范文一：3492.原子核内中子的数量极值

2015.3.1

原子核内质子的数量根据化学元素的序号与核外电子的数量就可以掌握了，非离子状态下二者的数据是一致的。

原子核内中子的数量等于原子量减去核内质子的数量，因为质子、中子的质量差别很小，可能只有一个电子、一个中微子的质量差别，所以原子量可以大体反映核内质子、中子的数量。

根据初始化学元素氢、氦同位素的内部结构，我们可以发现质子、中子结合的基本形态有单质子形态；单质子、中子的结合形态；单质子、双中子的结合形态；双质子、中子的结合形态；双质子、单中子的结合形态，五种。每个质子最多与两个中子结合，每个中子最多与两个质子结合，不排除单质子形态与单质子、双中子形态的对偶存在和单质子、双中子形态与单中子、双质子形态的对偶存在。

核裂变过程中阿尔法射线的存在说明质子、中子的氦形态结构在所有化学元素的内部可能具有特殊的地位，即每个原子至少拥有一个氦核，至于这个氦核是氦3，还是氦4，未见介绍，氦4的可能性偏大，因为稳定性较好，氦3的可能性也存在，因为中子处于核心地位。我至今没有想通氦4结构中质子、中子是如何分布、对偶的，因为两个质子的分布相对均衡才能实现所有高端化学元素内层两个核外电子分布的相对均衡。鉴于核事故放射性污染物中存在多种放射性元素，高端化学元素不排除存在多个氦核结构的可能，而高端化学元素的形成和裂变为何种低端化学元素，可能存在规律性。所以，核内中子的数量极限不会超过质子数量的两倍（减去氦核质子、中子二比二、一比二的对偶形态，必定低于质子数量的两倍）。

分析化学元素周期表，我们可以发现越是高端化学元素内部结构中中子的数量越多，裂变为低端化学元素必定有许多中子释放，而形成过程中必定增加许多中子，而化学元素周期表中并没有中子的位置，它们从何来，哪里去，值得深入分析。前者，要所有相同元素的核内重组，是一个相对宏观的过程；后者，可能存在转化问题，或者裂变为光子，或者转化为质子。地心内部的转化相对容易理解，因为有热核反应区域存在，正负电荷的聚变可以提供需要的质子、中子，原子在高温下分解，在相对冷核聚变区域重组是可能的。行星表面矿物带的分布未必全部来自地下化学元素的上移，有些可能形成于板块挤压，陨石撞击，不同化学元素瞬间重组相变的可能也是存在的。质子、中子的转化条件、对偶条件，化学元素之间的相互转化值得深入研究。

思维可以天马行空，也要有所依据。我是想到哪，写到哪，就此打住。

范文二：超铀元素原子核_衰变寿命的系统研究

， ， ， 支启军谢娟周勋龚伦训

( 贵州师范大学 物理与电子科学学院，贵州 贵阳 55000)1

摘要: 超铀元素结构和性质的研究对于超重核实验的合成具有重要的意义，本文简要介绍了远离 β 稳 , , ( 定线原子核 β 衰变寿命的指数规律和理论计算公式利用该公式对超铀区原子核 β 衰变寿命进行了系

( , : 统 的理论计算和讨论计算结果与实验数据和宏观 微观模型结果的比较表明该指数计算公式对超铀

，, ( 附近 原子核寿命的计算结果与实验数据符合较好也与宏观 微观的结果符合较好对这些同位素链上, ，(原子核 的未知 β 衰变寿命的进行了理论预言可为将来的实验提供理论参考

: ; ; β 关键词超铀核衰变寿命指数规律

: : 1001, 8395( 2010) 05 , 0645, 中图分类号: A 文章编号文献标识码O562( 1 04 doi: 10, 3969 / j, issn, 1001 , 8395, 2010, 05, 017

在自然界中能找到的最重的元素是 92 号元素 除了 比较大的情况下的结论是一致的( W( Sar,1,B( - ，，，U，U gent 之后的核素都是通过实验合成的常称为超 定理外采用系统分析的方法人们提出了一,2,( 些唯象的计算 β 衰变寿命的参数化的理论计算公 1940 铀元素自 年美国发现了的第一个超铀,1,,8,(，—93 Np，，Krata , Herrmann 号元素 式比如 公式等最近通过科学家一直在进行超铀元元 素

，对 最新试验数据的理论分析和研究提出了系统计素

，β 衰变的一个比较简单和有效的理论计算公式(，， 的人工合成近年来随着实验的发展合成超铀算 + , 、出远离稳定线附近原子核的 β 衰变β 衰变指 和 超重元素的研究工作取得了许多突破性进

与衰变能之间有一个类似 α 衰变寿命与 α 衰 人们 寿命 (展( 已经合成了许多新的超铀元素随着实验的发，变能 之间的指数关系该公式的理论计算结果与实,5 , 6,( 据符合较好利用这个计算公式对实验， 展对超铀元素结构和性质的理论研究越发显得重验数 , 数据已 知的原子核 β 衰变寿命进行了细致的理， 作为原子核的一种重要衰变方式β 衰变的性(要

、，性质的理解以及超铀元论计算和 研究发现这个公式能有效的给出远离稳质研 究对于超铀核素结构, ,6,( 原子核的 β 衰变寿命由于超铀元 素和定线附近 ,2,，超重新核素的合成具有非常重要的意义因为许 素性质的研 究对于新核素合成和核结构理论发展, 文将利用远离稳定线附近原子核 β 多超铀元素的合成也是符合核不断 β 衰变的过，的重要性本 98 Z = 88 , 衰变寿命的指 数计算公式对超铀区 β 衰变是原子核衰变理论中的一个重要衰变 (程, ,3 , 8,同位素链上原子 核的 β 衰变寿命进行细致的计( ，方式相对于 α 衰变人们对原子核 β 衰变

， 算并将理论计算 结果与实验数据和宏观微观模型的 在此 基础上重点对远离稳定线区超，认识和研究还不够清楚这是由于 β 衰变过程既有 (的理论比较, ，铀原子核的 β 衰变 寿命进行了理论预言以便为 由于对强相，(弱相互作用还涉及到强相互作用

将来的超铀核素和超 重新核素合成的实验和理论互 作用了解不够以及对原子核这样一个量子多体,7, ，统缺乏有效简单的处理方法β 衰变几率的理论(象这条路，1933 年，B( Sargent对当时 β 衰变 研究提供理论指导和 参考W系 ( 人们一几率的实验数据进行了分析，在理论上提出了 β 衰 (精 确计算仍是核衰变理论中的一个难题, 1 β 衰变寿命的系统规律和指数计算公式 T( TE 变寿命 与衰变能 之间的幂级数关系?方面 1 /2 1 /2 5 ,3,，,5 , 6,希望从微观的角度去认识 β 衰变另一方面人们也 在文献 中系统的讨论了远离稳定线附e)( E( Fermi他与一年后提出的 理论在衰变 沿着 (在寻找一些简单和有效的唯象的处理方法能收稿日期: 2008 , 12 , 12 唯: ( 1086500) 4( J ,200,82254 ) 基金项目国家自然科学基金和贵州省科学技术基金黔科合 字号资助项目

