第二章 物质结构基础

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球极坐标与笛卡儿坐标的关系
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Schrödinger方程在球极坐标中的形式
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2. 变数分离法
令 (r,)R( r())(),代入上式 r2si并 2n 乘以
R
s R 2 i r n r 2 R r s i n si n 1 2 2 8 h 2 2( E V ) r 2 s2 i 0 n
这样的原子称为Rydberg原子。在实验室里已造出n 约为105的H原子, n 约为104的Ba原子; 在宇宙中也观察到了n 从301到300之间的跃迁。
毋庸置疑, Rydberg原子是个大胖子。事实上, 它的半径大约相当于基态 原子的十万倍! 这样一个胖原子, 即使受到微弱的电场或磁场作用, 也会显著 变形。
第二章 原子的结构和性质
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在本章中，将用Schrödinger方程处理真实的化学物种， 这自然要从最简单的H原子入手。为了更具一般性，也包括 类氢离子，如He+、Li2+等，它们的区别仅在于原子序数Z的 不同。
氢是化学中最简单的物种，也是宇宙中最丰富的元素。 无论在矿石、海洋或生物体内，氢无所不在。
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2. 变量分离
设ψ(r,θ,φ)=R(r)Θ(θ)Φ(φ)= R(r) Y (θ,φ). 方程两边同乘以r2/(RΘΦ)
R方程：
Y方程：
Y=ΘΦ.方程两边同乘以 sin2θ/(ΘΦ)并移项
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经变数分离得到的三个分别只含，和r变量的方程依次称 为方程、方程和R方程，将方程和方程合并，Y(，) =()()，代表波函数的角度部分。

