2019高中化学竞赛无机化学1原子结构
高中化学竞赛无机化学1
原子结构
一、原子结构
1) 主量子数(n) Principal Quantum Number
n = 1,2,3,4,5….n,表示电子出现概率最大的区域离核的远近，n 越小,电子离核越近，电子能量越低；
n又称电子层数,光谱学符号表示为：K，L，M，N，O，P，Q。
2) 角量子数（l）
角量子数决定原子轨道的形状和能量（亚层(subshell)） l = 0, 1, 2, 3, 4,……(n-1)；
光谱学符号：s，p，d，f；
形状:l=0, s轨道，球面；
l=1, p轨道，双球面;
能量:s (3) 磁量子数（m) m: 0,±1,±2,……±l，共2l+1个磁量子数； 决定原子轨道在空间的伸展方向和亚层中原子轨道数目。 例: l=0, m=0; l=1, m=0, +1，-1; l=2, m=-2, -1, 0, +1, +2, ; l=3, m=-3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, 【说明】m 与电子能量无关，所以n和l相同，m 不同的原子轨道能量相同，称为等价轨道或简并轨道。 4）自旋量子数：+1/2和-1/2 泡利不相容原理:一个原子轨道上只能存在一个电子或两个自旋相反的电子【总结】n l m的关系,详见书P19 二、电子云 1、电子云: 是概率密度, |Ψ|2的形象化, 是|Ψ|2 的空间图形. 原子轨道: 是波函数，Ψ或波函数, Ψ 的线性组合(波函数的加减). 2、表示形式：径向分布图、轨道波函数角度分布图、轨道电子云分布图 重点说明： 与1s 轨道相比，2s 和3s 轨道沿径向分布方向分别出现2和3个极峰值，电子出现多点概率出现在离核最远的极值峰上。这说明，随着主量子数增加、电子能量的升高，电子更多地处于离核较远的位置。但是，电子仍然可以在离原子核距离很近的区域出现。与低能级的轨道相比，处于高能级的电子具有更大的运动区域。 【节面的概念】 在电子出现最大概率半径内，有一个特定位置电子出现概率为0，这个三位平面称为节面。 1s 没有节面，2系列的有一个，3系列的有2个 三、核外电子排布 1、单电子原子轨道能级 Z : 核电荷数 n: 主量子数/电子层数 氢原子只有一个电子，能量相同，都由主量子数n 决定. 每个电子层（n ）中的 电子轨道的能量都相等 2、多电子原子轨道能级 【能量最低原则】 电子总是有限占据能量较低的轨道 【洪特规则】 电子以自旋方向相同的方式，分别占据不同的原子轨道，按这种方式能量最低 【钻穿效应】 外层电子能够影响内层电子或原子核的作用，能力s>p>d>f 【屏蔽效应】 内层电子可以部分抵消原子核对外层电子的影响 σ:屏蔽常数 【能级交错现象】 原子轨道的能量取决于 n 和 l 2 182 2.1810n z E J n -=-??J n z E n 1822 1018.2)(-??--=σ (1) K ＜ L ＜ M ＜ N (2) 同一电子层内( n 相同)的电子, l 越小,能量越低; ns＜np＜nd＜nf (3) n 和l 都不同的电子,可能存在能级交错 能级由低到高依次为: 1s，(2s，2p)，(3s，3p)，(4s，3d，4p)，(5s，4d，5p)…. 电子组态 A.虽然存在能级交错，但是书写时扔按照大小依次书写 B.d 轨道在全充满或半充满的时候，是稳定状态 C.化学反应中，电子组态的原子芯不参与，结构以外的电子层称为价电子层 四、元素周期表和元素周期律 【各类性质总结】 1、有效核电荷 同一周期，从左到右，有效核电荷从小到大 2、主族元素原子半径 同族由上到下,原子半径逐渐增大; 同周期由左向右,原子半径减小 3、电离能 基态气体原子失去电子成为带一个正电荷的气态正离子所需要的能量称为第一电离能，用I1表示。 4、电负性 电负性:分子中,原子对成键电子对吸引力的相对大小.吸引力大,电负性大,反之,亦然 同族由下到上,电负性逐渐增大; 同周期由左向右,电负性逐渐增大 金属的电负性小,非金属的电负性大. 无机化学计算题 化学热力学： 1．高价金属的氧化物在高温下容易分解为低价氧化物。以氧化铜分解为氧化亚铜为例，估算反应分解的温度。该反应的自发性是焓驱动的还是熵驱动的？温度升高对反应自发性的影响如何？ 解：4CuO===2Cu2O＋O2 △r Hθm(298 K)＝2△f Hθm(298 K，Cu2O)＋△f Hθm(O2)-4△f Hθm(298 K，CuO) ＝2×(-169)＋0－4×(-157.3)＝291.2 kJ·mol-1 △r Sθm(298 K)＝2Sθm(298 K，Cu2O)＋Sθm(298 K，O2)-4Sθm(298 K，CuO) ＝2×93.3＋205.138－4×42.7＝220.94 J·mol-1·K-1 分解时：△r Gθm≤0 即△r Hθm(298 K) - T△r Sθm(298 K)≤0 ∴T≥△r Hθm(298 K)/△r Sθm(298 K)＝1318 K 在此反应中，△r Hθm(298 K)>0，△r Sθm(298 K)>0，故该反应的自发性是熵驱动的。温度升高，此反应更易朝着正反应方向进行。 2. 银器与硫化物反应表面变黑是生活中的常见现象。 （1）设空气中H2S气和H2气“物质的量”都只达10-6 mol，问在常温下银和硫化氢能否反应生成氢气?温度达到多高，银器表面才不会因上述反应而变黑? （2）如果考虑空气中的氧气加入反应，使反应改为2 Ag(s) + H2S(g) + 1/2O2(g)== Ag2S(s) + H2O(l)，该反应是否比银单独和硫化氢反应放出氢气更容易发生?通过计算来回答。温度对该反应自发性的影响如何? 