原子、分子和离子多能级系统中的量子干涉及光辐射研究
原子、分子和离子多能级系统中的量子干涉及光辐射研究
【摘要】：原子、分子和离子体系中的量子干涉效应是近年来激光物理和量子光学领域的一个研究热点。基于量子干涉效应，产生了许多新的物理现象和效应，如相干布居捕获、无反转激光、电磁感应透明和自发辐射相消等。因而对多能级系统的量子干涉及其相关因素的研究不仅具有重要的学术意义，而且具有较好的应用前景。本文首先讨论了影响量子干涉的因素。以∧型能级系统为例，研究了多普勒加宽对无反转增益的影响。计算表明：在探测场波长远大于耦合场波长情况下，虽然耦合光的拉比频率远小于多普勒加宽，但是无反转增益依旧存在，而且强于匹配能级的增益。针对实际的实验条件，考虑了一种影响量子干涉的新的因素-四波混频场，研究了四波混频场对双光子探测的∧-型能级体系的EIT的影响，发现四波混频场能够导致双光子探测的EIT线型的不对称，在此基础上，讨论了不同探测场的传播方式对EIT的影响，针对分子中实际存在的包含有微扰能级的不同多能级系统，我们分别采用缀饰态绘景下的密度矩阵方程和Weisskopf-Wigner近似下的密度矩阵方程详细地讨论了电磁感应透明、自发辐射的干涉相消和相长、双暗态共振和双电磁感应透明现象。分析了微扰能级的间隔和叠加程度、激光功率以及中间能级的失谐对量子干涉效应的影响，实验上观察了包含有一对微扰叠加中间能级的菱形四能级系统中的双光子激发现象，发现微扰能级的相干叠加可增强双光子吸收。理论计算与实验结果符合很好。本论文还报道了钠原
子-分子以及原子-原子之间的碰撞动力学过程对相应辐射线型和强度的影响，并进行了理论分析。理论分析与实验结果一致。此外还研究了掺杂在固体Y_2SiO_5中的pr~(3+)的光泵红外受激辐射和能量转移上转换，分别测得了红外受激辐射的阈值能量和发散角，并拟合得出了能量转移速率。【关键词】：量子干涉多普勒加宽无反转增益四波混频微扰叠加能级吸收光谱线形非对称碰撞能量转移Pr~(3+)Y_2SiO_5受激辐射
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2002
【分类号】：O431.2
【目录】：摘要8-9ABSTRACT9-11第一章绪论11-311.1相干布居捕获11-121.2EIT的理论研究12-171.2.1EIT的机制12-141.2.2EIT的理论进展14-171.3EIT的实验进展17-181.4对EIT的影响因素18-191.5EIT的应用19-201.6自发辐射的量子干涉效应20-211.7分子中的量子干涉效应21-231.8本文的工作23-24参考文献24-31第二章∧-型能级体系中多普勒加宽增强的无反转增益31-402.1引言312.2理论模型31-332.3计算结果与讨论33-372.4结论37-38参考文献38-40第三章四波混频场对双光子探测的电磁感应透明(EIT)影响的
研究40-503.1引言40-413.2理论模型41-433.3解析计算结果43-463.3.1解析式的推导43-443.3.2四波混频场对EIT线形影响的讨论44-463.4探测场的传播方式对EIT的影响46-473.5四波混频场的强度对EIT的影响47-483.6结论48-49参考文献49-50第四章分子多能级系统中的量子干涉50-684.1引言504.2三能级自旋-轨道相互作用引起的Ⅴ-型三能级的量子干涉效应50-564.2.1缀饰态会景中的密度矩阵方程50-524.2.2自旋轨道耦合诱导的感应透明52-564.3分子Y 型四能级系统的量子干涉效应56-664.3.1等频双光子跃迁的Y-型四能级理论模型57-594.3.2计算结果与讨论59-664.4结论66参考文献66-68第五章分子Y型四能级中的双暗态共振和双电磁感应透明68-785.1引言685.2两个激光场驱动的Y型四能级的理论模型68-715.3计算结果和讨论71-765.3.1双暗态共振71-725.3.2双电磁感应透明72-735.3.3超窄吸收线宽73-765.4结论76参考文献76-78第六章分子菱形四能级中双光子吸收的干涉增强78-866.1引言78-796.2钠分子双光子跃迁能级系统和实验装置79-806