33 卷 646 ( ) 四川师范大学学报自然科学版

+ , ( ，近原子核 β 和 β 衰变寿命与母核核子数之间的 别是拟合参数利用最小平方拟合方法对实验

上，系统规律即远离稳定线附近原子核的 β 衰变寿命 , ，β 衰变寿命已经知道的原子核进行拟合后得到 ,6, ( ，( 1) 式中 c、c、c和 c的数值分别为与原子核的核子数之间的指数规律因此在本 1 2 3 4

,4 ，文 中不详细的给出该计算公式的详细细节只简要c= 2, 65 ×10 ，c= ,0 , 227 5， 1 2 , ( 的 给出主要的计算思想通过对现有 β 衰变寿c = 0, 365 2， c = ,0 , 885 2， 3 4 , ，命实 验数据的系统分析和研究发现远离稳定线的在该参数下，用( 1) 式计算的 351 个实验上 β 衰变 , 原子 核的 β 衰变寿命的对数与该核素的核子数0( 44，寿命已经知道原子核的标准偏差为 平均偏, ( ，之间存 在一个近似的直线关系在此基础上提0( 35( 差 为 这表明提出的原子核 β 衰变寿命, 出了一套 计算远离稳定线附近原子核的 β 衰变( 1) 的理论 计算式能可靠和有效地描述远离稳定,6,寿命的理论 计算公式 ( 线附近原 子核的衰变寿命下面将用该公式来对

, ( 1) lgT= (c Z + c) N + cZ + c， 1 /2 1 2 3 4 超铀区域原 子核的 β 衰变寿命进行详细的理论

, 其中，T是原子核 β 衰变寿命的半衰期( s) ，Z 和( 计算 1 /2

N ，c、c、cc分别是母核的质子数和中子数和 分 1 2 3 4

, 表 1 利用( 1) 式计算的预言远离稳定线的原子核 β 衰变寿命( Z = 88 :90 ) 与实验数据的比较

, Table 1 far from the stable line Theoretical β ,dec ay half ,li ves of nuclei (Z = 88 :90 )

are compared with available experimental data

s M ller s s s M ller s s / / / / / / 质子数 中子数 理论值 的值 实验值 质子数 中子数 理论值 的值 实验值

88 143 65( 6 , 100 103 ? 3 88 146 16( 0 48 30 ? 10 88 144 41( 0 , 100 250 ? 50 89 145 64( 5 10( 48 44 ? 7 88 145 25( 6 30( 4 30 ? 5 90 148 39( 7 , 100 9( 4 ? 2 , 表 2 利用( 1) 式预言的超铀区( Z = 93 :96 ) 远离稳定线的原子核的 β 衰变寿命

, Table 2 far from the stable line The predicated β ,dec ay half ,li ves of nuclei (Z = 93 :96 )

s M ller s s M ller s / / / / 质子数 中子数 理论值 的值 质子数 中子数 理论值 的值 93 156 15( 20 33( 87 95 160 15( 15 8( 25 93 157 9( 53 39( 75 95 161 9( 51 4( 67 93 158 5( 97 15( 41 95 162 5( 97 3( 78 93 159 3( 74 10( 32 95 163 3( 74 2( 74 93 160 2( 35 6( 74 95 164 2( 35 1( 94 93 161 1( 47 3( 96 95 165 1( 47 1( 27 93 162 0( 92 2( 58 95 166 0( 93 0( 56 93 163 0( 58 1( 77 95 167 0( 58 0( 44 93 164 0( 36 0( 63 95 168 0( 36 0( 71 93 165 0( 23 0( 46 95 169 0( 23 0( 41 94 158 15( 16 51( 28 96 163 9( 53 25( 51 94 159 9( 51 25( 18 96 164 5( 98 14( 98 94 160 5( 96 15( 78 96 165 3( 76 6( 07 94 161 3( 74 8( 39 96 166 2( 36 6( 02 94 162 2( 35 6( 28 96 167 1( 48 0( 87 94 163 1( 47 4( 27 96 168 0( 93 4( 02 94 164 0( 92 2( 91 96 169 0( 58 3( 39 94 165 0( 58 1( 64 96 170 0( 37 0( 49 94 166 0( 36 0( 79 96 171 0( 23 1( 65

, 支启军等: 超铀元素原子核 β 衰变寿命的系统研究 第 5 期 647

2 计算结果与宏观 , 微观模型的结果和实验结果 超铀同位素链上的计算研究

符 , 衰变寿命最重 , Z = 90、N = 148 ，( 1 ) 到目前为止，实验上知道的 β 合较好对于 的核来说利用式

Z = 90 ，的原子核基本上就在 附近对于超铀区的原 ( 计算的结果与实验数据符合最好因此可以看, ，( ( 1) 子核来说实验数据是极其稀少的然而我们知出 式对远离稳定线附近原子核 β 衰变寿命， 道对超铀区原子核结构和性质的研究对于丰富(的理 论描述是可靠和有效的

，、和发 展核结构理论乃至超铀核素核超重新核素2 ( 1 ) ( Z = 表 中列出了用理论式计算超铀区, ，，的合 成都有非常重要的意义因此我们将对超铀93 , 96) 远离稳定线附近原子核的 β 衰变寿, ( ，，区原 子核的 β 衰变寿命进行理论计算和预言期命由 于该区域没有实验数据作为一个理论比

,4,(望为 将来的试验提供理论参考 ，P( M ller , 较表中 列出了 等利用宏观 微, ( 1 ) 为了先检验式对超铀区原子核 β 衰变寿 ( 2 1 , 2 观模型理论计 算的结果表 中第 列和第

，1 Z = 88 , 90 5 , 6 ，3 命的可靠性和有效性表 中列出了 区 列表示的是 原子核的质子数和中子数第 , , 7 ( 1) 域远离稳定线附近原子核 β 衰变寿命的理论计算 和 列表示的是利 用式计算的原子核的 β 衰

，Audi 数据和实 验 数 据其中的实验数据取自 ，4 变寿命第 列和第 ,9,,4,G( ( 1 ) 8 P( M ller ( , 等的原子核数据表为了全面检验式的有列表示的是 等利用宏观 微观1 ) ( ，式计算的理论结果与宏个同位素链来说利用,4, 效( 2 ，模型 计算的理论结果从表 中可以看见对 ， 观 ,微观模型的计算结 果比较接近 两者的误差基,4,，P( M ller , 性表中也列出了 等的用宏观 于每一 本上在几倍以内( 这表明远离稳定线附近原子核( 1 ，微观 模型的计算结果从表 中我们看见总的的

, ( 1 ) M ller P( 来说式计算的寿命与实验数据和 ( 1 ) (1 ) ( β 衰变寿命存在由式描述的理论关系,4,, 等的宏观 ,式 对远离稳定线附近原子核 β 衰变寿命的理论是可靠的( 利用该公式对超铀区原子核 衰变寿 β , ，微观模型结果符合较好理论计算与实验数据的 描述 ， 命的预言是有效的可为将来的实验研究和理论研, ( 误差基本控制在一个数量级之内由于 β 衰变(究提供理论参考 , ，是 一个比较复杂的强相互作用过程理论上对 β