高中化学《选修三物质结构与性质》知识归纳选修三《物质结构与性质》是高中化学课程中的一本重要教材。

本书主要介绍了物质的结构与性质的关系，以及有机化合物、配位化学、无机材料等内容。

下面是关于该教材的知识归纳。

第一章物质的结构和性质1.物质的微观结构：原子、离子和分子是物质的微观结构。

2.物质的宏观性质：密度、熔点、沸点、导电性、导热性、溶解性等是物质的宏观性质。

3.物质的宏观性质与微观结构的关系：物质的性质与其微观结构相关，如金属的导电性、晶体的硬度等。

第二章有机化合物的结构和性质1.有机化合物的元素组成：有机化合物主要由碳、氢和少量氧、氮、硫等元素组成。

2.有机化合物的结构：有机化合物由分子构成，分子由原子通过共价键连接。

3.有机化合物的性质：有机化合物具有燃烧性、酸碱性、氧化还原性、流动性、挥发性等特性。

4.有机物的分类：根据分子中所含的官能团，有机物可分为醇、酮、醛、酸、酯、醚、芳香化合物等不同类型。

第三章有机反应与有机合成1.有机反应的定义：有机反应是指有机化合物在适当条件下发生变化，形成具有新性质的有机化合物。

2.脱水反应：脱水反应是指有机化合物中的水分子与有机分子发生反应，生成新的有机化合物。

3.氢化反应：氢化反应是指有机化合物中的氢气与有机分子发生反应，生成新的有机化合物。

4.酸碱催化：酸碱催化是指在酸碱存在的条件下，有机化合物的反应速率增加。

第四章金属配合物1.配位化合物的概念：配位化合物是指由一个或多个给体与一个或多个受体之间通过配位键结合形成的化合物。

2.配位键：配位键是指由配体中的一个或多个电子对与金属离子形成的共价键。

3.配位数：配位数是指一个金属离子周围配位体的数目。

4.配位化合物的性质：配位化合物具有明显的颜色、溶解度、稳定性等特性。

第五章无机材料1.无机材料的分类：无机材料可分为金属材料、非金属材料和无机非金属材料。

2.无机材料的性质：金属材料具有导电性、延展性、塑性等特性；非金属材料主要用于绝缘材料、陶瓷材料等；无机非金属材料具有耐高温、耐腐蚀等特性。

磷脂(疏水尾部)糖蛋白识别作用 黏着作用 润滑作用胆固醇维持细胞膜流动性磷脂(亲水头部) (贯穿)蛋白质(依附)蛋白质单分子层磷脂球内部可包裹疏水性物质解螺旋、解折叠等外膜内膜线粒体基质 嵴外膜内膜叶绿体基质类囊体光合色素附着在类囊体膜上 动物细胞中高尔基体负责蛋白质的加大亚基 小亚基中心粒中心体又称微管组织中心，核膜 (双层膜)核孔(蛋白复合体)细胞核与细胞质进行大分子物质交换的通核仁rRNA 染色质 叶绿体细胞骨架细胞⻣架与⽣物膜系统细胞膜细胞核膜细胞器膜生物膜系统生物膜系统的功能：1. 细胞膜为细胞提供稳定的内部环境2. 提供酶附着的位点，为生化反应提供条件3. 使细胞内部区域化，保证各反应高效进行核糖体内质网高尔基体细胞膜线粒体能量能量能量能量翻译合成运输加工加工转运分泌多肽链 较成熟蛋白质 成熟蛋白质 分泌蛋白囊泡囊泡注意：分泌蛋白形成过程中，由于内质网需要出囊泡运至高尔基体，高尔基体需要出囊泡运至细胞膜，所以该过程完成后内质网膜组分量下降，高尔基体膜组分量基本不变，而细胞膜膜组分量上升微丝蛋白微管蛋白中间纤维蛋白控制细胞形变维持细胞形态与结构有序细胞分裂过程中形成纺锤体 牵引后期分离后染色体 控制细胞一份为二囊泡的定向轨道运输无细胞结构⽣物分类生物DNA 病毒RNA 病毒 只含DNA只含RNA注意︓病毒只含DNA 或RNA 中的任意一种B病毒无法独立完成增殖J 必须借由宿主细胞提供原材料完成增殖乙肝病毒 天花病毒 T2噬菌体……H IV冠状病毒 流感病毒 ……烟草花叶病毒有细胞结构无核膜包被的细胞核无多种复杂细胞器仅有核糖体一种细胞器有核膜包被的细胞核有多种复杂细胞器原核生物真核生物 细菌蓝细菌(旧称蓝藻) 放线菌支原体衣原体……注意：①细菌与真菌的区别 细菌的名称中常带有形状形容词，如“杆”、“弧”、“螺旋”等。

真菌不具备此特征。

有时会将某些细菌的形状形容词省去，如“乳酸(杆)菌”或“醋酸(杆)菌”，需注意分辨 ②蓝细菌是一类生物的统称，包括蓝球藻、颤藻、念珠藻、发菜等均属于蓝细菌。

物质结构基础试题及答案一、选择题1. 物质是由什么构成的？A. 分子B. 原子C. 电子D. 质子和中子答案：B2. 原子核由什么组成？A. 电子B. 质子和中子C. 原子D. 分子答案：B3. 元素的化学性质主要由什么决定？A. 原子核B. 电子C. 质子D. 中子答案：B4. 哪种粒子带有正电荷？A. 电子B. 质子C. 中子D. 分子答案：B5. 哪种粒子带有负电荷？A. 电子B. 质子C. 中子D. 分子答案：A二、填空题1. 原子由____和____组成，其中____带有正电荷，____带有负电荷。

答案：原子核，电子，质子，电子2. 原子核由____和____组成，它们都是不带电的粒子。

答案：质子，中子3. 元素周期表中的元素按照____和____的递增顺序排列。

答案：原子序数，电子层数三、简答题1. 描述原子的结构。

答案：原子由位于中心的原子核和围绕原子核运动的电子组成。

原子核由质子和中子组成，质子带有正电荷，中子不带电。

电子带有负电荷，位于原子核外的电子云中。

2. 什么是化学键？答案：化学键是原子之间通过共享、转移或吸引电子而形成的连接。

这种连接使得原子能够结合形成分子或化合物。

四、计算题1. 如果一个碳原子有6个电子，那么它有多少个质子？答案：6个2. 一个氧原子的原子序数是8，它的原子核中有多少个质子和中子？答案：氧原子的原子核中有8个质子和通常8个中子（氧的常见同位素是氧-16）。