.3实验结果与讨论80-846.3.1实验结果80-826.3.2理论分析82-846.4结论84-85参考文献85-86第七章钠原子-分子系统中的碰撞激发和辐射86-1047.1引言86-887.2高激发态钠原子与分子碰撞能量转移及分子扩散带辐射的增强效应研究88-927.2.1简介887.2.2实验装置和结果88-897.2.3理论分析89-927.3Na-Na碰撞引起的钠D1共振荧光线形的变异92-987.3.1简介927.3.2实验装置和结果92-957.3.3理论分析95-987.4Na原子能量自囚禁中的粒子加速效应98-1017.4.1简介
987.4.2实验装置和结果98-997.4.3分析和讨论99-1017.5结论101参考文献101-104第八章Pr~(3+):Y_2SiO_5中的光泵受激辐射和能量上转换荧光104-1178.1引言104-1058.2Pr~(3+):Y_2SiO_5(YSO)的光泵红外受激辐射的观察105-1118.3pr~(3+):YSO的能量转移上转换蓝色荧光输出111-1158.3.1能量转移上转换荧光的实验结果以及对~3H_4stark分裂能级的标识111-1128.3.2能量上转换的理论分析与讨论112-1158.4结论115参考文献115-117第九章全文总结117-1199.1本文的工作和若干创新点117-1189.1.1理论方面1179.1.2实验方面117-1189.2进一步开展的工作118-119攻读博士期间发表的论文119-121致谢121 本论文购买请联系页眉网站。
量子理论
量子理论 量子理论 量子理论是能够微观世界规律的物理学理论。量子理论是现代物理学的两大基石之一。量子理论提供了新的关于自然界的表述方法和思考方法。量子论揭示了微观物质世界的基本规律，为原子物理学、固体物理学、核物理学和粒子物理学奠定了理论基础。它能很好地解释原子结构、原子光谱的规律性、化学元素的性质、光的吸收与辐射等。 量子理论-简介 量子理论 在经典物理学的理论中能量是连续变化的，可以取任意值。19世纪后期，科学家们发现很多物理现象无法用这一理论解释。1900年12月14日，德国物理学家普朗克（M.Planck，1858－1947）提出：像原子作为一切物质的构成单元一样，“能量子”（量子）是能量的最小单元，原子吸收或发射能量是一份一份地进行的。后来，这一天被认为是量子理论的诞生日。 1905年，德国物理学家爱因斯坦（A.Einstein，1879－1955）把量子概念引进光的传播过程，提出“光量子”（光子）的概念，并提出光同时具有波动和粒子的性质，即光的“波粒二象性”。20世纪20年代，法国物理学家德布罗意（P.L.de Broglie，1892－1987）提出“物质波”概念，即一切物质粒子均具备波粒二象性；德国物理学家海森伯（W.K.Heisenberg，1901－1976）等人建立了量子矩阵力学；奥地利物理学家薛定谔（E.Schr?dinger，1887－1961）建立了量子波动力学。量子理论的发展进入了量子力学阶段。1928年，英国物理学家狄拉克（P. A.M.Dirac，1902－1984）完成了矩阵力学和波动力学之
间的数学转换，对量子力学理论进行了系统的总结，并将两大理论体系——相对论和量子力学成功地结合起来，揭开了量子理论发展的第三阶段——量子场论的序幕。量子理论是现代物理学的两大基石之一，为从微观理解宏观提供了理论基础。 量子理论-发展历程 量子理论 量子理论的初期： 1900年普朗克为了克服经典理论解释黑体辐射规律的困难，引入了能量子概念，为量子理论奠下了基石。随后，爱因斯坦针对光电效应实验与经典理论的矛盾，提出了光量子假说，并在固体比热问题上成功地运用了能量子概念，为量子理论的发展打开了局面。 1913年，玻尔在卢瑟福有核模型的基础上运用量子化概念，提出玻尔的原子理论，对氢光谱作出了满意的解释，使量子论取得了初步胜利。随后，玻尔、索末菲和其他物理学家为发展量子理论花了很大力气，却遇到了严重困难。旧量子论陷入困境。 量子理论的建立： 1923年，德布罗意提出了物质波假说，将波粒二象性运用于电子之类的粒子束，把量子论发展到一个新的高度。