电子，电离势也就大。 （2）不同周期元素的电子层数不同，最外层电子数相同原子半径增大起主要作用，因此，半径越大，原子核对电子引力越小，原子越易失去电子，电离势就越小。 （3）电子构型是影响电离势的第三个因素，某些元素具有全充满和半充满的电子构型，稳定性能较高，因此电离势较高。 2-3 原子之间的相互作用和结合 (Atomic Interaction and Bonding) What are the interatomic bonds ? What are the equilibrium separation , distance and the bonding energy between atoms ? What is the Coordination Number of atom? 非极性共价键：共有电子对称分布于两个原子之间，如H2 极性共价键：共用电子对不是对称地分布于两个原子之间，而是靠近某原子，如HF 配位共价键：是两个共用电子仅由键合原子之一单独提供时发生，如H+与NH3结合成铵离子 4、混和键合 (Mixed Bonding) 1） 电负性 (electronegativity): 表示吸引电子的能力 同一周期 左 右 电负性增高 同一族 上 下 电负性降低 2）电负性对化学键的影响: 同种原子间无影响 异种原子相互作用时: 两元素电负性相差较大: 非金属——非金属 成极性共价键 电负性相差很大: 金属—— 非金属 成离子键 各种键型的比较 键能的定义：在101.3kPa，298K条件下，断开1molAB（理想气体，标准状态）为A、B过程的焓变，称为AB键的键能。 一般来说，化学键最强（其中，以金属键能为最小），氢键次之，分子键最弱。 具体见课本第33页 表2－8所示 2-4 多原子体系电子的相互作用与稳定性 （Electron Interaction and Stability of Polyatomic System) What is the Hybrid Orbital of atoms? What is the Molecular Orbital in compounds? What is the Fermi Energy Level in metals? What is the Energy Band Structures in soli