第一章 原子结构与元素周期律:本章是无机化学部分最核心的内容之一,也是后续学习分子结构的基础。结构决定性质,性质决定用途。化学反应不涉及原子核的变化,原子的性质主要取决于核外电子的性质。本章从人们对核外电子运动特点的认识过程、核外电子运动状态的现代描述(波函数)、核外电子排布的原则和规律、以及原子半径和电离能等元素性质的周期性变化规律四个方面进行讲解,讲解过程中讨论了认识未知事物的方法以及分析和解决复杂问题的方法。1.1原子核外电子的运动状态:电子的体积很小,截至目前,现有的显微技术仍不足以直接观察到单个电子的运动情况,人们对其的认识多是通过光谱等间接的方法获得的。本章从氢原子光谱实验结果的分析和解释开始,讨论了玻尔理论及核外电子运动的量子化特征;德布罗意预言及电子衍射实验分别预测和证实,原子核外电子的运动具有波粒二象性;通过具体计算说明了电子的波动性及海森堡不确定原理。在相关内容的讲述中简单讨论了认识未知事物常用的几种方法。
1.2波函数与四个量子数:波函数也称原子轨道,是描述原子核外电子运动状态的数学函数式,是后续学习分子结构理论的重要基础。本小节分两个视频对波函数和四个量子数进行讨论。一个主要介绍波函数的基本概念、四个量子数的取值范围和物理意义、以及波函数和电子运动状态与量子数的关系;另一个讨论波函数的径向部分和角度部分、电子云的径向部分和角度部分、以及二者的作用、区别和联系。在讲解过程中简单讨论了分析和解决复杂问题常用的一些方法。
1.3原子核外电子的排布:原子的化学性质主要取决于核外电子特别是最外层电子的性质,讨论原子核外电子的排布及其规律具有重要意义。本小节分两个视频对原子核外电子的排布进行讨论。一个主要讨论核外电子排布需遵循的三个基本原则;另一个侧重于讨论不同原子核外电子的排布情况以及相应的一些周期性变化等规律。能量最低原理是电子排布需遵循的基本原则之一,讲解中结合屏蔽效应和钻穿效应讨论了多电子原子中发生能级交错的原因及其对核外电子排布的影响。
1.4元素周期律:元素周期律是指元素性质随着元素的原子序数的递增呈周期性变化的规律。结构决定性质。元素性质呈现周期性变化的内在原因是原子核外电子排布的周期性变化。本节主要讨论了原子半径和电离能在同一周期和同一族的周期性变化规律,对其影响因素以及主族元素和副族元素的变化情况的区别及特例进行了分析。有关电子亲和能和电负性等元素其他性质的变化规律,大家可以根据原子核外电子排布情况及半径的变化规律等自己学习。
1.1原子核外电子的运动状态:电子的体积很小,截至目前,现有的显微技术仍不足以直接观察到单个电子的运动情况,人们对其的认识多是通过光谱等间接的方法获得的。本章从氢原子光谱实验结果的分析和解释开始,讨论了玻尔理论及核外电子运动的量子化特征;德布罗意预言及电子衍射实验分别预测和证实,原子核外电子的运动具有波粒二象性;通过具体计算说明了电子的波动性及海森堡不确定原理。在相关内容的讲述中简单讨论了认识未知事物常用的几种方法。
1.2波函数与四个量子数:波函数也称原子轨道,是描述原子核外电子运动状态的数学函数式,是后续学习分子结构理论的重要基础。本小节分两个视频对波函数和四个量子数进行讨论。一个主要介绍波函数的基本概念、四个量子数的取值范围和物理意义、以及波函数和电子运动状态与量子数的关系;另一个讨论波函数的径向部分和角度部分、电子云的径向部分和角度部分、以及二者的作用、区别和联系。在讲解过程中简单讨论了分析和解决复杂问题常用的一些方法。
1.3原子核外电子的排布:原子的化学性质主要取决于核外电子特别是最外层电子的性质,讨论原子核外电子的排布及其规律具有重要意义。本小节分两个视频对原子核外电子的排布进行讨论。一个主要讨论核外电子排布需遵循的三个基本原则;另一个侧重于讨论不同原子核外电子的排布情况以及相应的一些周期性变化等规律。能量最低原理是电子排布需遵循的基本原则之一,讲解中结合屏蔽效应和钻穿效应讨论了多电子原子中发生能级交错的原因及其对核外电子排布的影响。
1.4元素周期律:元素周期律是指元素性质随着元素的原子序数的递增呈周期性变化的规律。结构决定性质。元素性质呈现周期性变化的内在原因是原子核外电子排布的周期性变化。本节主要讨论了原子半径和电离能在同一周期和同一族的周期性变化规律,对其影响因素以及主族元素和副族元素的变化情况的区别及特例进行了分析。有关电子亲和能和电负性等元素其他性质的变化规律,大家可以根据原子核外电子排布情况及半径的变化规律等自己学习。
[判断题]在镁原子中,有一个电子的四个量子数可能是n=2,l=1,m=0,ms=1/2,它应该在某个2P原子轨道上。选项:[错, 对]
[判断题]波函数的角度分布图只与角量子数有关,与主量子数无关。选项:[错, 对]
[判断题]海森堡测不准原理说明当时的测量工具还不够精准,需要研制更精准的测量工具。选项:[错, 对]
[判断题]同一族中电子层多的一定比电子层少的原子半径大。选项:[错, 对]
[单选题]下列各组量子数不合理的是选项:[n=2, l=2, m=-1, n=2, l=1, m=0, n=3, l=1, m=1, n=3, l=0, m=0]
[单选题]可以揭示原子核外电子运动具有量子化特征的实验是选项:[都可以, 电子衍射实验, 光电效应实验, 氢原子光谱实验]
[单选题]在多电子原子中,具有如下量子数的电子能量最高的是选项:[3,1,1,-1/2, 3,2,-2,-1/2, 2,1,0,-1/2, 2,1,1,-1/2]
[单选题]下列元素的第一电离能最大的是选项:[C, N, B, O]
[单选题]Cu的价电子构型为