1925年-1926年薛定谔率先沿着物质波概念成功地确立了电子的波动方程，为量子理论找到了一个基本公式，并由此创建了波动力学。 几乎与薛定谔同时，海森伯写出了以“关于运动学和力学关系的量子论的重新解释”为题的论文，创立了解决量子波动理论的矩阵方法。1925年9月，玻恩与另一位物理学家约丹合作，将海森伯的思想发展成为系统的矩阵力学理论。不久，狄拉克改进了矩阵力学的数学形式，使其成为一个概念完整、逻辑自洽的理论体系。1926年薛定谔发现波动力学和矩阵力学从数学上是完全等价的，由此统称为量子力学，而薛定谔的波动方程由于比海森伯的矩阵更易理解，成为量子力学的基本方程。 1900年，Planck假定能量是由独立的微粒组成的，或者说量子。 1905年，爱因斯坦把能量和辐射用同样的方式进行了系统的量子化工作。 1924年，Louis de Broglie 指出在能量和物质的构成和行为方面没有本质上的差别，在原子或亚原子级别上的行为像微粒或者像波。这里理论被称为波-粒二元性原理。能量和物质的基本微粒的行为，依赖于周围环境，可能像微粒也可能像波。 1927年，Werner Heisenberg 提出精确的、同时测量两个互补的值，像亚原子微粒的位置和能量，是不可能的。与传统物理学原理不同，对他们同时进行测量一定会出错：较精确的值被正确的测量了，易出错的值成了测成了其它值得。这一理论就是著名的不确定性原理，由此也产生了爱因斯坦的著名论断，“上帝不赌博。” 量子理论-力学发展
第二十一章 原子的量子理论
第二十一章 原子的量子理论 1897年，J.J.汤姆孙发现电子(1906奖)并确认电子是原子的组成部分 1913年,玻尔提出氢原子结构及量子理论(1922奖) 1914,夫兰克-赫兹实验证实(1925奖 1924年，德布洛义提出了实物粒子的波粒二象性（1929奖） 1925,海森堡建立矩阵力学(1932奖) 1926,薛定谔建立波动力学(1933奖) 1927,戴维孙和G.P. 汤姆孙,电子衍射实验证实粒子的波动性(1937奖) §21－1 玻尔的氢原子模型 一． 玻尔理论的实验基础 1． 原子的有核模型 原子是中性的，稳定的；核外电子绕核作圆周运动； 2． 氢原子光谱的实验规律 ① 综合经验公式： ???++=-=,m ,m n ,)n m (R ~211 122ν 17100967761-?=m .R 1=m ，赖曼系；2=m ，巴尔末系；3=m ，帕邢系；4=m ，布喇格系；5=m ，普芳德系； ② 里兹并合原理 )n (T )m (T ~-=ν 式中：)n (T ),m (T 称为光谱项 氢原子光谱：谱线是分裂的，线状的；原子光谱线的波数，由光谱项之差确定。 二． 经典电磁理论遇到的困难 卢瑟福原子模型＋经典的电磁理论，必将导出： 1． 光谱连续 2． 原子不可能是稳定的系统； 与事实不符！ 三． 玻尔理论 1． 基本思想： ① 承认卢瑟福的原子天文模型 ② 放弃一些经典的电磁辐射理论 ③ 把量子的概念用于原子系统中
2． 玻尔的三条假设 ① 原子系统只能处于一系列不连续的稳定态（电子绕核加速运动，但不发射电磁波的能量状态，简 称能态） ② 处于稳定态中，电子绕核运动的角动量满足角动量量子化条件 ,,,n ,nh h n L 3212==? =π ③ 频率条件：当原子从一个定态跃迁到另一个定 态时，放出或吸收单色辐射的频率满 足 m n E E h -=ν 3． 讨论： ① 轨道量子化,稳定轨道半径公式 ,,,n ,mZe n h r n 3212 2 20==πε 对氢原子，Z ＝1 ,,,n ,me n h r n 3212 220==πε nm .r ,n 0529011== )nm (n .r n r n 21205290== ② 能量量子化－能级（原子系统的总能量公式） ,,,n ,n h me E n 3211 822 2 04=? - =ε eV .E ,n 61311-== eV n .n E E n 221613-== 能级：量子化的能量状态（数值） ③ 氢原子光谱 h E E m n -= ν ④ 当n 很大时，量子化特征消失，玻尔结果与经典结果同 02 1122 1== --=-= ∞ →-n )n (n E E E E E n n n n n n ?