，衰 变寿命的计算是比较困难的一个数量级之内的

, ( 误 差作为理论模型来说是比较不错的结表 3 利用( 1) 式预言的超铀果区( 对Z =于 97 :98 ) 远离稳定线的原子核的 β 衰变寿命 , Table 3 The predicated ,dec ay half ,li ves of nuclei (Z = 97 :98 ) far from the stable lineβ Z =

s M ller s s M ller s / / / / 88、N = 145质子 , 数146 中子Z 数= 89、N理论 = 值145 的值 质子数 中子数 理论值 的值 和 的核来说理

97 166 6( 02 25( 18 98 167 9( 64 2( 39 论 97 167 3( 78 1( 64 98 168 6( 06 44( 29 97 168 2( 38 12( 05 98 169 3( 81 26( 80 97 169 1( 49 10( 61 98 170 2( 40 2( 96 97 170 0( 94 1( 68 98 171 1( 51 6( 91 97 171 0( 59 1( 29 98 172 0( 95 4( 50 97 172 0( 37 4( 62 98 173 0( 60 7( 38 97 173 0( 23 2( 05 98 174 0( 37 5( 37 97 174 0( 15 2( 39 98 175 0( 24 3( 62 97 175 0( 09 2( 02 98 176 0( 15 3( 70 ，( 1) 表 3 中列出的是 Z = 97 , 98 同位素链上远离稳 中考虑到了原子核的微观效应而式描述的是一

, ( 3 ，，( 1) 定线附近原子核的 β 衰变寿命在表 中可以个总体的变化趋势事实上也可在式中考虑原子

2 ，( 1) , ，( 发 现与表 一样式计算的理论结果与宏观 核的微观效应比如说壳效应等这样的话理论计

，，( 1) 微观 模型的计算结果比较接近两者的误差基本上算 结果会有所改进但同时也增加了式的参

( ,5 , 6,( ( 3 ，P( M ller 数有 关这方面的讨论可参见文献总的在几 倍以内值得注意的是在表 中,4,，( 1) (等宏观 说来理论 计算式的计算结果是可靠的 , N = 166 , 168 微观模型计算的 β 衰变寿命在 事实上，我们提出的指数规律是 β 衰变寿命与 之

，间 有一个突变这可能是由于在宏观微观模型的计

33 卷 648 ( ) 四川师范大学学报自然科学版

与母核核子数之间的指数计算公式( 采用该理论衰变能关系的反应，在 β 衰变能的基础上，指数规

计 Sargent Sar，- 律与 定理是一致的但是指数规律比 98 Z = 88 , 同位素链上远离稳定 算公式对超铀区 gent 定理更适合于计算远离稳定线核的 β 衰变寿 , 线附近原子核的 β 衰变寿命进行了系统的理论计 ,5 , 6,( 命β 因此用指数规律公式对原子核 β 衰变( ，，算和研究结果发现对于超铀区的原子核来说( ，寿 命的理论计算是可靠和有效的当前超重核，, 理 论计算结果与实验数据符合较好也与宏观 ,10,, ，研究 是核物理研究的热点我们对未知核素 β ( 微观 理论模型的计算结果比较符合此外对超铀, 衰变 寿命的理论预言能为将来的实验和理论研究区远离 稳定线附近 β 衰变寿命未知的原子核的 , (提供 可靠和有效的理论参考 ，β 衰变 寿命进行了理论预言这些理论预言可为

将来超铀 核素和超重新核素合成的实验研究和理3 结语(论研究提 供理论指导 , 介绍了远离稳定线附近原子核的 β 衰变寿命

参考文献

,1,McMillan E T，Abelson P H( Radioactive Element 93Phys Re，v1940，57: 1185, ,J,( 1186( ,2,Hofmann ，SMunzenbergG( The idscovrey of the heaievst elements,J,( Review of Modern Phicyss，2000，72: 733 , 767(

,3,Fermi E( Versuchi neer theorie der , strahlen: I,J,( Zeitschrift für Physik: Hadrons and Nleui，c1934，A88: 161 , β 177(

,4,M ller P，Nix J R，Kartz K L( Nuclear properties for astrophyiscal andr adioactive , ion , beam application,J,( Atomic

Data an d

Nucear Data Taebs199766( 2) : 131 , 343( ll，，+ ,5,ZhangX P，Ren Z Z( Smpe formua of , decay hfa , ves of nuce far from stabe neJ Phys Revillllili, lli,,(，β β 2006，C73: , Systematics of β , decay hlfa , lives of nuclei far from thβe , stable line6,ZhangX P，Ren Z Z，Zhi Q J，et ,J Phy，s 01430(5 1) , 01430(5 9) ( al( ,J,(

2007，G34: 2611, 2632( ,7,SargenBt W( The maimxum energy of thβe , rays from raUnium X and other bioesd,J,( Proc Royl aSoc Londo，n1933，

A139:

659 , 673(

,8,Pfeiffer B，KratzK L，M ller P( Status of dlaeyed , neutron precursotra :d ahalf , lives and neutron iessmion probabilities

,J,( Progressin Nuclear Energy，2003，41: 36 , 39(

,9,Audi G，Bersillon O，Blachot J，et al( The NUBASE evaluation of nulcear anddecayr opperties,J,( Nuclear Phys，2003，A729:

3

, 128(

,，,10,，，，( J,( : 2009，27( 2) : 110 , 114(超重新核素的研究进展贵州师范大学学报自然科学版 周勋支启军谢娟等

, Systematical Studies on the β -Decay Lives of Nuclei of theT ransuranic Elements

ZHI Qi-jun， XIE Juan， ZHOU Xun， GONGL un-xun

( College of Physics and Electrnoic Sciences，Guizhou Normal University，Guiyang 55000，1Guizhou)

Abstract: Studies on nulcear structure otrfa nsuranic elemetns are veryim portant in synthesizing new superheavly em eetns( The , exponetinal law between -deca yhalf-lives and the nuleocn number( Z，N) of parent nuleic is shortly reviewed( Using the β , formula with four paramet，etrshe -deca ylives of transuranic nuclei far fromt asble line are sytsematically calculated and comrpead β with ex-

perimental data( It is shown that thel cculaated results are in good agreemenitt h wthe expreimental data and the Mller calculation , sults( The unknown -deca ylives of transuranic nuclei are rpedicted，which can rpovide references for future riemxepental re- β

research otrna nsuranic and superheavlye meetns(

, Key words: transuranic nuclei; -deca ylives; exponetinal lawβ

( 编辑 周 俊)

