第一章 物质结构基础
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“上帝粒子”：希格斯玻色子（英语：Higgs boson）是粒子物理学标准模型中所预言的最后一种基本粒子（模型预言了62种基本粒子，已发现61种，包括质子、中子、电子、夸克等），以物理学者彼得·希格斯命名，是一种具有质量的玻色子，没有自旋，不带电荷，非常不稳定，在生成后会立刻衰变。
2012年7月4日，CERN（欧洲核子研究组织）宣布LHC（大型强子对撞机）的紧凑渺子线圈探测到两种新粒子，这两个粒子极像希格斯玻色子，但还有待物理学者进一步分析确定。
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【重难点】
1．原子的电子层结构
原子核是由质子和中子组成的，原子核与核外电子又一同构成了原子。由于单质和化合物的化学性质主要取决于核外电子的运动状态，因此，在化学中研究原子结构主要在于了解核外电子运动的规律。（如图1-1）
图1-1 原子的结构 图1-2 核外电子运动
2．核外电子运动的特性
核外电子运动无法用牛顿力学来描述，具有测不准性。（如图1-2）
（1）核外电子运动规律的描述
电子云：电子在原子核外空间出现的概率密度分布。（如图1-3）是p电子云的形状。
离核越近，电子云密度越大；离核越远，电子云密度越小。（如图1-4）
图1-3 p亚层结构 图1-4 核外电子概率分布
（2）核外电子运动状态的描述——四个量子数（n、l、m、ms）
多电子原子中，决定能量的量子数是n、l。
（3）核外电子的排布
遵循能量最低原理、泡利不相容原理及洪特规则。
根据n+0.7l的整数部分相同，近似分成若干近似的能级组。
3．原子结构与周期律
元素周期律：元素的性质（原子半径、电离能、电负性、金属性等）随着核电荷数的递增而呈现周期性的变化。
第四章 物质结构 元素周期律
第一节 原子结构与化学周期表
一、原子结构
1、原子的构成
原子由原子核和核外电子组成(原子核包括质子和中子)，质子带 正电 ，电子带 负电 ，中子中立 不带电 。
2、质量数
(1)概念：将核内所有 质子 和 中子 的相对质量取近似整数值相加，所得的数值。
(2)构成原子的粒子间的两个关系
①质量数(A)＝ 质子数(Z) ＋ 中子数(N)
②质子数＝ 核电荷数 ＝核外电子数
3、原子的表示方法
如作为相对原子质量标准的12 6C表示质子数为 6 ，质量数为 12 的碳原子。
4、粒子符号(AZX±bn±m)中各数字的含义
5、原子核外电子排布的表示方法
(1)原子结构示意图
用小圆圈和圆圈内的符号及数字表示 原子核 及 核内质子数 ，弧线表示各电子层，弧线上的数字表示该电子层上的电子数。以钠原子为例：
(2)离子结构示意图
①金属元素原子失去最外层所有电子变为离子时，电子层数减少一层，形成与上一周期的稀有气体元素原子相同的电子层结构(电子层数相同，每层上所排的电子数也相同)。如 Mg ：→ Mg2＋ ：。 ②非金属元素的原子得电子形成简单离子时，形成和同周期的稀有气体元素原子相同的电子层结构。
如 F ：→
F－ ：。 Na＋ 与稀有气体Ne的核外电子排布相同； Cl－
与稀有气体Ar的核外电子排布相同。
二、元素在周期表
1、周期的分类与包含元素
类别 周期序数 行序数 核外电子层数 包含元素种数 起止元素
短周期 1 1 1 2 H～He
2 2 2 8 Li～Ne
3 3 3 8 Na～Ar
长周期 4 4 4 18 K～Kr
5 5 5 18 Rb～Xe
6 6 6 32 Cs～Rn
7 7 7 32 Fr～Og
2、族的分类
16个族分为 7 个主族、 7 个副族、1个第 Ⅷ 族和1个 0 族。
3、元素周期表中的方格中各符号的意义
【学习内容】
复习专题――生命的物质基础、结构基础