第4章 固体中原子及分子的运动 笔记及课后习题详解 (已整理 袁圆 2014.8.6)
第4章固体中原子及分子的运动 4.1 复习笔记 一、表象理论 1．菲克第一定律 扩散中原子的通量与质量浓度梯度成正比，即 该方程称为菲克第一定律或扩散第一定律，描述了一种稳态扩散，即质量浓度不随时间而变化。 根据扩散通量的定义，可得： 由菲克第一定律可得： 由此解得： 2．菲克第二定律 大多数扩散是非稳态扩散过程，某一点的浓度是随时间而变化的，这类过程可以由第二定律来描述，其表达式： 如果假定扩散系数D与浓度无关，则上式可简化为：
菲克第二定律三维表达式为： (1)化学扩散：扩散是由于浓度梯度所引起的，这样的扩散称为化学扩散； (2)自扩散：不依赖浓度梯度，而仅由热振动而产生的扩散称为自扩散，由Di表示。 3．扩散方程的解 （1）两端成分不受扩散影响的扩散偶 初始条件： 边界条件： 图4.1 扩散偶的成分一距离曲线
若焊接面右侧棒的原始质量浓度ρ为零，则： 而界面上的浓度等于ρ2/2。 （2）一端成分不受扩散影响的扩散体 初始条件： 边界条件： 即假定渗碳一开始，渗碳源一端表面就达到渗碳气氛的碳质量浓度ρ，可得： 如果渗碳零件为纯铁（ρ0=0），可得：
（3）衰减薄膜源 初始扩散物质的浓度分布为： 菲克第二定律对衰减薄膜源的解可用高斯解的方式给出： 式中，k是待定常数。 假定扩散物质的单位面积质量为M，则 薄膜扩散源随扩散时间衰减后的分布： 当扩散时间越长，扩散物质初始分布范围越窄，高斯解就越精确。而保证高斯解有足够精度的条件为： 如果在金属b棒一端沉积扩散物质a(单位面积质量为M)，经扩散退火后，其质量浓度为上述扩散偶的2倍，即 因为扩散物质由原来向左右两侧扩散改变为仅向一侧扩散。
氢原子地量子理论-作业(含问题详解)
第26章 氢原子的量子理论 习题 (初稿) 一、填空题 1. 氢原子的波函数可以写成如下形式(,,)()(,)l l nlm nl lm r R r Y ψθ?θ?=，请给出电子出现在 ~r r dr +球壳的概率为___________，电子出现在(),θ?方向立体角d Ω的概率为 _______________。 2. 泡利不相容原理是指 ______________ ，原子核外电子排布除遵循泡利不相容原理 外，还应遵循的物理规律是 __________ 。 3. 可以用用 4 个量子数描述原子中电子的量子态，这 4 个量子数各称和取值围怎样分别 是：(1) (2) (3) (4) 。 4. 根据量子力学原理，如果不考虑电子自旋，对氢原子当n 确定后，对应的总量子态数目 为_ _个，当n 和l 确定后，对应的总量子态数目为__ __个 5. 给出以下两种元素的核外电子排布规律： 钾（Z=19）: 铜（Z=29）: ___ __ 6. 设有某原子核外的 3d 态电子，其可能的量子数有 个，分别可表示为 ____________________________。 7. 电子自旋与其轨道运动的相互作用是何种性质的作用 。 8. 类氢离子是指___________________，里德伯原子是指________________。
9.在主量子数为n=2，自旋磁量子数为s=1/2的量子态中，能够填充的最大电子数是 ________。 10.1921年斯特恩和格拉赫实验中发现，一束处于s态的原子射线在非均匀磁场中分裂为两 束，对于这种分裂用电子轨道运动的角动量空间取向量子化难于解释，只能用_________来解释。 二、计算题 11.如果用13.0 eV的电子轰击处于基态的氢原子，则： （1）氢原子能够被激发到的最高能级是多少？ （2）氢原子由上面的最高能级跃迁到基态发出的光子可能波长为多少？ （3）如果使处于基态的氢原子电离，至少要多大能量的电子轰击氢原子？ 12.写出磷的电子排布，并求每个电子的轨道角动量。
第五章多原子分子结构
