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巖土師考試輔導(dǎo):物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的狀態(tài)1

更新時間:2013-07-30 09:36:54 來源:|0 瀏覽0收藏0

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摘要 巖土師考試輔導(dǎo):物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的狀態(tài)

  根據(jù)考試大綱得知,巖土工程師考試基礎(chǔ)部分――高等數(shù)學(xué)考點含有:物質(zhì)結(jié)構(gòu)與物質(zhì)狀態(tài)、溶液、周期表、化學(xué)反應(yīng)方程式、氧化還原于點化學(xué)、有機(jī)化學(xué)等。中華考試網(wǎng)根據(jù)網(wǎng)校學(xué)員反饋需求整理了相關(guān)知識點,本節(jié)為學(xué)員講述的知識點為物質(zhì)結(jié)構(gòu)與物質(zhì)狀態(tài)-原子結(jié)構(gòu),具體內(nèi)容如下:

  原子結(jié)構(gòu)

  1.核外電子的運動特性

  核外電子運動具有能量量子化、波粒二象性和統(tǒng)計性的特征,不能用經(jīng)典的牛頓力學(xué)來描述核外電子的運動狀態(tài)。

  2.核外電子的運動規(guī)律的描述

  由于微觀粒子具有波的特性,所以在量子力學(xué)中用波函數(shù)Ψ來描述核外電子的運動狀態(tài),以代替經(jīng)典力學(xué)中的原子軌道概念。

  (1)波函數(shù)Ψ(原子軌道):用空間坐標(biāo)來描寫波的數(shù)學(xué)函數(shù)式,以表征原子中電子的運動狀態(tài)。

  一個確定的波函數(shù)Ψ,稱為一個原子軌道。

  (2)概率密度(幾率密度):Ψ2表示微觀粒子在空間某位置單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率即概率密度。

  (3)電子云:用黑點疏密的程度描述原子核外電子出現(xiàn)的概率密度(Ψ2)分布規(guī)律的圖形。黑點較密的地方,表示電子出現(xiàn)的概率密度較大,單位體積內(nèi)電子出現(xiàn)的機(jī)會較多。

  (4)四個量子數(shù):波函數(shù)Ψ由n.l.m三個量子數(shù)決定,

  三個量子數(shù)取值相互制約:

  1) 主量子數(shù)n的物理意義:

  n的取值:n=1,2,3,4……∞ ,

  意義: 表示核外的電子層數(shù)并確定電子到核的平均距離;確定單電子原子的電子運動的能量。

  n = 1,2,3,4, ……∞, 對應(yīng)于電子層K,L,M,N, ???

  具有相同n值的原子軌道稱為處于同一電子層。

  2) 角量子數(shù)ι:

  ι的取值:受n的限制,ι= 0,1,2……n-1 (n個)。

  意義:表示亞層,確定原子軌道的形狀;對于多電子原子,與n共同確定原子軌道的能量。…

  ι的取值: 1 , 2 , 3 , 4

  電子亞層: s, p, d, f……

  軌道形狀: 球形 紡錘形 梅花形 復(fù)雜

  圖3-1

  3) 磁量子數(shù)m:

  m的取值:受ι的限制, m=0 ,±1,±2……±ι(2ι+1個) 。

  意義:確定原子軌道的空間取向。

  ι=0, m=0, s軌道空間取向為1;

  ι=1, m=0 ,±1, p軌道空間取向為3;

  ι=2, m=0 ,±1,±2 , d軌道空間取向為5;

  ……

  n,ι相同的軌道稱為等價軌道。

  一個原子軌道是指n、ι、m三種量子數(shù)都具有一定數(shù)值時的一個波函數(shù)Ψ(n,ι,m),例如Ψ(1,0,0)代表基態(tài)氫原子的波函數(shù)。

  n、ι、m取值合理才能確定一個存在的波函數(shù),亦即確定電子運動的一個軌道。

  n、ι、m的取值與波函數(shù):

  n=1(1個), ι=0,m=0, Ψ(1,0,0)

  n=2(4個), ι={

  n=3(9個), ι={

  n=4(16個)

  ……

  波函數(shù)Ψ數(shù)目=n2

  在一個確定的原子軌道下,電子自身還有兩種不同的運動狀態(tài),這由mS確定.

  意義:代表電子自身兩種不同的運動狀態(tài)(習(xí)慣以順、逆自旋兩個方向形容這兩種不同的運動狀態(tài),可用↑↑ 表示自旋平行,↑↓表示自旋反平行。

  這樣n、ι、m、mS四個量子數(shù)確定電子的一個完整的運動狀態(tài),以Ψ(n,ι,m, mS)表示。

  例:Ψ(1,0,0,+ ),Ψ(1,0,0,- ) ,Ψ(2,1,1,+ ) ,Ψ(2,1,1, - ) 等等。

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