【知识归纳】
生命的物质基础
《生命的物质基础》一章，主要是从化学元素和化合物两个层次阐述了生命的物质基础。通过对生命基本元素和化合物的学习，同学们将认识到生物界与非生物界的物质统一性；通过对生命分子的学习，同学们将认识到原生质是生命的物质基础。在原生质成分中，由于蛋白质是生命的体现者，核酸是一切生物的遗传物质，所以，这两类大分子物质是学习重点。在复习时，应注意物质与结构的联系。要知道，原生质是细胞内的生命物质，细胞是原生质的基本结构形式。也就是说，只有当物质以一定的形式构成结构时，才能够完成一定的功能。例如一个完整的细胞能够完成一系列复杂有序的生命活动，而如果按比例将组成细胞的物质放入试管，在试管内就无法完成相应的生命活动。
例题1：下列哪项不是蛋白质在人体内的生理功能
A 细胞成分的更新物质
B 酶的主要成分
C 组织修复的原料
D 能量的主要来源
答案：D
分析：这是教材上的一道课后练习题，同学们都能够做对，但在复习的时候你就应该从物质与结构的关系来看各个选项，而不是单从物质的角度出发。A选项所说的事件（细胞成分的更新）只能发生在活细胞内，是因为活细胞内有着能完成一系列活动的结构，蛋白质的水解、分解反应，需要场所（细胞基质）、催化剂（酶）等条件，蛋白质的合成反应，需要场所（核糖体）、催化剂（酶）等条件；B、C选项与A选项相似；D选项提到了物质分解放能的问题，作为有机物蛋白质是可以氧化分解放能的（在体外氧化分解时，蛋白质的热价高于糖类），但是在细胞内能量则主要来自糖类物质的氧化分解。由这个题目可以看出来，生命物质的功能往往要在构成一定结构的基础上才能表现出来。
例题2：在生物体的新陈代谢旺盛、生长迅速时，细胞中结合水与自由水的比值会是
A 不变 B 升高 C 降低 D 先降后升
物质的结构必考知识点归纳
物质的结构是化学和物理学中的基础概念，它涉及到原子、分子、晶体等微观粒子的组成和排列方式。以下是物质结构的必考知识点归纳：
1. 原子结构：原子是物质的基本单位，由原子核和电子组成。原子核包含质子和中子，而电子在原子核周围以特定的轨道运动。
2. 元素周期表：元素周期表是按照原子序数排列的元素列表，它展示了元素的周期性和族性。元素的化学性质主要由其原子序数决定。
3. 化学键：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。主要类型有共价键、离子键和金属键。
4. 分子结构：分子是由两个或更多原子通过化学键连接而成的稳定结构。分子的几何形状和化学性质受其原子排列和化学键类型的直接影响。
5. 晶体结构：晶体是由原子、离子或分子按照一定规律排列形成的固体。晶体结构的类型包括立方晶系、四方晶系、六方晶系等。
6. 晶格缺陷：晶格缺陷是晶体中原子排列的不规则性，包括点缺陷、线缺陷和面缺陷。这些缺陷会影响晶体的物理性质。
7. 非晶体与准晶体：与晶体相比，非晶体没有长程有序的原子排列，而准晶体则具有长程有序但不具备传统晶体的周期性。
8. 纳米材料：纳米材料是指具有纳米尺度（1-100纳米）的材料，它们展现出独特的物理化学性质，如量子效应、表面效应等。
9. 超分子化学：超分子化学研究分子之间通过非共价键（如氢键、π-π堆叠等）形成的复杂结构和功能。
10. 材料的宏观性质与微观结构的关系：材料的宏观性质，如硬度、弹性、导电性等，与其微观结构紧密相关。例如，金属的导电性与其自由电子的分布有关。
11. X射线晶体学：X射线晶体学是一种用于确定晶体结构的技术，通过测量X射线在晶体中的衍射模式来解析原子的位置。
12. 扫描隧道显微镜：扫描隧道显微镜（STM）是一种能够观察到原子尺度表面结构的仪器，它利用量子隧道效应来探测样品表面的电子态。
这些知识点是物质结构领域的基础，对于理解物质的组成、性质和反应机制至关重要。掌握这些概念有助于深入学习化学、材料科学和相关领域的更高级主题。