附：298 K下Ag2S的标准生成焓和标准熵分别为-31.8 kJ·mol-1和146 J·mol-1·K-1 解：（1）2Ag(s) + H2S(g) == Ag2S(s) + H2(g) 298K时，△r H mθ=△f Hθm(Ag2S)- △f Hθm(H2S) =-31.8-(-20.63) kJ·mol-1 =-11.17 kJ·mol-1 △r S mθ=130.684+146-205.79--2×42.55 J·K-1·mol-1 =-14.206 J·K-1·mol-1 △r G mθ=△r H mθ- T△r S mθ=-6.94 kJ·mol-1 △r G m=△r G mθ+ RT ln[(p(H2)/pθ)/(p(H2S)/pθ)]= △r G mθ=-6.94 kJ·mol-1 要使反应不发生，则△r G mθ≥0 T≥△r H mθ/△r S mθ=787 K 即温度高于787 K银器表面才不会因上述反应而变。 （2000）4．理想的宏观单一晶体呈规则的多面体外形。多面体的面叫晶面。今有一枚 MgO单晶如附图1所示。它有6个八角形晶面和8个正三角形晶面。宏观晶体的晶面 是与微观晶胞中一定取向的截面对应的。已知MgO的晶体结构属NaCl型。它的单晶 的八角形面对应于它的晶胞的面。请指出排列在正三角形晶面上的原子（用元素符号表示原子，至少画出6个原子，并用直线把这些原子连起，以显示它们的几何关系）。（6分） 【答案】 ； 所有原子都是Mg（3分）所有原子都是O（3分） 注：画更多原子者仍应有正确几何关系；右图给出了三角形与晶胞的关系，不是答案。 （2000）5．最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如右图所示，顶角 和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式是______。 【答案】Ti14C13（2分）说明：凡按晶胞计算原子者得零分。 （2001）第5题（5分）今年3月发现硼化镁在39K呈超导性，可能是人类对超导认识的新里程碑。在硼化镁晶体的理想模型中，镁原子和硼原子是分层排布的，像维夫饼干，一层镁一层硼地相间，图5－1是该晶体微观空间中取出的部分原子沿C轴方向的投影，白球是镁原子投影，黑球是硼原子投影，图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。 5－1 由图5－1可确定硼化镁的化学式为：。 5－2 在图5－l右边的方框里画出硼化镁的一个晶胞的透视图，标出该晶胞内面、棱、顶角上可能存在的所有硼原子和镁原子（镁原子用大白球，硼原子用小黑球表示）。 图5－1硼化镁的晶体结构示意图 第5题（5分）5-1 MgB2（2分）（注：给出最简式才得分） 或 a = b ≠ c，c轴向上（3分） 5-2 （注：任何能准确表达出Mg︰B＝1︰2的晶胞都得满分，但所取晶胞应满足晶胞是晶体微观空间基本平移单位的定义，例如晶胞的顶角应完全相同等。） （2001）第10题（5分）最近有人用一种称为“超酸”的化合物H(CB11H6Cl6) 和C60反应，使C60获得一个质子，得到一种新型离子化合物[HC60]＋[CB11H6Cl6]－。回答如下问题： 10－1 以上反应看起来很陌生，但反应类型上却可以跟中学化学课本中的一个化学反应相比拟，后者是：。 10－2 上述阴离子[CB11H6Cl6]－的结构可以跟图10－1的硼二十面体相比拟，也是一个闭合的纳米笼，而且，[CB11H6Cl6]－离子有如下结构特征：它有一根轴穿过笼心，依据这根轴旋转360°/5的度数，不能察觉是否旋转过。请在图10－1右边的图上添加原子（用元素符号表示）和短线（表示化学键）画出上述阴离子。 图10－1 第10题（5分）NH3+HCl = NH4Cl (2分) (注:答其他非质子转移的任何“化合反应”得1分)。（3分）（注：硼上氢氯互换如参考图形仍按正确论，但上下的C、B分别连接H和Cl，不允许互换。） （2001）第11题（10分）研究离子晶体，常考察以一个离子为中心时，其周围不同距离的离子对它的吸引或排斥的静电作用力。设氯化钠晶体中钠离子跟离它最近的氯离子之间的距离为d，以钠离子为中心，则： 11－1 第二层离子有个，离中心离子的距离为 d，它们是离子。 11－2 已知在晶体中Na＋离子的半径为116pm，Cl－离子的半径为167pm，它们在晶体中是紧密接触的。求离子占据整个晶体空间的百分数。 11－3 纳米材料的表面原子占总原子数的比例极大，这是它的许多特殊性质的原因，假设某氯化钠纳米颗粒的大小和形状恰等于氯化钠晶胞的大小和形状，求这种纳米颗粒的表面原子占总原子数的百分比。 2020届高中化学竞赛辅导（一）原子结构元素周期 律 原子结构元素周期系 一．〔4分〕某元素的离子R2＋有5个电子层，最外层有2个电子，R(NO3)2是它的一种常见盐。R的元素符号是，R元素在周期表中的位置是，配制澄清R(NO3)2溶液的方法是。 二．〔2分〕235 92U原子吸取一个慢中子后，分裂成136 54 Xe和90 38 Sr，写出核反应方程式。 三．〔7分〕有人建议依照〝最高价阳离子〞电子排布的相似性和差异性来分主副族。例如：S、Cr规定为ⅥA族；Se规定为ⅥB族。 1．写出S、Cr、Se最高价阳离子的电子构型； 2．周期数和每周期元素个数是否发生变化； 3．新旧周期表中哪些族的元素是统一的〔即完全相同〕 4．不同的新的主、副族元素在原周期表的基础上做如何样的变动？ 四．美国和俄罗斯科学家组成的一个研究小组10月16日宣布，他们成功制造出了门捷列夫元素周期表中的118号元素。他们通过设在俄罗斯杜布纳的U400回旋加速器实验设备，两次将许多钙－48离子加速，用来轰击人造元素锎〔Cf〕－249，从而制造出3颗新原子：每颗新原子的原子核包含118个质子和179个中子。118号元素原子存在时刻仅为0.9毫秒。研究人员观看到了118号元素原子的〝衰变链〞过程，证实了新元素的存在。其衰变过程中依次开释出一种相同的粒子后得到116、114、112号元素，112号元素最终裂变为两颗大小差不多的其他原子。 1．指出118号元素在周期表中的位置； 2．写出合成118号元素的核反应方程式； 3．指出衰变过程中112号元素模样的质量数。 五．〔4分〕2004年2月2日，俄国杜布纳实验室宣布用核反应得到了两种新元素X和Y。 X是用高能48Ca撞击243 93Am靶得到的。通过100微秒，X发生α-衰变，得到Y。然后Y连 续发生4次α-衰变，转变为质量数为268的第105号元素Db的同位素。