范文三：(1)原子属于哪一种元素,是由原子核内的 5 数目所决定

崇伦国中九十一学年度第二学期理化科第一次段考 年 班 号 姓名 一、填充题组共52分注意答案一律写在答案卷上答案有代号者一律以代号回答 1.16kgw、12kgw两力同时作用在同一物体上试求 1两力方向相同时合力为ˉ1ˉkgw。 2两力方向相反时合力为ˉ2ˉkgw。 3如右图在两力作用下物体仍保持静止 则此时摩擦力为ˉ3 kgw方向向 4 左、右。 2.以A质子 B电子 C中子 回答下列问题 1原子属於哪一种元素是由原子核内的 5 数目所决定 2同位素是指 6 数相同但 7 数不同的原子。 3.如图欲以螺丝板手转动螺丝 以A1F B2F C3F D4F 回答下列问题 1何者较省力 8 。 2何者产生力矩为零 9 。 4. 某一物体6kg初速为2m/sec经一定力作用后 2秒内加速至10m/sec试问 1物体产生的加速度为 10ˉm/sec2。 2物体所受此定力为ˉ11ˉN。 5.右图为杠杆平衡实验已知每个砝码质量为20公克 现在在杠杆右端距支撑点10公分处挂4个砝码在杠 杆左端距支撑点20公分处挂3个砝码则 1此时使杠杆旋转之力矩大小为 12 。要写单位 2若要使杠杆达水平静止状态可把1个砝码挂在杠杆 13 端填左、右距支撑点 14 公分处即可。 6.甲、乙两车在公路上以相同的速率行驶已知甲车质量大於乙车。 1若两车在煞车时产生相同的固定阻力则当两车同时煞车后何者先停下来 15 ˉA甲车 B乙车 C两车同时停止。 2若两车相撞何者受力较大 16 ˉA甲车 B乙车 C两车受力相同。 7.质量20Kg的物体在光滑水平面上以5 m/sec的速度运动则 1若不受外力作用2秒后速度为ˉ17ˉm/sec。 2若物体受10Kgw的定力作用2秒后速度为ˉ18ˉm/sec。 8.以Aα射线 B β射线 C γ射线 回答下列问题 1 以上哪一种放射线穿透力最强 19 2 烟雾警报器是利用鋂-241产生的 20 使空气中的氧气或氮气失去电子。 3 医学上利用钴-60产生的 21 治疗癌症。 9.以A核能 B动能 C重力位能 D电能 E热能 F光能 回答下列问题 1能量互相转换时通常都会有哪一种形式的能量伴随产生 22 2太阳所放出的巨大能量是由 23 转换而来的。 3 24 很容易转换为其他形式的能所以是目前 家庭和工厂中最常使用的能。 10.如右图斜面长10公尺高5公尺施5Kgw的力可将一质量 10kg的物体沿斜面由A点等速上推至B点则 1此力对物体作功 25 焦耳。 2此功转换成为物体的 26 能。 二、选择共48分 1.下列何种现象不属於惯性作用ˉA赛跑抵达终点时无法马上停住 B公车突然煞车乘客往前倾C划船时桨向前划船身向后退 D 手拍衣服去掉灰尘。 2.一物体所受的合力不为零则物体必定做ˉA等速度运动ˉB加速度运动ˉC静止ˉD以上皆有可能。 3.有5N和12N两力同时作用於一点则两力之合力大小不可能为下列何者ˉA5N B12N C7NˉD17N。 4.如右图中的大石头重120kgw其重心距小圆木40cm距两手的平均 距离160cm则此人至少要用多少的下压力才可以把大石头抬起 A30kgwˉB40kgwˉC50kgwˉD60kgw。 5.下列哪一个不是能量的单位ˉA千瓦小时 B焦耳 C瓦特 ˉD 卡。 6.发射后的火箭在空中等速度上升此时火箭受到地球引力的反作用力为下列何者 A空气对火箭的阻力ˉB喷出的气体对火箭的推力ˉC火箭对地球的引力ˉD火箭排开空气所受的浮力。 7.有关牛顿第三运动定律下列叙述何者错误ˉA作用与反作用力大小必相等ˉB作用与反作用力同时作用在同一物体上ˉC作用与反作用力必在同一直线上ˉD作用与反作用力发生於同时也消失於同时。 8.某人抱著一个重50牛顿的箱子沿水平方向走了4公尺再将箱子举高2公尺则此人共对箱子作功多少ˉA100JˉB200JˉC300JˉD不作功。 9.爸爸以板手旋开螺丝如右图则当爸爸施力为20gw时则产生的力矩为ˉA 逆时钟120 gw??cmˉB顺时钟160 gw??cmˉ C 逆时钟160 gw??cm D 顺时钟200gw??cm。 10.一个10公克的小球自3公尺高处等速落下则我们可以确定整个下落过程中A小球所

受合力为零ˉB重力做功为零ˉ C 小球动能增加 D小球重力位能不变。 11.有关液晶的叙述何者错误 A由奥地利的植物学家雷尼哲发现ˉB液晶的颜色可随温度或压力而改变C 液晶是一种介於液态和气态之间的新相态ˉD在日常生活中的运用最广为人知的就是萤幕。 12.一辆货车质量2000公斤当其煞车时可产生50000牛顿的固定阻力若此货车在路上以速率20公尺/秒行驶想要在不超过2秒内煞停则此货车最多可载货多少Kg A2000ˉB3000ˉC4000ˉD5000。 13.哪一位科学家利用阴极射线管证实了电子的存在ˉA 拉瑟福ˉB 汤木生ˉC 贝克勒D 道耳吞。 14.射箭选手利用弓弦将箭射出是利用弓弦的ˉA重力位能ˉB动能ˉC化学能ˉD 弹力位能。 15.下列叙述何者错误ˉA电灯电能转换成光能和热能ˉB瓦斯化学能转换成光能及热能ˉC烤面包机电能转换成光能和热能ˉD喇叭声能转换成电能及热能。 16.核能电厂使用的铀U23592下列叙述何者正确ˉA质子数是235中子数是92ˉB质子数是92中子数是235ˉC质子数是92电子数是143ˉD质子数是92中子数是143。 崇伦国中九十一学年度第二学期理化科第一次段考 年 班 号 姓名 答案卷 一、 填充题组共52分注意答案一律写在答案卷上答案有代号者一律以代号回答 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

18 19 20 21 22 23 24 25 26 二、选择共48分 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

范文四：(1)原子属于哪一种元素,是由原子核内的 5 数目所决定

崇倫國中九十一學年度第二學期理化科第一次段考 年 班 號 姓名:

一、填充題組,共52分,注意:答案一律寫在答案卷上,答案有代號者,一律以代號回答

1.16kgw、12kgw兩力同時作用在同一物體上,試求:

(1)兩力方向相同時,合力為ˉ1ˉkgw。

(2)兩力方向相反時,合力為ˉ2ˉkgw。

(3)如右圖,在兩力作用下,物體仍保持靜止,

則此時摩擦力為ˉ3 kgw,方向向 4 (左、右)。 2.以(A)質子 (B)電子 (C)中子 回答下列問題:

(1)原子屬於哪一種元素,是由原子核內的 5 數目所決定

(2)同位素是指 6 數相同,但 7 數不同的原子。 3.如圖,欲以螺絲板手轉動螺絲,

以(A) (B) (C) (D) 回答下列問題: FFFF1324

(1)何者較省力, 8 。

(2)何者產生力矩為零, 9 。

4. 某一物體6kg,初速為2m/sec,經一定力作用後,

2秒內加速至10m/sec,試問:

