化學中核外電子決定元素性質的理論還成立嗎?是怎麼和物理上的電子理論統一起來的?


受邀回答~

元素的性質也有很多種,元素的分別在於其原子核內的質子數,也就是所謂的原子序數,或核電荷數。而一般原子還有其他的組成,通常來說是核內還可能有中子,核外一般有電子。所以說,決定某種原子性質的至少有質子,中子以及電子的數目及運動方式。在這個層面上,我們一般用量子力學來處理原子分子尺度的物理現象。我不清楚「物理上的電子理論」的明確含義,不過,我認為對化學對象的研究歸根結底是對分子及組成分子的原子核和電子的研究,這是量子力學原理的一個自然應用,毫無不諧之處,也就無所謂「怎麼統一起來」。

再次認為「元素性質」的概念有些模糊,比如說氫元素,常見的同位素有氫、氘、氚,他們原子的質子數和電子數均為1,中子數分別為0,1,2。在某些中子影響不是那麼大的情況下,他們的性質很是非常相似的,比如都可以氧化變成水之類。但有的時候,原子核的質量因素必須要考慮進去,這三種原子就顯示出不同來了,比如我們測乙炔分子的振動,我們前面說了,誰沉一點,動的就慢一點,所以振動頻率就會低一點。乙炔分子式為C2H2,是直線構型 H-C---C-H。由於他們的對稱性,兩邊的C-H伸縮振動頻率是一樣的,在振動光譜上表現為一個峰。假如我們把其中一個H換成氘或者氚,兩邊的伸縮振動頻率就不一樣了,會發現振動光譜上原來的一個峰分裂成了兩個。但在這個替換前後乙炔分子的化學性質並沒有多大變化,還是易燃,不飽和等等。。

所以說,原子的性質決定因素有很多,但很多情況下,電子的數目和運動方式佔據了主導地位,因此才有了核外電子決定原子性質的說法,其實,這只是一個近似而已


來講個簡單的版本:

物理的電子理論和化學用到的電子理論是同一個東西,就是用量子力學解出的原子乃至分子內部的電子其能量和位置的分布。

我們高中學到的原話是:外層電子決定物質化學性質。是因為化學反應的能量只能使物質得到或者失去外層電子。

想使其失去內層電子需要更大的能量,比如用電子束或者光子去轟擊原子。


我的理解啊

1.核外電子主要決定的是元素的化學性質,比如和其他物質的反應性,自身的物理狀態和對系統環境的影響能力。。。還有很多物理性質和質子數、中子數都有關係,比如熔沸點

2.物理上的電子理論我也不清楚在研究些什麼,似乎很多是研究電子本身的運行狀態,比如能級、躍遷一類的,這個是表現化學性質的。。。還研究磁矩等,和電磁性質有關係,但不一定是化學性質

3.至於統一啊。。。。如果當你模糊了物理反應和化學反應的時候,你就明白了。。。而當你分清楚物理反應和化學反應了,我想就差不多統一啦


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