第一章结构化学

乐山师范学院 化学与生命科学学院

1结构化学知识点归纳

根据北京大学出版社周公度编写的“结构化学”总结

第一章 量子力学基础知识

一、微观粒子的运动特征

1. 波粒二象性：,h

Ehpν

λ==

2. 测不准原理：,,,,

xyzxphyphzphtEh∆∆≥∆∆≥∆∆≥∆∆≥

二、量子力学基本假设

1. 假设1：对于一个量子力学体系，可以用坐标和时间变量的函数(,,,)xyztψ来

描述，它包括体系的全部信息。这一函数称为波函数或态函数，简称态。

不含时间的波函数(,,)xyzψ称为定态波函数。在本课程中主要讨论定态波函

数。

由于空间某点波的强度与波函数绝对值的平方成正比，即在该点附近找到粒

子的几率正比于*ψψ，所以通常将用波函数ψ描述的波称为几率波。在原子、分

子等体系中，将ψ称为原子轨道或分子轨道；将*ψψ称为几率密度，它就是通常

所说的电子云；*dψψτ为空间某点附近体积元dτ中电子出现的几率。

对于波函数有不同的解释，现在被普遍接受的是玻恩（M. Born）统计解释，

这一解释的基本思想是：粒子的波动性（即德布罗意波）表现在粒子在空间出现

几率的分布的波动，这种波也称作“几率波”。

波函数ψ可以是复函数，ψψψ⋅=*2

合格（品优）波函数：单值、连续、平方可积。

2. 假设2：对一个微观体系的每一个可观测的物理量，都对应着一个线性自厄算

符。

算符：作用对象是函数，作用后函数变为新的函数。

线性算符：作用到线性组合的函数等于对每个函数作用后的线性组合的算

符。

11221122ˆˆˆ()AcccAcAψψψψ+=+

自厄算符：满足**

2121ˆˆ()d()dAAψψτψψτ=∫∫的算符。

自厄算符的性质：（1）本证值都是实数；（2）不同本证值的本证函数相互正

交。

3. 假设3：若某一物理量A的算符ˆA作用于某一状态函数ψ，等于某一常数a乘

以ψ，即：ˆAaψψ=，那么对ψ所描述的这个微观体系的状态，物理量A具有确

第一章量子力学基础知识和原子结构

引言我们日常生活中所接触到的物体都是由

许多原子或分子组成的，这称为宏观物体。

分子、原子以及组成原子的电子和原子核等

都是非常微小的物体，我们的感觉器官不能

直接感觉到它们，称为微观物体。微观物体

及其运动现象统称为微观世界。

经典的牛顿力学诞生于1687年，

加上电动力学、热力学和统计物理

学，这些统称为经典物理学。这些

理论构成了一个相当完善的理论体

系，对当时常见的物理现象可作出

比较完满的解释。Newton

宏观世界

（巨星、尘埃等）经典物理学

微观世界

（分子、原子、原子核、电子等）

1897年汤姆逊发现了电子，

开辟了一个新的领域—微观世

界。人们生活在宏观世界中，

开始对微观世界的认识，往往

总是照搬在宏观世界里所累积

的知识和经验。Thomson

当人们试图用经典物理学来描述微观粒子的运动规律，总

会到与实验有矛盾的结论。最明

显的例子是把通常的电动力学用

于电子绕原子核作经典轨道运动

的原子模型。

（Rutherford原子模型)Rutherford

当电子作这种运动的时候，它和带电粒子的任何加

速运动一样。总会不断地辐

射电磁波。由于这种辐射，

电子便会不断地丧失能量，

而最终落入原子粒中。Rutherford原子模型

故按照经典的电动力学理论，原子将

是不稳定的，但这与事实不符。这表明它

建立一种适用于描述微观粒子的运动规律

的理论，需要根本地改变基本的物理概念

和定律。1-1 微观粒子的运动特征

1.1.1黑体辐射和普朗克的量子论

1、绝对黑体模型、黑体定义

黑体是指能全部吸收各种

波长辐射的物体。自然界中没

有绝对黑体，但可以制成一种