2(1)物體產生的加速度為 10ˉm/sec。

(2)物體所受此定力為ˉ11ˉN。

5.右圖為槓桿平衡實驗,已知每個砝碼質量為20公克,

現在在槓桿右端距支撐點10公分處掛4個砝碼,在槓

桿左端距支撐點20公分處掛3個砝碼,則:

(1)此時使槓桿旋轉之力矩大小為 12 。(要寫單位)

(2)若要使槓桿達水平靜止狀態,可把1個砝碼掛在槓桿

13 端(填左、右),距支撐點 14 公分處即可。 6.甲、乙兩車在公路上以相同的速率行駛,已知甲車質量大於乙車。

(1)若兩車在煞車時產生相同的固定阻力,則當兩車同時煞車後,何者先停下來, 15

ˉ(A)甲車 (B)乙車 (C)兩車同時停止。

(2)若兩車相撞何者受力較大, 16 ˉ(A)甲車 (B)乙車 (C)兩車受力相同。 7.質量20Kg的物體在光滑水平面上以5 m/sec的速度運動,則:

(1)若不受外力作用,2秒後速度為ˉ17ˉm/sec。

(2)若物體受10Kgw的定力作用,2秒後速度為ˉ18ˉm/sec。 8.以(A)α射線 (B) β射線 (C) γ射線 回答下列問題:

(1) 以上哪一種放射線穿透力最強, 19

(2) 煙霧警報器是利用鋂-241產生的 20 使空氣中的氧氣或氮氣失去電子。

(3) 醫學上利用鈷-60產生的 21 治療癌症。

9.以(A)核能 (B)動能 (C)重力位能 (D)電能 (E)熱能 (F)光能 回答下列問題:

(1)能量互相轉換時,通常都會有哪一種形式的能量伴隨產生, 22

(2)太陽所放出的巨大能量,是由 23 轉換而來的。

(3) 24 很容易轉換為其他形式的能,所以是目前

家庭和工廠中最常使用的能。

10.如右圖斜面長10公尺高5公尺,施5Kgw的力可將一質量

10kg的物體,沿斜面由A點等速上推至B點,則:

(1)此力對物體作功 25 焦耳。

(2)此功轉換成為物體的 26 能。

二、選擇,共48分,

: :1.下列何種現象不屬於慣性作用,ˉ(A)賽跑抵達終點時無法馬上停住 (B)公車突然煞車,乘客

往前傾(C)划船時槳向前划,船身向後退 (D) 手拍衣服,去掉灰塵。

: :2.一物體所受的合力不為零,則物體必定做ˉ(A)等速度運動ˉ(B)加速度運動ˉ(C)靜止ˉ(D)

以上皆有可能。

: :3.有5N和12N兩力同時作用於一點,則兩力之合力大小不可能為下列何者,ˉ(A)5N (B)12N

(C)7Nˉ(D)17N。

:4.如右圖中的大石頭重120kgw,其重心距小圓木40cm,距兩手的平均 :

距離160cm,則此人至少要用多少的下壓力,才可以把大石頭抬起,

(A)30kgwˉ(B)40kgwˉ(C)50kgwˉ(D)60kgw。

: :5.下列哪一個不是能量的單位,ˉ(A)千瓦小時 (B)焦耳 (C)瓦特

ˉ(D) 卡。

:6.發射後的火箭在空中等速度上升,此時火箭受到地球引力的反作用力為下列何者, (A)空氣:

對火箭的阻力ˉ(B)噴出的氣體對火箭的推力ˉ(C)火箭對地球的引力ˉ(D)火箭排開空氣所

受的浮力。

: :7.有關牛頓第三運動定律,下列敘述何者錯誤,ˉ(A)作用與反作用力大小必相等ˉ(B)作用與

反作用力同時作用在同一物體上ˉ(C)作用與反作用力必在同一直線上ˉ(D)作用與反作用

力發生於同時,也消失於同時。

: :8.某人抱著一個重50牛頓的箱子,沿水平方向走了4公尺,再將箱子舉高2公尺,則此人共對

箱子作功多少,ˉ(A)100Jˉ(B)200Jˉ(C)300Jˉ(D)不作功。

: :9.爸爸以板手旋開螺絲如右圖,則當爸爸施力為20gw時,則產生的力矩為

ˉ(A) 逆時鐘120 gw?cmˉ(B)順時鐘160 gw?cmˉ

(C) 逆時鐘160 gw?cm (D) 順時鐘200gw?cm。

: :10.一個10公克的小球,自3公尺高處等速落下,則我們可以確定整個下落

過程中(A)小球所受合力為零ˉ(B)重力做功為零ˉ (C) 小球動能增加

(D)小球重力位能不變。

: : 11.有關液晶的敘述,何者錯誤, (A)由奧地利的植物學家雷尼哲發現ˉ(B)

液晶的顏色可隨溫度或壓力而改變(C) 液晶是一種介於液態和氣態之間的新相態ˉ(D)在日

常生活中的運用,最廣為人知的就是螢幕。

: :12.一輛貨車質量2000公斤,當其煞車時可產生50000牛頓的固定阻力,若此貨車在路上以速

率20公尺/秒行駛,想要在不超過2秒內煞停,則此貨車最多可載貨多少Kg, (A)2000ˉ

(B)3000ˉ(C)4000ˉ(D)5000。

: :13.哪一位科學家利用陰極射線管證實了電子的存在,ˉ(A) 拉瑟福ˉ(B) 湯木生ˉ(C) 貝克勒

(D) 道耳吞。

: :14.射箭選手利用弓弦將箭射出,是利用弓弦的ˉ(A)重力位能ˉ(B)動能ˉ(C)化學能ˉ(D) 彈力

位能。

: :15.下列敘述何者錯誤,ˉ(A)電燈:電能轉換成光能和熱能ˉ(B)瓦斯:化學能轉換成光能及熱

能ˉ(C)烤麵包機:電能轉換成光能和熱能ˉ(D)喇叭:聲能轉換成電能及熱能。

235: :16.核能電廠使用的鈾,下列敘述何者正確,ˉ(A)質子數是235,中子數是92ˉ(B)質子數U92

,中子數是235ˉ(C)質子數是92,電子數是143ˉ(D)質子數是92,中子數是143。 是92

崇倫國中九十一學年度第二學期理化科第一次段考 年 班 號 姓名:

答案卷

一、 填充題組,共52分,注意:答案一律寫在答案卷上,答案有代號者,一律以代號回答

1 2 3 4 5 6

7 8 9 10 11 12

13 14 15 16 17 18

19 20 21 22 23 24

25 26

二、選擇,共48分,

1 2 3 4 5 6 7 8

9 10 11 12 13 14 15 16

范文五：第九章 原子结构与元素周期系 原子是由质子、中子等组成的原子核与核外

第九章 原子结构与元素周期系

原子是由质子、中子等组成的原子核与核外电子构成的。由于单质和化合物的化学性质主要决定于核外电子运动的状态，因此，化学中研究原子结构主要在于了解核外电子运动的规律。