以X和Y的原子序数为新元素的代号〔左上角标注该核素的质量数〕，写出上述合成新元素X和Y的核反应方程式。 一选择题 1、电子自旋是电子( c ) A 、具有一种类似地球自转的运动 B 、具有一种非轨道的运动 C 、具有一种空间轨道外的顺逆时针的自转 D 、具有一种空间轨道中的顺逆时针的自转 2、下列分子中哪些不存在大π键( a ) A. CH 2=CH-CH 2-CH=CH 2 B. CH 2=C=O C. CO(NH 2)2 D.C 6H 5CH=CHC 6H 5 3、某原子的电子组态为1s 22s 22p 63s 14d 1，其基谱项为( a ) A 3D B 1D C 3S D 1S 4、已知类氢波函数ψ2px 的各种图形，推测ψ3px 图形，下列结论不正确的是 （ b ）： A 、角度部分图形相同 B 、电子云相同 C 、径向分布不同 D 、界面图不同 5、单个电子的自旋角动量在z 轴方向上的分量是：（ d ） 6、 具有的π 键类型为：（ a ） A 、109π B 、108π C 、99π D 、119π 7、 下列光谱项不属于p 1d 1组态的是（ c ）。 A. 1P B . 1D C. 1S D. 3F 8、对氢原子和类氢离子的量子数l ，下列叙述不正确的是（ b ）。 A l 的取值规定m 的取值范围 B 它的取值与体系能量大小有关 C 它的最大可能取值由解方程决定 D 它的取值决定了|M| = )1(+l l 9、通过变分法计算得到的微观体系的能量总是（ c ）。 A 等于真实体系基态能量 B 大于真实体系基态能量 C 不小于真实体系基态能量 D 小于真实体系基态能量 10、已知类氢波函数Ψ2px 的各种图形，推测Ψ3px 图形，下列说法错误的是（ b ） A 角度部分的图形相同 B 电子云图相同 C 径向分布函数图不同 D 界面图不同 11、对氢原子Φ方程求解,下列叙述有错的是( c ). A. 可得复函数解Φ=ΦΦim m Ae )(. B. 由Φ方程复函数解进行线性组合,可得到实函数解. C. 根据Φm (Φ)函数的单值性,可确定|m |=0，1，2，……l 根据归一化条件1)(220=ΦΦΦ?d m π求得π21=A 12、He +的一个电子处于总节面数为3的d 态，问电子的能量应为?R 的 ( c ). A.1 B.1/9 C.1/4 D.1/16 13、电子在核附近有非零几率密度的原子轨道是( d ). 全国高中学生化学竞赛基本要求 说明： 1．本基本要求旨在明确全国初赛和决赛试题的知识水平，作为试题命题的根据。国家队选手选拔的要求本基本要求不涉及。 2．现行中学化学教学要求以及考试说明规定的内容均属初赛要求。初赛基本要求对某些化学原理的定量关系、物质结构、立体化学和有机化学上作适当补充，一般说来，补充的内容是中学化学内容的自然生长点。初赛要求的描述化学知识以达到国际化学竞赛大纲一级水平为准，该大纲的二、三级知识均不要求记忆。 3．决赛基本要求是在初赛基本要求的基础上作适当补充，描述化学知识原则上以达到国际化学竞赛二级知识水平为度，该大纲的三级知识均不要求掌握。 4．本基本要求若有必要作出调整，在2002年8月初通告。 初赛基本要求 1．有效数字的概念。在化学计算和化学实验中正确使用有效数字。定量仪器（天平、量筒、移液管、滴定管、容量瓶等）的精度与测量数据有效数字。运算结果的有效数字。2．理想气体标准状态。理想气体状态方程。气体密度。气体相对分子质量测定。气体溶解度。 3．溶液浓度与固体溶解度及其计算。溶液配制（浓度的不同精确度要求对仪器的选择）。重结晶估量。过滤与洗涤操作、洗涤液选择、洗涤方式选择。溶剂（包括混合溶剂）与溶质的相似相溶规律。 4．容量分析的基本概念——被测物、基准物质、标准溶液、指示剂、滴定反应等。分析结果的准确度和精密度。滴定曲线与突跃（酸碱强度、浓度、溶剂极性对滴定突跃影响的定性关系）。酸碱滴定指示剂的选择。高锰酸钾、重铬酸钾、硫代硫酸钠、EDTA 为标准溶液的滴定基本反应与分析结果计算。 5．原子结构。核外电子运动状态。用s、p、d等来表示基态构型（包括中性原子、正离子和负离子），核外电子排布（构造个、原理）。电离能和电负性。 6．元素周期律与元素周期系。主族与副族。主、副族同族元素从上到下的性质变化一般规律；同周期元素从左到右的性质变化一般规律；s、d、ds、p、f－区。元素在周期表中的位置与核外电子结构（电子层数、价电子层与价电子数）的关系。最高化合价与族序数的关系。对角线规则。金属性、非金属性与周期表位置的关系。金属与非金属在周期表中的位置。半金属。主、副族重要而常见元素的名称、符号及在周期表中的位置、常见化合价及主要形态。过渡元素、铂系元素的概念。 7．分子结构：路易斯结构式（电子式）。价层电子互斥模型对简单分子（包括离子）立体结构的预测。杂化轨道理论对简单分子（包括离子）立体结构的解释。共价键。 键和键。大键。共轭（离域）的一般概念。等电子体的一般概念。8．配合物。配合物与配离子的基本概念。路易斯酸碱的概念。重要而常见的配离子的中心离子（原子）和重要而常见的配位体（水、羟基、卤离子、拟卤离子、氨分子、酸根离子等）、螯合物。重要而常见的配合剂及其重要而常见的配合反应。配合反应与酸碱反应、沉淀反应、氧化还原反应的联系（定性说明）。配合物空间结构和异构现象基 高中化学选修三第三章晶体结构与性质 一、晶体常识 1、晶体与非晶体比较 2、获得晶体的三条途径 ①熔融态物质凝固。 ②气态物质冷却不经液态直接凝固（凝华）。 ③溶质从溶液中析出。 3、晶胞 晶胞是描述晶体结构的基本单元。晶胞在晶体中的排列呈“无隙并置”。 4、晶胞中微粒数的计算方法——均摊法 某粒子为n个晶胞所共有，则该粒子有1/n属于这个晶胞。中学常见的晶胞为立方晶胞。 立方晶胞中微粒数的计算方法如下： ①晶胞顶角粒子为8个晶胞共用，每个晶胞占1/8 ②晶胞棱上粒子为4个晶胞共用，每个晶胞占1/4 ③晶胞面上粒子为2个晶胞共用，每个晶胞占1/2 ④晶胞内部粒子为1个晶胞独自占有，即为1 注意：在使用“均摊法”计算晶胞中粒子个数时要注意晶胞的形状。 