绝对黑体模型。1.1 微观粒子的运动特征

a block body

将任意一种不透明的材料做成一个空心

容器，当射线穿入小孔后，将在空腔内发生

多次反射，每反射一次，就被内表面吸收一

部分能量，经过多次反射，射入小孔内的射

线几乎全部吸收掉，这样的物体非常接近绝

对黑体。2、绝对黑体的性质（黑体辐射实验）当以绝对黑体作为辐射体往外发射辐射时，

结构化学复习资料 17年6月制

1

结构化学复习资料

该复习资料大概分为2个部分吧，第一部分着重于每一章比较重要的知识点（第四章开始），并稍加补充和拓展；第二部分主要是一些习题。刚开始学结构化学的时候感觉学起来云里雾里的，不过后来多做题目，找到了一些规律，这对理解结构化学的内容有一定的好处，也比较好上手吧。

还有一个重要的点就是同学们可以多参考下课外书，毕竟个人感觉光靠结构化学基础这本书可能会遇到许多问题，或者说许多时候看不懂的东西没有加以解释，结果很容易就会一个不懂接着下一个不懂的点这样子。所以课外书显得挺重要的。推荐一下一些参考资料吧☺

1. 徐光宪先生写的《物质结构》和麦松威先生写的《高等无机结构化学》，这两本书可以说是结构化学的进阶版，讲的很详细，许多课本上的问题都可以在这些书上找到答案。

2. 陈慧兰编写的《高等无机化学》，这本书里对于配合物结构和性质部分讲的挺详细的，比如姜泰勒效应，晶体场是怎么裂分的等等，有兴趣的同学可以看一下。

3. 结构化学基础第四版的习题答案。这个大家都懂得☺。里面提供了几乎所有课后习题的答案，这个对大家都很有帮助。另外，每一章前面都附带了该章的内容提要，这在复习的时候可以当作大纲来使用，效果也是挺好的。

4. 课件。 老师给的课件可以帮助大家从书里大段大段的文字里找出重点的内容。另外提供了南开大学孙宏伟教授的结构化学课件以及一些习题和考试题，孙教授主页上还有视频课程可以看，大家有空的时候也可以看看视频复习一下。

5. 数据库。很多时候不是光看书就能解决的问题可以通过查找数据库得到答案，特别是知网上有很多关于结构化学的内容，有很多老师在上面发表了对于一些习题的简单解决方法，这对于解题来讲很有帮助。数据库在这里也包括了百度文库，豆丁网等。这些共享性的资料库可以说是一个习题库，找找题目练练手也是挺好的，虽然题目答案可能有误需要小心辨别。

大概就说这么多，下面进入正题。可能在输入过程中会有错误，大家复习的时候如果发现有冲突还是按照老师的课件和课本为主。祝同学们考试顺利啦！

第一章：原子结构

1. S能级有 个原子轨道，P能级有 个原子轨道，d能级有 个原子轨道，同一能级的原子轨道能量 ，每个原子轨道最多可以排 个自旋方向相反的电子。当2P能级有2个未成对电子时，该原子可能是 或者 ，当3d能级有2个未成对电子时，该原子可能是 或者 。

2. S轨道图形为 ，P轨道图形为沿三维坐标轴x y z 对称分布的纺锤形。

3. 主族元素的价电子就是 电子，副族元素的价电子为 与 之和（Cu和Zn除外）。

4. 19∼36号元素符号是：

它们的核外电子排布是：

5. 元素周期表分 ， ， ， ， 五大区。同周期元素原子半径从左到右

逐渐 ，原子核对外层电子吸引力逐渐 ，电负性及第一电离能逐渐 ，（ⅡA，ⅤA特殊）； 同主族元素原子半径从上到下逐渐 ，电负性及第一电离能逐渐 。

6. 依照洪特规则，由于ⅡA族，ⅤA族元素原子价电子处于稳定状态，故其第一电离能比相邻同周期元素原子 ，如：N>O>C ; Mg>Al>Na ,但是电负性无此特殊情况。

7. 电负性最强的元素是 ，其电负值为4.0 ，其次是 ，电负值为3.5

第二章 化学键与分子间作用力

1.根据共价键重叠方式的不同，可以分为 键和 键，一个N2分子中有 个σ键 个П键，电子式为 。根据共价键中共用电子对的偏移大小，可将共价键分为 键和