?9-1 氢原子光谱

1911年英国物理学家卢瑟福通过,粒子散射实验，提出了含核原子模型。他认为原子是由带正电荷的原子核及带负电荷的电子组成，原子核在原子的中心，直径在,16,14,15,1010~10m，电子的直径为10m，原子的直径约为10m，所以原子中绝大部分是空的，电子在原子核周围旋转。卢瑟福的原子模型正确的回答了原子的组成问题;然而对于核外电子的分布规率和运动状态，以及近代原子结构理论的研究和确立则都是从氢原子光谱实验开始的。

一、氢原子光谱

把一只装有低压氢气的放电管，通过高压电流，则氢气放出玫瑰红色光，用分光棱镜在可见、紫外、红外光区可得到一系列按波长次序排列的不连续氢光谱。在可见光区有五条比较明显的谱线为:红、青、蓝、紫、紫色，通常用H，H，H，H，,,,,H来表示(图4-1)。 ,

如何解释氢原子线状光谱的实验事实,当时被科学界承认的卢瑟福原子模型已无能为力。按经典电磁学理论，如果电子绕核作圆周运动，它应该不断发射连续的电磁波，那么原子光谱应该是连续的，而且电子的能量应该因此而逐渐降低，并最后堕入原子核。然而事实是原子既没有湮灭，原子光谱也不是连续的。那么氢光谱与氢原子核外电子的运动状态有怎样的关系,

二、玻尔理论

丹麦年轻的物理学家玻尔提出了氢原子结构的玻尔理论，其要点如下:

1(在原子中，电子不能沿着任意轨道绕核旋转，而只能在那些符合一定条件(从量子论导出的条件)的轨道上旋转。电子在这种轨道上旋转时，不吸收或放出能量，是处于一种稳定态。

2(电子在不同轨道上旋转时可具有不同的能量，电子运动时所处的能量状态称为能级。电子在轨道上运动时所具有的能量只能取某些不连续的数值，即电子的能

量是量子化的。

3(只有当电子在不同轨道之间跃迁时，才有能量的吸收或放出。当电子从能量较高()的轨道跃迁到能量较低()的轨道时，原子以辐射一定频率的光的形式EE21

放出能量。

玻尔理论不是直接由实验方法确立的，而是在上述三条假设基础上进行数学处理的结果。

玻尔理论成功地解释了氢光谱谱线的形成和规律性。然而应用玻尔理论，除某

+2+3+4+些类氢离子(单电子离子如He，Li，Be，B等)尚能得到基本满意的结果外，它

?不能说明多电子原子光谱，也不能说明氢原子光谱的精细结构，对于原子为什么能够稳定存在也未能作出满意的解释。这是因为电子是微观粒子，它的运动不遵守经典力学的规律而有其特有的性质和规律。玻尔理论虽然引入了量子化，单并没有完全摆脱经典力学的束缚，它的电子绕核运动的固有轨道的观点不符合微观粒子运动的特性，因此玻尔理论必定要被随后发展完善起来的量子力学理论所代替。

?9-2 原子的量子力学模型

一、微观粒子的波粒二象性

爱因斯坦用以下两式表示光的波粒二象性:

h E=h, P= ,

两式中，左端能量E和动量P代表粒子性，右端频率, 和波长, 代表波动性，而波粒二象性通过普朗克常数h联系在一起。

1(德布罗意波

1924年物理学家德布罗意提出:一切实物微粒都具有波粒二象性。这种波为德布罗意波或物质波，其波长, 可用下式求得:

hh , = (9-1) ,mvp

m为实物粒子的静止质量，v为实物粒子的速度，h为普朗克常数，p为实物粒子的动量。

微观粒子具有物质波，对于宏观物体也有物质波，但波动性的显著与否，取决于实物粒子的大小与其对应的物质波波长的相对大小，所以宏观物体可以认为不

表现波动性。

伴随物质的波动是大量微粒运动所表现出来的性质，是微粒行为统计性的结果。统计解释认为物质波在空间任一点的强度与粒子在该点出现的概率成正比，所以物质波又称为概率波。

2(不确定原理

1927年德国的物理学家海森堡(Heisenberg W)从理论上证明，要想同时准确测定运动微粒的位置和动量(或速度)是不可能的。如果微粒的运动位置测得越准确，其相应的速度测得越不准确，反之亦然。这就是著名的海森堡不确定原理。?x ??P? h x

式中，?x为测定实物粒子的位置不确定程度;

?P为测定实物粒子的位置不确定程度; x

h为普朗克常数。

这一关系式表明，实物粒子运动在某一方向上位置和动量偏差的乘积大于普朗克常数，即粒子位置测定得越准确(?x越小)，相应的动量就越不准确(?P越大);x反之亦然。

核外电子运动具有波粒二象性，又表现出量子化特性，因而无法知道核外电子运动的轨迹(测不准原理)，也就不能用经典的牛顿力学来描述核外电子的运动状态。

二、核外电子运动状态的近代描述

1(薛丁谔方程

薛丁谔从微观粒子具有波粒二象性出发，通过光学和力学方程之间的类比，提出了著名的薛丁谔方程，它是描述微观粒子运动的基本方程，这个二阶偏微分方程如下:

2222,,,,,,,8m，，，(E,V),,0 (4-5) 2222,x,y,zh

对于氢原子来说，E是总能量，等于势能与动能之和;V是势能，表示原子核对电子的吸引能;m是电子的质量;, 是波函数;h是普朗克常数;x，y，z是空间坐标。

薛定谔方程把体现微观粒子的粒子性特征值(m、E、V)与波动性特征值(ψ)有机地融合在一起，从而真实地反映出微观粒子的运动状态。

2(波函数与原子轨道

解薛丁谔方程得到的一系列,(r，θ，φ)，要使所得的解有特定的物理意n，l，m

义，中的，，三个量子数要符合一定的条件。 , nlm

当n，l，m 的数值一定，就有一个波函数的具体表达式，电子在空间的运动状态也就确定了。量子力学中，把三个量子数都有确定值的波函数称为一条原子轨道。原子轨道指的是电子的一种空间运动状态。又称为原子轨函(原子轨道函数之意)。

2波函数本身没有具体的物理意义，它的物理意义通过?,?来理解。

2称为几率密度，是电子在核外空间单位体积元内出现的几率的大小，与波函,

2数相同，也可分为径向部分和角度部分。电子云是几率密度分布的形象化描述。 ,

几率通常是指在以原子核为球心、半径为,的薄球壳中电子出现的机会，为此引入径向分布函数的概念。以薄球壳半径,为横坐标，径向分布函数D为纵坐标作图，得径向分布图，表示电子在整个空间出现的几率随半径的变化，反映了核外电子几率分布的层次及穿透性。