第五章 多原子分子结构 5001 NF 3和NH 3分子中， 键角∠FNF 比∠HNH 要 （a ） ， 这是因为（b ）。 5002 写出下列分子的结构式(标明单键和多重键等键型)和立体构型： (1) Al 2Cl 6 ，(2) HN 3 ，(3) Fe(CO)3(η4- C 4H 4) ，(4) XeOF 4 ，(5) XeF 4 5003 NH 3和PH 3分子键角值大者为___________________分子。 5004 用价电子对互斥理论推断： PF 4+的构型为_________________， 中心原子采用的杂化 轨道为_____________________： XeF 4的构型为___________________，中心原子采用的杂 化轨道为________________________。 5005 写出下述分子中中心原子的杂化方式及分子的几何构型： HgCl 2_________________： Co(CO)4-__________________： BF 3___________________： Ni(CN)42-__________________。 5006 sp 2(s ，p x ，p y )等性杂化轨道中，若1ψ和x 轴平行，2ψ和y 轴成30°，1ψ，2ψ，3 ψ互成120°。请写出满足正交归一化条件的三个杂化轨道表达式： 1ψ______________________________： 2ψ______________________________： 3ψ______________________________。 5007 O 3的键角为116.8°，若用杂化轨道ψ=c 1s 2ψ+c 2p 2ψ描述中心O 原子的成键轨道，试 按键角与轨道成分关系式cos θ=-c 12/c 22，计算： (1) 成键杂化轨道中c 1和c 2值； (2) ψ2s 和ψ2p 轨道在杂化轨道ψ中所占的比重。 5008 已知 H 2O 的键角为104.5°，O 原子进行了不等性sp 3杂化，其中两个与氢原子成键的 杂化轨道中，O 原子的p 成分的贡献为：------------------------------ ( ) (A) 0.21 (B) 0.80 (C) 0.5 (D) 0.75 ( 已知键角和轨道成分的关系式为 cos θ= -c 12/c 22 ) 5009 实验测得乙烯(C 2H 4)分子∠CCH=121.7°，∠HCH=116.6°，分子处在xy 平面，C ═C 轴和x 轴平行。 试计算C 原子 sp 2杂化轨道的系数。 ( 已知键角和轨道成分的关系式为 cos θ=-c 12/c 22 ) 5011
原子的量子理论123402
第二十一章 原子的量子理论 1913年,玻尔提出氢原子结构及量子理论(1922奖) 1914,夫兰克-赫兹实验证实(1925奖 1924年，德布洛义提出了实物粒子的波粒二象性（1929奖） 1925,海森堡建立矩阵力学(1932奖) 1926,薛定谔建立波动力学(1933奖) 1927,戴维孙和G.P. 汤姆孙,电子衍射实验证实粒子的波动性(1937奖) §21－1 玻尔的氢原子模型 一． 玻尔理论的实验基础 1． 原子的有核模型 原子是中性的，稳定的；核外电子绕核作圆周运动； 2． 氢原子光谱的实验规律 ① 综合经验公式： 1=m ，赖曼系；2=m ，巴尔末系；3=m ，帕邢系；4=m ，布喇格系；5=m ，普芳德系； ② 里兹并合原理 式中：)n (T ),m (T 称为光谱项 氢原子光谱：谱线是分裂的，线状的；原子光谱线的波数，由光谱项之差确定。 二． 经典电磁理论遇到的困难 卢瑟福原子模型＋经典的电磁理论，必将导出： 1． 光谱连续 2． 原子不可能是稳定的系统； 与事实不符！ 三． 玻尔理论 1． 基本思想： ① 承认卢瑟福的原子天文模型 ② 放弃一些经典的电磁辐射理论 ③ 把量子的概念用于原子系统中 2． 玻尔的三条假设 ① 原子系统只能处于一系列不连续的稳定态（电子绕核加速运动，但不发射电磁波的能量状态，简 称能态） ② 处于稳定态中，电子绕核运动的角动量满足角动量量子化条件 ③ 频率条件：当原子从一个定态跃迁到另一个定态时，放出或吸收单色辐射的频率满足 3． 讨论：