二、构成物质的四种晶体 1、四种晶体的比较 晶体类型分子晶体原子晶体金属晶体离子晶体熔沸点很低很高一般较高，少部分低较高 溶解性相似相溶难溶于任何溶剂难溶于常见溶剂（Na等 与水反应） 大多易溶于水等 极性溶剂 导电传热性一般不导电，溶于水 后有的导电 一般不具有导电 性（除硅） 电和热的良导体 晶体不导电，水溶 液或熔融态导电 延展性无无良好无 物质类别及实例气态氢化物、酸（如 HCl、H2SO4）、大多数 非金属单质（如P4、 Cl2）、非金属氧化物 （如SO2、CO2，SiO2 除外）、绝大多数有机 物（有机盐除外） 一部分非金属单 质（如金刚石、硅、 晶体硼），一部分 非金属化合物（如 SiC、SiO2） 金属单质与合金（Na、 Mg、Al、青铜等） 金属氧化物（如 Na2O），强碱（如 NaOH），绝大部分 盐（如NaCl、CaCO3 等） （1）不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体。 金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低。 （2）原子晶体 由共价键形成的原子晶体中，原子半径小的键长短，键能大，晶体的熔、沸点高。如熔点：金刚石＞碳化硅＞硅 （3）离子晶体 一般地说，阴阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强，相应的晶格能大，其晶体的熔、沸点就越高。 （4）分子晶体 ①分子间作用力越大，物质熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体熔、沸点反常的高。 ②组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高。 ③组成和结构不相似的物质（相对分子质量接近），分子的极性越大，熔、沸点越高。 ④同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。 （5）金属晶体 金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高。 三、几种典型的晶体模型 晶体晶体结构示意图晶体中粒子分布详解 CsCl 晶体每8个Cs+、8个Cl-各自构成立方体，在每个立方体的中心有一个异种粒子（Cs+或Cl-）。在每个Cs+周围最近的等距离（设为a/2）的Cl-有8个，在每个Cs+周围最近的等距离（必为a）的Cs+有6个（上下左右前后），在每个Cl-周围最近的等距离的Cl-也有6个 原子结构 1、用玻尔理论解释： （1）氢原子光谱产生的原因。 （2）氢原子光谱为什么是分立的线状光谱？ （3）氢原子光谱中，每条谱线都有确定的频率。 （4）可见光区，氢原子光谱从Hα到Hδ等谱线间的距离为什么越来越小？ 2、举例说明下列概念： ①量子和量子化； ②能级； ③基态、激发态； ④玻尔半径； ⑤连续光谱与线状光谱； 3、欲使氢原子基态能级上的一个电子电离，形成H+需要多大的能量？ 4、计算电子从n=3能级跃迁到n=2能级时，产生的谱线Hα的波长，并与实验测定值λ=656.210纳米（1 纳米=10-9米）相比较。 5、说明下列名词和概念； （1）波粒二象性； （2）微观粒子； 6、试由电子衍射图象说明下列关系： （1）衍射强度与电子出现几率的关系； （2）衍射强度与电子波强度的关系； （3）电子波强度与电子出现几率的关系； （4）利用德布罗依关系式计算质量为2.5×10－2公斤，运动速度为300米/秒的子弹所具有的波长。计算质量为9.1×10－31公斤，运动速度为1.5×106米/秒的电子所具有的波长。计算结果说明了什么？（何种物质显波性）。 7、解释下列名词和概念 （1）波函数 （2）电子云 （3）几率和几率密度 （4）ψ和|ψ|2 8、举例说明下列名词的含意： ①能级； ② 简并轨道（等价轨道） 9、下列说法是否正确？应如何改正？ ①“s 电子绕核旋转，其轨道为一园圈，而p 电子是∞字形的”。 ②“主量子数为3时，有3s 、3p ，3d ，3f 四条轨道”。 ③“多电子原子轨道能级与氢原子的相同。” 10、指出下列各组量子数所表示的电子运动状态。 ① 5，0，0，+ 21 ② 4，1，0，－ 2 1 11、有无以下运动状态？为什么？应怎样改正？ ① n=1, l=1, m=0。 ② n=2, l=0, m=±1。 ③ n=3, l=3, m=±3。 ④ n=4, l=3, m=±2。 12、在某元素原子的某一电子层中，角量子数为2的能级中，原子轨道中几个？并画出该能级下的原子轨道的角度分布图。 13、写出一列各组中缺少的量子数。 ① n=？, l=2, m=0， m s =+ 2 1。 ② n=4, l=?, m=0, m s =?。 ③ n=3, l=1, m=?, m s =－ 2 1。 ④ n=2, l=？, m=1， m s =－ 2 1。 15、原子核外电子的排布有哪些原则？写出下面元素的电子构型及价电子构型，并指出它们处于周期表中第几周期，第几族，常见化合价。 ① 11 Na ② 18 Ar ③ 16 S ④ 56 Ba ⑤ 24 Cr ⑥ 26 Fe ⑦ 29 Cu ⑧ 53 I ⑨ 82 Pb ⑩ 19 K 16、说明稀有气体、主族元素、过渡元素的电子构型特点。 17、具有下列外电子构型的原子属于周期表中哪一个区，并指出该元素的原子序数、 第十五章 硼族元素 Chapter 15 The Boron Family Elements Boron (B) Aluminum (Al) Gallium (Ga) Indium (In) Thallium (Tl) Electron configuration ：n s 2 n p 1 §15-1 硼及其化合物 Boron and its Compounds 一、General Properties 1．硼的化学性质与Si 有某些相似之处（对角线相似原则），通常硼呈现+3氧化态，负氧 化态的情况很少。硼与金属形成非化学计量的化合物（nonstoichiometric compounds ），M 4B 、M 2B 、MB 、M 3B 4、MB 2、MB 6等。 (1) B 2O 3与SiO 2都是固态酸性氧化物，Al 2O 3是两性，CO 2是气态酸性; (2) H 3BO 3与H 4SiO 4都是很好的酸； (3) 多硼酸盐与多硅酸盐结构相似； (4) 硼烷、硅烷可形成多种可燃性气态物质，而AlH 3是固态。 2．在自然界中，硼以硼砂（borax ）：Na 2B 4O 7·10H 2O ，四水硼砂（kernite ）： Na 2B 4O 7·4H 2O ，天然硼酸 ( sassolite ）：H 3BO 3存在。 3．硼在自然界中丰度之所以低，是因为Li He B 7 3421 0105+→ +n ，所以硼材料可作为核反 应堆的减速剂和生物防护。 二、The Simple Substance 1．Boron has several allotropic forms. 无定形硼为棕色粉末， The crystals of boron are black. 高熔沸点（m.p. 2300℃，b.p. 2550℃） 单质硼有多种复杂的晶体结构，其中最普通的一种是α - 菱形硼，其 基本结构单元为正二十面体的对称几何构型，然后由B 12的这种二十面体的布起来组成六方晶系的α - 菱形硼。 2．Properties (1) 硼和硅一样在常温下较惰性，仅与F 2反应。对于单质硼的同素异构形体而 言，结晶状单质硼较惰性，无定形硼则比较活泼，在高温下： (2)单质硼作还原剂： 3SiO 2 + 4B 强热 3Si + 2B 2O 3 2B + 6H 2O(g)赤热 2B(OH)3 + 3H 2↑ (3) 与氧化性的酸反应，生成H 3BO 3 (4) 在有氧化剂存在时，与碱反应： B 2S 3 B BCl 3B 2O 3 BN O 2S Cl 2 N 2 Fig 15.1 Icosahedral arrangement of B 12 高二化学竞赛无机化学复习检测2 一、氧族元素 1.试用分子轨道理论描述下列各物种中的键、键级和磁性（顺磁性、逆磁性）和相对稳定 性。 （1）O2+（二氧基阳离子） （2）O2 （3）O2-（超氧离子） （4）O22-（过氧离子） （5）O3 22 答：油画放置久后会变黑，发暗，原因是油画中的白色颜料中含PbSO4，遇到空气中的H2S 会生成PbS造成的。 PbSO4+H2S=PbS（黑）+H2SO4 用H2O2处理又重新变白，是因为发生以下反应 PbS+H2O2=PbSO4+H2O2 3. 完成并配平下列反应式： +H+→ （1）H2S+ClO- 3 （2）Na2S2O3+I2→ （3）Na2S2O3+Cl2→ （4）H2O2+KMnO4+H+→ （5）KO2+H2O→ → （6）K2S2O8+Mn2++H++NO- 3 （7）H2SeO3+H2O2→ 答：3H2S+ClO3-=3S+Cl-+3H2O （1）2S2-+SO32-+6H+=3S+3H2O （2）2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI （3）Na2S2O3+4Cl2+5H2O=Na2SO4+H2SO4+8HCl （4） 5H 2O 2+2MnO 4-+6H +=2Mn 2++5O 2+8H 2O （5） 2KO 2+2H 2O=2KOH+O 2+H 2O 2 （6） 5S 2O 82-+2Mn 2++8H 2O=10SO 42-+2MnO 4-+16H + （7） H 2SeO 3+H 2O 2=H 2SeO 4+H 2O 4．每升含12.41克Na 2S 2O 3·5 H 2O 的溶液35.00 cm 3，恰好使50.00 cm 3的I -3溶液退色， 求碘溶液的浓度？ 解：I 3-+2S 2O 32-=S 4O 62-+3I - 1.75×10-2mol/L 5．下述反应在298K 时的△H θm 为284.5kJ ·mol -1 3O 22O 3 已知此反应平衡常数为10-54，试计算该反应的△G θm 和△S θ m 。 解：307.97kJ /mol, -78.76k - 6．利用电极电势解释在H 2O 2中加入少量Mn 2+，可以促进H 2O 2分解反应的原因。 答：θ ?+ 22 /Mn MnO = 1.23V H 2O 2作为氧化剂时θ ?O H O H 222/=1.776V H 2O 2能氧化Mn 2+ Mn 2+ + 2H 2O 2 == MnO 2 + 2H 2O H 2O 2作为还原剂θ?2 22/O H O = 0.68V 〈 1.23V H 2O 2能还原MnO 2 MnO 2 + 2H 2O 2 == Mn 2+ + O 2 + 2H 2O 总反应式为 2H 2O 2 O 2 ↑ + 2H 2O 二、碳族元素 1． 分别向0.20mol ·dm 3 -的Mg + 2和Ca + 2的溶液加入等体积的0.20 mol ·dm 3 -的Na 2CO 3 溶液，产生沉淀的情况如何，试讨论其规律性。 答：分别有Mg （OH ）2和CaCO 3生成 2． CCl4不易发生水解，而SiCl4较易发生水解，其原因是什么？ 答：C 为第二周期元素，只有2s ，2p 轨道可以成键，最大配位数为4，CCl4无空轨道可以 接受水的配位，因此不水解。 Si 为第三周期元素，形成SiCl 4后还有空的3d 轨道，d 轨道接受水分子中氧原子的孤电子对，形成配位键而发生水解。 3． 计算当溶液的pH 分别等于4，8，12时，H 2CO 3，HCO - 3，CO - 23所占的百分数。 解：pH=4 MnO 2 全国高中学生化学竞赛基本要求 1.本基本要求旨在明确全国高中学生化学竞赛初赛及决赛试题的知识水平，作为试题命题的依据。本基本要求不包括国家代表队选手选拔赛的要求。 2.现行中学化学教学大纲、普通高中化学课程标准及高考说明规定的内容均属初赛要求。高中数学、物理、生物、地理与环境科学等学科的基本内容（包括与化学相关的我国基本国情、宇宙、地球的基本知识等）也是化学竞赛的内容。初赛基本要求对某些化学原理的定量关系、物质结构、立体化学和有机化学作适当补充，一般说来，补充的内容是中学化学内容的自然生长点。 3.决赛基本要求是在初赛基本要求的基础上作适当补充和提高。 4.全国高中学生化学竞赛是学生在教师指导下的研究性学习，是一种课外活动。