3(概率密度和电子云

电子在核外某处单位体积内出现的概率称为该处的概率密度。为了形象地表示核外电子运动的概率分布情况，化学上惯用小黑点分布的疏密表示电子出现概率的

2相对大小。小黑点较密的地方，表示该点, 数值大，电子在该点概率密度较大，单位体积内电子出现的机会多。用这种方法来描述电子在核外出现的概率密度大小所得到的图像称为电子云。

三、原子轨道和电子云的图像

1(原子轨道和电子云的角度分布图

波函数ψ是一个与坐标有关的量，可用直角坐标表示为ψ(x、y、z)，也用球坐标表示为ψ(,、θ、φ)，为方便起见，常常表示为两个函数的乘积:

ψ(,、θ、φ) = R(,)Y(θ、φ)

R(,)叫做波函数的径向部分，表示θ、φ一定时，波函数ψ随,变化的关系;Y(θ、φ) 叫做波函数的角度部分，表示,一定时，波函数ψ随θ、φ变化的关系，据此可以做出波函数的径向分布图和角度分布图。

2以Y(θ，φ)角度波函数及Y(θ，φ)函数分别随角度θ，φ的变化而作图，都能表示电子运动状态角度部分的分布情况。

原子轨道和电子云的空间图像既不是通过实验，更不是直接观察到的，而是根据量子力学计算得到的数据绘制出来的。

2(电子云的径向部分图像

电子云径向分布图是反映电子云随半径r变化的图形，它对了解原子的结构和性质、了解原子间的成键过程具有重要的意义。

四、四个量子数

1(主量子数n

描述原子中电子出现概率最大区域离核的平均距离，是决定电子能量高低的主要因素。它的数值可以取1，2，3?等正整数，光谱学上分别用符号K，L，M，N，O，P，Q?来表示。n值越大表示电子离核的平均距离越远，能量越高。对于单电子原子

2Z,18(氢原子或类氢离子)，电子的能量为:J，即单电子原子中电子E,,，2.179，10n2n

能量只决定于主量子数n。通常称n=1，2，3等的轨道为第一，第二、第三等电子层轨道。量子力学中称能量相等的原子轨道为“简并轨道”。单电子原子中，n相同的原子轨道为简并轨道。

它的取值与电子层数的关系为:

n 1、 2、 3、 4、 5、 6 ?

电子层 K、 L、 M、 N、 O、 P ?

2(角量子数l

角量子数决定电子空间运动的角动量，以及原子轨道或电子云的形状，在多电子原子中与主量子数n共同决定电子能量高低。对于一定的n值，l可取0，1，2，3，4? n-1等共n个值，用光谱学上的符号相应表示为s，p，d，f，g等。角量子数l表示电子的亚层或能级。一个n值可以有多个l值，如n=3表示第三电子层，l值可有0，1，2，分别表示3s，3p，3d亚层，相应的电子分别称为3s，3p，3d电子。它们的原子轨道和电子云的形状分别为球形对称，哑铃形和四瓣梅花形，对于多电子原子来说，这三个亚层能量为E,E,E，即n值一定时，l值越大，亚层能级3d3p3s

越高。在描述多电子原子系统的能量状态时，需要用n和l两个量子数。

它的取值与电子亚层的关系为:

0、 1、 2、 3 ? l

电子亚层 s、 p、 d、 f ?

3(磁量子数m

同一亚层(l值相同)的几条轨道对原子核的取向不同。磁量子数m是描述原子轨道或电子云在空间的伸展方向。m取值受角量子数取值限制，对于给定的l值，m=0，,1，,2?,l，共2l+1个值。这些取值意味着在角量子数为l的亚层有2l+1个取向，而每一个取向相当于一条“原子轨道”。如l=2的d亚层，m=0，,1，,2，共有5个

222取值，表示d亚层有5条伸展方向不同的原子轨道，即d、d、d。我、d、dxyxzyzx—yz们把同一亚层(l相同)伸展方向不同的原子轨道称为等价轨道或简并轨道。

4(自旋量子数ms

用分辨率很高的光谱仪研究原子光谱时，发现在无外磁场作用时，每条谱线实际上由两条十分接近的谱线组成，这种谱线的精细结构用n，l，m三个量子数无法解释。1925年人们为了解释这种现象，沿用旧量子论中习惯的名词，提出了电子有自旋运动的假设，并用第四个量子数m表示自旋量子数。m的值可取+1/2或,1/2，ss

在轨道表示式中用“,”和“,”分别表示电子的两种不同的自旋运动状态。考虑电子自旋后，由于自旋磁矩和轨道磁矩相互作用分裂成相隔很近的能量，所以在原子光谱中每条谱线由两条很相近的谱线组成。值得说明的是，“电子自旋”并不是电子真象地球自转一样，它只是表示电子的两种不同的运动状态。

综上所述，量子力学对氢原子核外电子的运动状态有了较清晰的描述:解薛丁谔方程得到多个可能的解, ，电子在多条能量确定的轨道中运动，每条轨道由n，l，三个量子数决定，主量子数决定了电子的能量和离核远近;角量子数决定了轨mnl道的形状;磁量子数m决定了轨道的空间伸展方向，即n，l，m三个量子数共同决定了一条原子轨道 ，决定了电子的轨道运动状态。自旋量子数ms决定了电子的自,

旋运动状态，结合前三个量子数共同决定了核外电子运动状态。

?9-3 原子核外电子结构

一、多电子原子的能级

单电子原子核外只有一个电子，当主量子数相同时，原子轨道能量相等，如E=E=E。在多电子原子中，由于原子轨道间的相互排斥使主量子数相同的各轨道3s3p3d

的能级不再相等。因此多电子原子中的轨道能量由，决定。 nl

1(屏蔽效应和钻穿效应

设想把其它电子对指定电子的排斥力归结为核对指定电子吸引力的减弱，实际作用在指定电子上的核电荷为Z-σ。这种因受其它电子排斥，而使指定电子感受到的核电荷(称为有效核电荷)减小的作用称为屏蔽效应。

Z* = Z , σ (4 –8)

在多电子原子中，每个电子既被其它电子所屏蔽，也对其它电子起屏蔽作用，在原子核附近出现几率较大的电子，可更多的避免其它电子的屏蔽，受到核较强的吸引而更靠近核，这种进入原子核附近空间的作用叫作钻穿效应。钻穿效应和屏蔽效应是相互联系的，钻穿效应的结果是使轨道的能量降低，常用于解释能级交错现象。

2(鲍林近似能级图

由图可知，当n，l都不相同时，用n+0.7l值判断，如E,E，E,E，E,4s3d5s4d6sE,E,E?，这就是所谓的“能级交错”。 4f5d6p

各能级组包含的轨道如下:?1s;?2s，2p;?3s，3p;?4s，3d，4p;?5s，4d，5p;?6s，4f，5d，6p;?7s，5f，6d，7p??依次为第一至第七能级组。

鲍林通过光谱实验，总结出多电子原子的近似能级图，该图按照原子轨道能量高低的顺序[ns、(n-2)f、(n-1)d、np]排列，并按能量相近的原则划分为能级组，是电子填充的一般规律。