① 轨道量子化,稳定轨道半径公式 对氢原子，Z ＝1 ② 能量量子化－能级（原子系统的总能量公式） 能级：量子化的能量状态（数值） ③ ④ 当n 很大时，量子化特征消失，玻尔结果与经典结果同 例（P241，例题21－1） 四． 玻尔理论的局限性 1． 成功之处 ① 能较好地解释氢原子光谱和类氢原子光谱； ② 定态能级假设； ③ 能级间跃迁的频率条件。 2． 局限性 ① 以经典理论为依据，推出电子有运动轨道、确定的空间坐标和速度 ② 人为引进量子条件，限制电子运动 ③ 不能自洽。对稍微复杂些的系统，如氦和碱土金属的光谱（谱线的强度、宽度、偏振）等均无法解 释 例1．动能为2eV 的电子，从无穷远处向着静止质子运动，最后被俘获形成基态氢原子，求： 1. 在此过程中发射光波的波长？ 2. 电子绕质子运动的动能是多少？ 3. 势能？角动量？动量？角速度？速度？＊ 例2． 用13.0eV 的电子轰击基态的氢原子， 1） 试确定氢原子所能达到的最高能态； 2） 氢原子由上述最高能态跃迁到基态发出的光子可能的波长为多少？ 3） 欲使处于基态的氢原子电离至少用多大能量的电子轰击氢原子？ §21－2 实物粒子的波粒二象性 一． 光的波粒二象性 波动性：干涉、衍射、偏振 粒子性：热辐射,光电效应,散射等 同时具有，不同时显现 二． 德布罗意假设 1． 假设：质量为m 的粒子，以速度v 运动时，不但具有粒子的性质，也具有波动的性质； 粒子性：可用E 、P 描述 νh mc E ==2, λ h mv P = = 波动性：可用νλ,描述
原子分子离子元素的区别
原子分子离子元素的区别 原子：指化学反应中的最小微粒; 元素：指拥有相同核电荷数的一类原子的总称; 分子：是保持物体化学性质的最小微粒; 离子：是指原子由于自身或外界的作用而失去或得到一个或几个电子使其达到最外层电子数为8个或2个的稳定结构。这一过程称为电离。电离过程所需或放出的能量称为电离能 具体的理解如下： 一、原子 “原子是化学变化中的最小微粒”，这一概念有三层含义： 1. 原子也是一种微观上的粒子。 2. 在化学变化中原子不能再分，不同的原子组合成分子。 3. 原子由更小的微粒：中子、质子、电子组成。 二、元素 “同一类原子的总称称为元素”，这一概念的理解应注意以下几点： 1. 元素是一个宏观的概念，与分子、原子不同，它只论种类，不论个数，没有数量意义。 2. 核电荷数或质子数是划分元素种类的唯一标准，也即核电荷数或质子数相同的原子或离子或同位素都是同一类元素，如氢原子H、氢离子H+、重氢原子H都是氢元素。 3. 同种类的元素可以有不同的存在状态，单质中的元素称为游离态，一般游离态的化学性质和物理性质与化合态不同。 三、分子 “分子是保持物质化学性质的一种最小微粒”，这一概念包含三层含义： 1. 分子是一种微观粒子，组成物质的微观粒子有多种（如原子、离子、质子等），分子只是其中的一种。 2. 分子不是最小的微粒，只是在“保持物质的化学性质”这一点上讲它是一种最小的微粒，相同的分子性质相同，不同的分子性质不同。 3. 分子是由更小的微粒：原子构成的。