针对竞赛的课外活动的总时数是制定竞赛基本要求的重要制约因素。本基本要求估计初赛基本要求需40单元（每单元3小时）的课外活动（注：40单元是按高一、高二两年约40周，每周一单元计算的）；决赛基本要求需追加30单元课外活动（其中实验至少10单元）（注：30单元是按10、11和12月共三个月约14周，每周2～3个单元计算的）。 5.最近三年同一级别竞赛试题涉及符合本基本要求的知识自动成为下届竞赛的要求。 6.本基本要求若有必要做出调整，在竞赛前4个月发出通知。新基本要求启用后，原基本要求自动失效。 初赛基本要求： 1.有效数字在化学计算和化学实验中正确使用有效数字。定量仪器（天平、量筒、移液管、滴定管、容量瓶等等）测量数据的有效数字。数字运算的约化规则和运算结果的有效数字。实验方法对有效数字的制约。 2.气体理想气体标准状况（态）。理想气体状态方程。气体常量R。体系标准压力。分压定律。气体相对分子质量测定原理。气体溶解度（亨利定律）。 3.溶液溶液浓度。溶解度。浓度与溶解度的单位与换算。溶液配制（仪器的选择）。重结晶的方法及溶质/溶剂相对量的估算。过滤与洗涤(洗涤液选择、洗涤方式选择)。重结晶和洗涤溶剂（包括混合溶剂）的选择。胶体。分散相和连续相。胶体的形成和破坏。胶体的分类。胶体的基本结构。 4.容量分析被测物、基准物质、标准溶液、指示剂、滴定反应等基本概念。酸碱滴定曲线（酸碱强度、浓度、溶剂极性对滴定突跃影响的定性关系）。酸碱滴定指示剂的选择。以高锰酸钾、重铬酸钾、硫代硫酸钠、EDTA为标准溶液的基本滴定反应。分析结果的计算。分析结果的准确度和精密度。 5.原子结构核外电子运动状态: 用s、p、d等来表示基态构型（包括中性原子、正离子和负离子）核外电子排布。电离能、电子亲合能、电负性。 安徽高中化学竞赛-结构化学模拟题二 一、判断题：（15分） 1、( )合格波函数的条件是单值、连续、归一化。 2、( ) 一维势箱的能级越高节点数越多，当n无穷大时，箱内任意一点的几率密度相同。 3、( )完全波函数即自旋-轨道，是电子的空间坐标和自旋坐标的函数。 4、( ) CO分子中最高占据轨道为非键轨道。 5、( ) 属Dn点群的分子肯定无旋光性。 6、( )络合物的晶体场理论和分子轨道理论关于分裂能的定义是相同的。 7、( )按谐振子模型处理，分子的振动能级是等间隔分布的。 8、( )核磁共振信号是由于电子自旋能级在外磁场中发生分裂而产生的。 9、( )素单位一定是正当单位。 10、( )晶面指标（ｈ*ｋ*ｌ*）表示的是一组平行晶面。 二、单选题：（20分） 1、某原子的电子组态为1s22s22p63s14d1，其基谱项为( ) a) 3D b) 1D c) 3S d)1S 2、类氢体系的某一状态为Ψ ，该体系的能量为（）eV，角动量大小为 321 （），角动量在Z轴上的分量为（）。 A、-R/4 B、-R/9 C、-2R/9、 D、3h/2π E、h/π F、h/2π πππ H h I h h :12/2:6/2 G:3/2 3、下列算符为线性算符的是：（） A、Sin B、cos C、d/dx D、x2 4、通过变分法计算得到的体系能量总是：（） A、等于真实体系基态能量 B、大于真实体系基态能量 C、不小于真实体系基态能量 D、小于真实体系基态能量 ，其中n为（）： 5、Ni与CO可形成羰基配合物Ni(CO) n A、 6 B、 3 C、 4 D、 5 6、红外光谱由分子内部（）能量跃迁引起。 A、转动 B、电子-振动 C、振动 D、振动-转动 7、晶包一定是一个：（） A、八面体 B、六方柱体 C、平行六面体 D、正方体 8、许多过渡金属可以通过（）键与CO形成络合物： A、σ-π B、π-π C、p-π D、σ-p 9、 高中化学方程式大全 一、非金属单质（F2，Cl2, O2, S, N2, P, C, Si，H） 1. 氧化性： F2+H2===2HF (阴暗处爆炸) F2+Xe(过量)==XeF2 2F2(过量)+Xe==XeF4(XeF4是强氧化剂，能将Mn2+氧化为MnO4–) nF2+2M===2MFn(M表示大部分金属) 2F2+2H2O===4HF+O2 (水是还原剂) 2F2+2NaOH===2NaF+OF2+H2O F2+2NaCl===2NaF+Cl2 F2+2NaBr===2NaF+Br2 F2+2NaI===2NaF+I2 7F2(过量)+I2===2IF7 F2+Cl2(等体积)===2ClF (ClF属于类卤素：ClF+H2O==HF+HClO ) 3F2(过量)+Cl2===2ClF3 (ClF3+3H2O==3HF+HClO3 ) Cl2+H22HCl (将H2在Cl2点燃；混合点燃、加热、光照发生爆炸) 3Cl2+2P2PCl3Cl2+PCl3PCl5Cl2+2Na2NaCl 3Cl2+2Fe2FeCl3Cl2+Cu CuCl2 Cl2+2FeCl2===2FeCl3(在水溶液中：Cl2+2Fe2+===2Fe3++3Cl-) Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2Cl2+2Br-=2Cl-+Br2 Cl2+2KI===2KCl+I2Cl2+2I-=2Cl-+I2 3Cl2(过量)+2KI+3H2O===6HCl+KIO3 3Cl2+I–+3H2O=6H++6Cl–+IO3– 5Cl2+I2+6H2O===2HIO3+10HCl 5Cl2+I2+6H2O=10Cl–+IO3–+12H+ Cl2+Na2S===2NaCl+S↓Cl2+S2–=2Cl–+S↓ Cl2+H2S===2HCl+S↓(水溶液中：Cl2+H2S=2H++2Cl–+S↓ Cl2+SO2+2H2O===H2SO4+2HCl Cl2+SO2+2H2O=4H++SO42–+2Cl– Cl2+H2O2===2HCl+O2Cl2+H2O2=2H++Cl–+O2 2O2+3Fe Fe3O4O2+K===KO2 S+H2H2S 2S+C CS2S+Zn ZnS S+Fe FeS (既能由单质制取，又能由离子制取) S+2Cu Cu2S (只能由单质制取，不能由离子制取) 3S+2Al Al2S3 (只能由单质制取，不能由离子制取) N2+3H2催化剂 2NH3N2+3Mg Mg3N2N2+3Ca Ca3N2高温高压 N2+3Ba Ba3N2N2+6Na2Na3N N2+6K2K3N N2+6Rb2Rb3N N2+2Al2AlN P4+6H24PH3P+3Na Na3P 2P+3Zn Zn3P2 H2+2Li2LiH 2、还原性 S+O2SO2S+H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O S+6HNO3(浓)H2SO4+6NO2↑+2H2O S+4H++6==6NO2↑+2H2O+-2 SO 4 高中化学竞赛知识点 有机是大头，命名结构性质都可以出题，还可以和配合物晶体结合，《有机化学》(北大出的)要求的都要掌握，再做做关于合成、性质的题，推荐丁漪出的《化学竞赛教程》(最好用解答的那本)，好好研究一下。 