选项:[3d104s1

, 3d84s24p1

, 3d94s2

, 3d114s0

]
[单选题]下列说法正确的是选项:[钻穿效应使内层电子能量升高, 屏蔽效应使内层电子能量升高, 钻穿效应使内层电子能量降低, 屏蔽效应使外层电子能量升高]
[单选题]Cu的价电子构型为

选项:[3d114s0

, 3d104s1

, 3d84s24p1

, 3d94s2

]
[单选题]下列元素的第一电离能最大的是选项:[O, C, B, N]
[判断题]海森堡测不准原理说明当时的测量工具还不够精准,需要研制更精准的测量工具。选项:[错, 对]
[判断题]波函数的角度分布图只与角量子数有关,与主量子数无关。选项:[错, 对]
[判断题]在镁原子中,有一个电子的四个量子数可能是n=2,l=1,m=0,ms=1/2,它应该在某个2P原子轨道上。选项:[错, 对]
[单选题]在多电子原子中,具有如下量子数的电子能量最高的是选项:[2,1,0,-1/2, 3,2,-2,-1/2, 2,1,1,-1/2, 3,1,1,-1/2]
[单选题]可以揭示原子核外电子运动具有量子化特征的实验是选项:[光电效应实验, 氢原子光谱实验, 都可以, 电子衍射实验]
[单选题]下列各组量子数不合理的是选项:[n=2, l=1, m=0, n=3, l=1, m=1, n=2, l=2, m=-1, n=3, l=0, m=0]
[判断题]同一族中电子层多的一定比电子层少的原子半径大。选项:[对, 错]
[单选题]下列说法正确的是选项:[钻穿效应使内层电子能量升高, 屏蔽效应使外层电子能量升高, 屏蔽效应使内层电子能量升高, 钻穿效应使内层电子能量降低]

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