“其实分子、原子、元素之间还是有很密切的联系的，从下面这个图可以大致看出来： 一、原子、分子、元素之间的联系 说明：（1）原子构成分子；（2）分子构成物质，如碳原子和氧原子构成二氧化碳分子，二氧化碳分子构成二氧化碳；（3）原子可直接构成物质，如铁原子构成铁，氦气由氦原子构成；（4）（5）同类的原子总称为元素，而元素又组成物质。 二、运用分子、原子、元素概念进行描述时应注意的问题 1. 直接由分子构成的物质（以二氧化碳为例）可以说： （1）二氧化碳由碳和氧两种元素组成（元素不讲个数） （2）二氧化碳由二氧化碳分子构成（宏观物质不讲个数） （3）二氧化碳分子由碳原子和氧原子构成（前后一致都不讲个数） （4）一个二氧化碳分子由一个碳原子和两个氧原子构成（都讲个数） 2. 直接由原子构成的物质（如铁）可以说： （1）铁由铁元素组成（元素为宏观概念，只讲种类，不讲个数） （2）铁由铁原子构成（铁物质是宏观概念，不讲个数）
如何看待《原子物理学》中的玻尔理论与量子力学
第20卷 第2期太原教育学院学报V o l.20N o.2 2002年6月JOURNAL OF TA I YUAN INSTITUTE OF EDUCATI ON Jun.2002如何看待《原子物理学》中的 玻尔理论与量子力学 赵秀琴1, 贺兴建2 (1.太原师范学院,山西太原030031;2.太原市教育学院,山西太原030001) 摘 要:《原子物理学》在物理学的教育和学习中有着特殊的地位,特别是量子论建立初期的知识体系,是物理学获得知识、组织知识和运用知识的典范,通过量子论建立过程的物 理定律、公式后面的思想和方法的教学,使学生在原子物理的学习过程中掌握物理学的思想 和方法。 关键词:原子物理学;玻尔理论;量子力学 中图分类号:O562 文献标识码:A 文章编号:100828601(2002)022******* 《原子物理学》在物理学的教育和学习中有着特殊的地位,特别是量子论建立的初期知识体系,是物理学获得知识、组织知识和运用知识的典范,通过不断地提出经典物理无法解决的问题,提出假设、建立模型来解释并提出新的结论和预言,再用新的实验检验、修改或推翻,让学生掌握这种常规物理学的发展模式和过程。通过量子论的建立过程的物理定律、公式后面的思想和方法的教学,使学生在原子物理的学习过程中掌握物理学(特别是近代物理学)的思想和方法。 一、玻尔理论的创立 19世纪末到20世纪初,物理学的观察和实验已开始深入到物质的微观领域。在解释某些物理现象,如黑体辐射、光电效应、原子光谱、固体比热等时,经典物理概念遇到了困难,出现了危机。为了克服经典概念的局限性,人们被迫在经典概念的基础上引入与经典概念完全不同的量子化概念,从而部分地解决了所面临的困难。最先是由普朗克引入了对连续的经典力学量进行特设量子化假设。玻尔引入了原子定态概念与角动量量子化规则取得了很大的成果,预言了未激发原子的大小,对它的数量级作出了正确的预言。它给出了氢原子辐射的已知全部谱线的公式,它与概括了发射谱线实验事实的经验公式完全一致。同时,它还包括那些在建立理论时尚未知的谱线,它用几个物理量解释了里德伯经验常数。它向我们提供了一个形象化的系统(尽管有点冒险),并且对与发射有关的事件建立了一种物理秩序。玻尔模型把量子理论推广到原子上,一方面给普朗克的原子能量量子化的思想提供了物理根据,另一方面也解决了经典物理学回答不了的电子轨道的稳定性问题。 收稿日期:2001206212 作者简介:赵秀琴(1966-),女,山西太原人,太原师范学院讲师,教育学硕士。
1922年诺贝尔物理学奖——原子结构和原子光谱
1922年诺贝尔物理学奖——原子结构和原子光谱 1922年诺贝尔物理学奖授予丹麦哥本哈根大学的尼尔斯·玻尔（Niels Bohr，1885—1962），以表彰他在研究原子结构，特别是研究从原子发出的辐射所作的贡献。 20世纪初物理学革命的重大结果之一就是建立了量子论。1900年普朗克为了克服经典理论解释黑体辐射规律的困难，引入了能量子概念，为量子理论奠下了基石。随后，爱因斯坦针对光电效应实验与经典理论的矛盾，提出了光量子假说，并在固体比热问题上成功地运用了能量子概念，为量子理论的发展打开了局面。