结构式重点和难点。有多做一些分子结构配合物结构的题，基本的知识掌握了，这两块应该没太大问题。晶体很难，即使做很多题也不一定可以掌握，但基本的份不可以丢。原子结构已经很多年没有考了，如果再考肯定考分析信息的能力，应该不会很难。滴定每年会有一道大题。而且越来越重视，如果运气好只是一道高中就会的计算，但运气不好的化就会遇到《分析化学》里的内容。化学平衡考的比较简单，但要有备无患。电化学可能会出难题，多看一下《无机化学》，会有启发。有效数字不可以不注意，大学和高中的要求不同，改卷老师都遵循大学的标准，只有规范才能不丢无谓的分。物理化学和溶液已经多年未考，但热力学的内容是决赛里的难点，看自己有没有必要学这个了。作为一个过来人，还有几个建议:如果你是分析型的。就多做一些题，做题可以让水平提高很多，如果是记忆型的，就多看看书，尤其是有机无机，虽然每年都出一些新信息，但它的模型在书上都能找到。最后祝你取得好成绩。 附化学竞赛大纲(一般不会改动) 说明: 1. 本基本要求旨在明确全国高中学生化学竞赛初赛及决赛试题的知识水平，作为试题命题的依据。本基本要求不包括国家代表队选手选拔赛的要求。 2. 现行中学化学教学大纲、普通高中化学课程标准及高考说明规定的内容均属初赛要求。高中数学、物理、生物、地理与环境科学等学科的基本内容(包括与化学相关的我国基本国情、宇宙、地球的基本知识等)也是本化学竞赛的内容。初赛基本要求对某些化学原理的定量关系、物质结构、立体化学和有机化学作适当补充，一般说来，补充的内容是中学化学内容的自然生长点。 3. 决赛基本要求在初赛基本要求的基础上作适当补充和提高。 4. 全国高中学生化学竞赛是学生在教师指导下的研究性学习，是一种课外活动。针对竞赛的课外活动的总时数是制定竞赛基本要求的重要制约因素。本基本要求估计初赛基本要求需40单元(每单元3小时)的课外活动(注:40单元是按高一、高二两年约40周，每周一单元计算的);决赛基本要求需追加30单元课外活动(其中实验至少10单元)(注:30单元是按10、11和12月共三个月约14周，每周2~3个单元计算的)。 5. 最近三年同一级别竞赛试题所涉及的符合本基本要求的知识自动成为下届竞赛的要求。 6. 本基本要求若有必要做出调整，在竞赛前4个月发出通知。新基本要求启用后，原基本要求自动失效。 初赛基本要求 1. 有效数字在化学计算和化学实验中正确使用有效数字。定量仪器(天平、量筒、移液管、滴定管、容量瓶等等)测量数据的有效数字。数字运算的约化规则和运算结果的有效数字。实验方法对有效数字的制约。 2. 气体理想气体标准状况(态)。理想气体状态方程。气体常量R。体系标准压力。分压定律。气体相对分子质量测定原理。气体溶解度(亨利定律)。 3. 溶液溶液浓度。溶解度。浓度和溶解度的单位与换算。溶液配制(仪器的选择)。重结晶方法以及溶质/溶剂相对量的估算。过滤与洗涤(洗涤液选择、洗涤方式选择)。重结晶和洗涤 一选择题 1、基态H 2+的电子密度最大处在( b ) A. H 核附近 B. 两核连线中点 C. 离核无穷远处 2、下列状态为氢原子体系的可能状态是（ a ）；该体系能量为（ e ）： A 、2ψ310+3ψ41-1 B 、2ψ221+3ψ32-1 C 、2ψ21-1+3ψ342+3ψ410 D 、3ψ211+5ψ340+5ψ210 111111:() :13() :()139******** R E F R H R -+-+-+ 3、对于氢原子和类氢离子的径向分布曲线D(r)―r 图，下列叙述错误的是 （ d ）。 A 径向峰数与节面数都与n. . l 有关 B 核周围电子出现的几率为0 C l 相同，n 愈大，则最高峰离核愈远 D 最高峰所对应的r 处，电子出现几率密度最大。 4、类氢体系的某一状态为Ψ43-1，该体系的能量为（ b ）eV ，角动量大小为（ h ），角动量在Z 轴上的分量为（ d ）。 A 、-R/4 B 、-R/16 C 、-2R/9、 D 、 -h/2π E 、-h/π F 、-2h/2π :12/2 :6/2 G:3/2H h I h h πππ 5、氢原子基态电子径向几率分布的极大值在（ b ） （A ）r=0处 （B ）r=a 0处 （C ）r=2a 0处 （D ）r=∞处 6、苯、苯胺、苯胺盐酸盐三者的紫外可见光谱之间（ a ） （A ）苯和苯胺盐酸盐很相似 （B ）苯和苯胺很相似 （C ）苯胺和苯胺盐酸盐很相似 （D ）两者不相似 7、3种配合物：①-24HgI ②4)(CO Ni ③+ 262)(O H Mn 中有d-d 跃迁光谱的是 （ c ） （A ）① （B ）② （C ）③ （D ）②和③ 8、 苯胺虽然不是平面型分子，但-NH 2与苯环之间仍有一定程度的共轭。据此判 断（ A ) A.苯胺的碱性比氨弱 B.苯胺的碱性比氨强 C.苯胺的碱性与氨相同 9、 下列哪种说法是正确的 ( C ) A ．原子轨道只能以同号重叠组成分子轨道 B ．原子轨道以异号重叠组成非键分子轨道 C ．原子轨道可以按同号重叠或异号重叠，分别组成成键或反键轨道 高中化学竞赛用书推荐 常规/高考类： 化学岛 用户名： 密码：woaihuaxuedao 以下是另一个公邮 icholand. 密码:huaxuedaogongyou 提供公共邮箱的目的还是方便大家交流，如果遇到超出流量限制的问题，可以直接把邮件转发出去。 