“ 化學是物理的一個分支 ”——物理學家
物質的本質是什麼?
古代中國人說:氣。古希臘哲學家德謨克利特(約460-370BC)說:原子。當然當時不可能知道原子到底是什麼。
後來波意耳說:化學元素是用物理方法不能再分解的最基本物質組分。
1732年尤拉提出:有多少種原子就有多少種元素。
1785年拉瓦錫提出質量守恆定律。
1805年道爾頓提出化學原子論。
這都僅在宏觀解釋了原子和元素的概念,微觀的東西由物理學家解釋。
原子到底是怎麼樣的?
盧瑟福(物理學家)已經提出:原子由中心的原子核和核外電子組成。
電子是繞著原子核旋轉嗎?
不是。遇事不決,量子力學。
最早的猜想是波爾的行星模型,但後來發現,他的模型僅適用於氫原子(因為只有一個質子和一個電子,沒有其他干擾)
而目前公認的模型是用薛定諤方程算出來的量子力學原子模型:
微觀世界裡,電子的運動是隨機的(別為我為什麼,問就推給上帝),但是它們存在於一些地方的概率會比較大,這些地方其實就是我們說的:電子層。所以電子層真正的含義是電子出現概率較大的地方。
電子層是球形的嗎?
也不是。電子層裡面還分為很多個能級,能級又分為很多個軌道(又叫電子雲)
第一個電子層有s能級,第二個有s,p能級,第三個有s,p,d能級,以此類推。
s能級有一個球形軌道,p能級有3個分別在三個方向的啞鈴形軌道,d能級有5個稀奇古怪的軌道(有興趣請自行百度),一個軌道可裝兩個電子。
什麼?為什麼軌道形狀稀奇古怪?
去問薛定諤,是他算出來的,這鍋讓他背
有了這些軌道,隨著質子數的增加,電子一個個地往軌道里填。又因為每一層的軌道不同,所以填進去的時候會呈現週期性變化。
可以看一下化學書後面的週期表,每個元素下面都有一個價電子排布式(決定化學性質的電子叫價電子),如Cl是3s23p5,字母的3是電子層(M層),s,p是這個電子層裡的一個能級,後面的2,5是在這個能級的電子數,所以Cl最外層(也就是第三層)有7個電子。
很複雜?
這可是學選修一的同學們一定要知道的
要學好物質的各種性質也需要知道(不然很多機械記憶)
總之一句話,書上那幅原子結構的圖
是為了簡單而設的非本質的圖
還有一件事
相對原子質量為什麼要用1/12的12C?
阿伏伽德羅常數也用了這個
說來話長,我們下期聊
閱讀更多 高中化學你真掌握了嗎 的文章