二、核外电子排布规则

电子结构式是用从低到高的顺序排列的能级符号表示电子排布的式子，填充时按能级顺序，书写时按电子层顺序。

轨道图示是指在以横线(或圆圈、方框)表示的轨道中，填入以箭号代表自旋方向的电子。

根据原子光谱实验和量子力学理论，原子核外电子排布遵守以下三个原则:能量最低原理、鲍利不相容原理、洪特规则。

1(能量最低原理

能量最低原理是自然界一切事物共同遵守的法则。多电子原子在基态时，核外电子总是尽可能的分布在能量最低的轨道，以使原子系统的能量最低，这就是能量最低原理。

2(鲍利不相容原理

瑞士物理学家鲍利(Pauli W)在1925年根据光谱分析结果和元素在周期系中的位置，提出了鲍利不相容原理:在同一个原子里没有四个量子数完全相同的电子;或者说，在同一个原子里没有运动状态完全相同的电子。即在原子中，若电子的n，l，m相同，m则一定不同，在同一条原子轨道上最多可以容纳两个自旋方向相反的s

电子。

3(洪特规则

洪特(Hund F)根据大量光谱实验，提出电子在等价轨道上分布时，总是尽可能以自旋平行的方向分占不同的轨道，这样才能使原子能量最低。如基态氮原子232s2p，这三个电子分占三条p轨道，而且自旋平行，而不是。洪特规则是一个经验规则，后经量子力学证明，电子按洪特规则排布可以使系统的能量最低。

00061014作为洪特规则的特例，简并轨道在全空(p，d，f)、全满(p，d，f)、半

357满(p，d，f)时较稳定。

三、原子的电子结构与元素周期律

1(元素原子的电子结构

126原子最外电子层结构重复ns到nsnp的周期变化。

2(原子的电子结构与元素周期律

(1)周期 周期数对应于能级组数，周期元素的数目等于能级组中原子轨道所能容纳的电子总数。

(2)族 主族元素的族号数等于原子最外层电子数;稀有气体按习惯称为零族;?,?副族元素的族号数等于原子最外层s电子的数目;?,?副族元素的族号数等于这些原子最外层s电子数与次外层d电子数之和;第?族单独列出。

(3)区 元素除了按周期和族分类之外，还可以根据原子的价电子构型把周期表分为五个区。

s区元素是活泼金属元素(H除外)。p区包括金属元素和除氢外的全部非金属元素，其中包括最活泼的非金属(卤素)和最不活泼的非金属元素(稀有气体元素)。s区和p区元素都是主族元素。d区和ds区组成过渡元素，第四、五、六周期的过渡元素分别称为第一、二、三过渡元素。长周期表下部f区是镧系元素，也称为内过渡元素，包括57~71号元素和89~103号元素，其中镧和锕在周期表第六和第七周期?B族各只占一个位置，f区元素因最外层有2个s电子，所以都为活泼金属。d、ds、f区元素均属于副族元素，全部是金属元素。

1,2s区 价电子构型为ns，包括?A、?A族;

21,6p区 价电子构型为nsnp，包括?A , ?A族和零族;

1,81,2d区 价电子构型为(n-1)dns，包括?B , ?B族和?族;

101,2ds区 价电子构型为(n-1)dns，包括?B、?B族;

0,140,22f区 价电子构型为(n-2)f(n-1)dns，包括镧系、锕系。

? 9-4 元素基本性质的周期性变化

一、原子半径

1.原子半径的分类及定义:

a.共价半径:同种元素的两原子以共价键结合时，其核间距的一半称之。

b.金属半径:在金属晶体中，紧密堆积配位数为12时，相邻两原子核间距的一半称之。

c.范德华半径:在分子晶体中，相邻分子的两原子核间距的一半称之。

2.原子半径变化规律为:

?同一元素:r,r,r; 负离子原子正离子

?同一周期从左到右原子半径呈减小趋势，到稀有气体突然变大。对长、短周期原子半径变化趋势稍有不同。

?同族元素从上到下原子半径由于电子层数的增加，总的趋势是增加的，但主族和副族情况有所不同。副族元素的变化不明显。特别是由于镧系收缩的影响，第六周期原子半径比同族第五周期的原子半径增加不多，有的甚至减小。

二、电离能和电子亲和能

1、电离能I

基态的气态原子失去一个电子形成气态一价正离子时所需能量称为元素的第一电离能(I)。元素气态一价正离子失去一个电子形成气态二价正离子时所需能量称1

为元素的第二电离能()。第三、四电离能依此类推，并且,,?。由于原子IIII2123失去电子必须消耗能量克服核对外层电子的引力，所以电离能总为正值，SI单位为

-1-1J? mol，常用kJ?mol。通常不特别说明，指的都是第一电离能

电离能可以定量的比较气态原子失去电子的难易，电离能越大，原子越难失去电子，其金属性越弱;反之金属性越强。所以它可以比较元素的金属性强弱。影响电离能大小的因素是:有效核电荷、原子半径、和原子的电子构型。

(1)同周期主族元素从左到右作用到最外层电子上的有效核电荷逐渐增大，电离能也逐渐增大，到稀有气体由于具有稳定的电子层结构，其电离能最大。故同周期元素从强金属性逐渐变到非金属性，直至强非金属性。

(2)同周期副族元素从左至右，由于有效核电荷增加不多，原子半径减小缓慢，有电离能增加不如主族元素明显。由于最外层只有两个电子，过渡元素均表现金属性。

(3)同一主族元素从上到下，原子半径增加，有效核电荷增加不多，则原子半径增大的影响起主要作用，电离能由大变小，元素的金属性逐渐增强。

(4)同一副族电离能变化不规则。

2(电子亲和能E A

一个基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子所放出的能量称为第一电子亲和能，以E表示，依次也有E、E等等。 A1A2A3

,,,,H,,E A(g)+ e ? A (g) ,0 rA1m,1

元素的电子亲和能越大，表示元素由气态原子得到电子生成负离子的倾向越大，该金属非金属性越强。影响电子亲和能大小的因素与电离能相同，即原子半径、有效核电荷和原子的电子构型。它的变化趋势与电离能相似，具有大的电离能的元素一般电子亲和能也很大。

三、电负性x

通常把原子在分子中吸引成键电子的能力称为元素的电负性，用符号x 表示。

电负性递变规律如下:

1(同一周期元素从左到右电负性逐渐增加，过渡元素的电负性变化不大。

2(同一主族元素从上到下电负性逐渐减小，副族元素则从上到下电负性逐渐增强。

3(稀有气体的电负性是同周期元素中最高的。

电负性是判断元素是金属或非金属以及了解元素化学性质的重要参数。x=2是近似地标志金属和非金属的分界点，电负性越大非金属性越强。电负性大的元素集中在周期表的右上角，F是电负性最高的元素。周期表的左下角集中了电负性较小的元素，Cs和Fr是电负性最小的元素。电负性数据是研究化学键性质的重要参数。电负性差值大的元素之间的化学键以离子键为主，电负性相同或相近的非金属元素以共价键结合，电负性相等或相近的金属元素以金属键结合。

转载请注明出处范文大全网 » 3492.原子核内中子的数量