尽管以前有XX的Gbaopan。。但是貌似很多人并不清楚密码。。 附上： 部分优秀资料帖索引 《高中化学重难点手册》（华中师范大学出版社，王后雄老师主编）；历年高考试题汇编（任何一种，最好有详细解析的，比如三年高考两年模拟）；《高中化学读本》（很老的人民教育出版社甲种本化学教材，最近有更新版本）；《高中化学研究性学习》（龙门书局，施华、盛焕华主编）南师大化科院创办的《化学教与学》每年的十套高考模拟题题型新颖质量比较高，可作为江苏预赛的模拟卷，不少5月份预赛原题就出自本套模拟题。 初赛类： 比较经典的有《化学高考到竞赛》（陕西师范大学出版社，李安主编，比较老）；《高中化学奥林匹克初级本》（江苏教育出版社，段康宁主编）；《高中化学竞赛初赛辅导》（陕西师范大学出版社，李安、苏建祥主编）；《高中化学竞赛热点专题》（湖南师范大学出版社，肖鹏飞、苏建祥、周泽宇主编，版本比较老，但编排体系不错）；最新奥林匹克竞赛试题评析·高中化学》（南京师范大学出版社，马宏佳主编，以历年真题详细解析为主，可作为课外指导）；《最新竞赛试题选编及解析高中化学卷》（首都师范大学出版社）；《化学竞赛教程》（华东师范大学出版社，三本，王祖浩、邓立新、施华等人编写，适合同步复习），还有一套西南师范大学出版社的《奥林匹克竞赛同步教材·高中化学》（分高一、高二和综合卷，综合卷由严先生、吴先生、曹先生等参加编写，绝对经典），还有浙江大学出版社《高中化学培优教程》AB教程、《金牌教程·高一/二化学》（邓立新主编，南京大学出版社）。江苏省化学夏令营使用的讲义是马宏佳主编的《全国高中化学竞赛标准教程》（东南大学出版社），简明扼要，但由于不同教授编写不同章节，参差不齐；春雨出版的《冲刺金牌·高中化学奥赛辅导》（任学宝主编，吉林教育出版社）、《冲刺金牌·高中化学奥赛解题指导》（孙夕礼主编，吉林教育出版社）。《赛前集训·高中化学竞赛专题辅导》（施华编著，体现他的竞赛培训思维，华东师范大学出版社） 比较新颖的包括浙江大学出版社的林肃浩主编的竞赛系列《高中化学竞赛实战演练》（高一、高二）、《高中化学竞赛解题方法》、《冲刺高中化学竞赛（省级预赛）》、《冲刺高中化学竞赛（省级赛区）》、《高中化学竞赛解题方法》、《决战四月:浙江省高中化学竞赛教程(通向金牌之路)》《金版奥赛化学教程》（高一、高二、·综合）都是近年来体系、选题新颖的竞赛资料，足见浙江省对化学竞赛的重视，端木非常推荐。南京教研室刘江田老师2010年5月份主编的《高中化学竞赛全解题库》（南京大学出版社）选择了近年来省级赛区真题和各地新颖的预赛题，解析详细，适合缺少老师指导的同学参考。 决赛类： 比较经典的有《高中化学奥林匹克高级本》（江苏教育出版社，段康宁主编，完全按照大学的思路）；《金牌之路高中化学竞赛辅导》以及配套解题指导书（陕西师范大学出版社，李安主编）；《高中化学竞赛决赛辅导》（陕西师范大学出版社，李安、苏建祥主编）；《历届国际化学奥林匹克竞赛试题分析》（学苑出版社）；《最新国际国内化学奥林匹克竞赛优化解题题典》（吉林教育出版社），还有浙江大学出版社的浙江大学出版社《高中化学培优教程》“专题讲座”，《高中化学奥赛一 【竞赛要求】 核外电子运动状态: 用s 、p 、d 等来表示基态构型（包括中性原子、正离子和负离子）核外电子排布。电离能、电子亲合能、电负性。四个量子数的物理意义及取值。单电子原子轨道能量的计算。s 、p 、d 原子轨道图像。元素周期律与元素周期系。主族与副族。过渡元素。主、副族同族元素从上到下性质变化一般规律；同周期元素从左到右性质变化一般规律。原子半径和离子半径。s 、p 、d 、ds 、f 区元素的基本化学性质和原子的电子构型。元素在周期表中的位置与核外电子结构（电子层数、价电子层与价电子数）的关系。最高氧化态与族序数的关系。对角线规则。金属性、非金属性与周期表位置的关系。金属与非金属在周期表中的位置。半金属。主、副族重要而常见元素的名称、符号及在周期表中的位置、常见氧化态及主要形态。铂系元素的概念。 【知识梳理】 一、核外电子的运动状态 1、微观粒子的二重性 （1）光的波动性 λ波长：传播方向上相邻两个波峰（波谷）间距离。 频率v ：频率就是物质（光子）在单位时间内振动的次数。单位是Hz （1Hz =1 s －1）。 光速c =λ·v 真空中2.998×10 8 m ·s －1 = 3×10 8 m ·s －1，大气中降低（但变化很小，可忽略）。 波数~v =λ1（cm －1） （2）光的微粒性 1900年根据实验情况，提出了原子原子只能不连续地吸收和发射能量的论点。这种不连续能量的基本单位称为光量子，光量子的能量（E ）与频率（v ）成正比。 即： E = h υ （4-1） 式中h 为普朗克常数，等于 6.626×10 –34 J ·s （3）白光是复色光 颜色 紫 兰 青 绿 黄 橙 红 波长（nm ） 400-430 430-470 470-500 500-560 560-590 590-630 630 -760 1923年德布罗意（L. de Broglie ）类比爱因斯坦的光子学说后提出，电子不但具有粒子性，也具有波动性。并提出了联系电子粒子性和波动性的公式： λ=mv h (4-2) m ：质量 v ：速度 h ：普朗克常数 （4-2）式左边是电子的波长λ，表明它的波动性的特征；右边是电子的动量，代表它的粒子性。这两种性质通过普朗克常数定量的联系起来了。 2、原子核外电子的运动 （1）早期模型 氢原子光谱 太阳光是连续光谱，原子光谱是线状光谱。 玻尔模型： ①电子在一定的轨道上运动、不损失能量。 ②不同轨道上的电子具有不同能量 E = 218 1018.2n -?-J （4-3） 式中n =1，2……正整数 电子离核近、能量低、最低能量状态称基态，激发态（能量高） ③只有当电子跃迁时，原子才释放或吸收能量。 △E = h v = h λ c = hc ~ v 1 cm -1 = 1.986×10－23 J 波尔理论的应用： ①解释氢原子光谱 电子跃迁时释放电子能量：高中化学竞赛无机化学计算题
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