光谱学在19世纪末得到了长足的发展，继巴耳末发现氢光谱的巴耳末公式之后，里德伯和里兹先后提出了光谱系理论和合并原理，光谱的规律性明显地带来了发自原子内部的信息。1897年，J.J.汤姆孙根据阴极射线的实验发现了电子，1911年卢瑟福从α射线的大角度散射实验的反常结果发现原子核。量子论、光谱系和原子核的发现这三条线索汇集到了一起，这就为把量子论运用于研究原子结构提供了理论和实验的基础。 1913年，尼尔斯·玻尔在卢瑟福有核模型的基础上运用量子化概念，提出定态跃迁原子模型理论，对氢光谱的巴耳末系作出了满意的解释，这是原子理论和量子理论发展史中的一个重要里程碑。 尼尔斯·玻尔1885年10月7日出生于哥本哈根。父亲克利斯坦·玻尔（Christian Bohr）是哥本哈根大学生理学教授，母亲叫艾伦·亚德勒（Ellen Adler）。尼尔斯·玻尔和他弟弟哈那德·玻尔（Harald Bohr，后来是数学教授）在有利于发展他们才华的环境中长大。父亲在尼尔斯·玻尔上中学时就尽力启发他对物理学的兴趣。 尼尔斯·玻尔于1903年通过加麦尔霍姆中学考试后进入哥本哈根大学。在大学里他得到了一位极有独到见解、造诣很深的物理学家克里斯琴森 （C.Christiansen）教授的指导。 尼尔斯·玻尔在大学读书时就获得了哥本哈根科学院为奖励有一定科学成果的人而颁发的奖金。他用振动射流方法对表面张力进行了实验和理论上的研究。这项工作是在他父亲的实验室里完成的，并获得了金质奖章。研究成果发表在1908年的英国《皇家学会会刊》上。尼尔斯·玻尔于1909年获物理学硕士学位，1911年获博士学位。 尼尔斯·玻尔是在作博士论文时接触到量子论的。他的博士论文是用电子论解释金属特性。在这项工作中，尼尔斯·玻尔第一次得到了普朗克关于辐射量子论的启发，使他认识到在处理原子规模的系统时，经典理论往往会得到与实际不符的结论，有必要引入一个异于经典电磁理论概念的量，这个量就是普朗克常数。 1911年，尼尔斯·玻尔到英国剑桥大学卡迪文什实验室在J.J.汤姆孙的指导下学习和工作，正好这时曼彻斯特大学的卢瑟福发现了原子核。卢瑟福原来也是卡文迪什实验室的研究生。有一天，卢瑟福回到卡文迪什实验室，向研究人员报
固体中原子及分子运动
第4章固体中原子及分子的运动 物质的迁移可通过对流和扩散两种方式进行。在气体和液体中物质的迁移一般是通过对流和扩散来实现的。但在固体中不发生对流，扩散是唯一的物质迁移方式，其原子或分子由于热运动不断地从一个位置迁移到另一个位置。扩散是固体材料中的一个重要现象，诸如金属铸件的凝固及均匀化退火，冷变形金属的回复和再结晶，陶瓷或粉末冶金的烧结，材料的固态相变，高温蠕变，以及各种表面处理等等，都与扩散密切相关。要深入地了解和控制这些过程，就必须先掌握有关扩散的基本规律。研究扩散一般有两种方法： ①表象理论一根据所测量的参数描述物质传输的速率和数量等； ②原子理论一扩散过程中原子是如何迁移的。 本章主要讨论固体材料中扩散的一般规律、扩散的影响因素和扩散机制等内容。 固体材料涉及金属、陶瓷和高分子化合物三类； 金属中的原子结合是以金属键方式； 陶瓷中的原子结合主要是以离子键结合方式为主； 而高分子化合物中的原子结合方式是共价键或氢键结合，并形成长链结构，这就导致了三种类型固体中原子或分子扩散的方式不同，描述它们各自运动方式的特征也是本章的主要目的之一。 4.1表象理论 4.1.1菲克第一定律 当固体中存在着成分差异时，原子将从浓度高处向浓度低处扩散。如何描述原子的迁移速率，阿道夫·菲克（Adolf Fick）对此进行了研究，并在1855年就得出：扩散中原子的通量与质量浓度梯度成正比，即 该方程称为菲克第一定律或扩散第一定律。式中，J为扩散通量，表示单位时间内通过垂直于扩散方向x的单位面积的扩散物质质量，其单位为kg/(m2s)；D为扩散系数，其单位为m2/s；而r是扩散物质的质量浓度，其单位为kg/m3。式中的负号表示物质的扩散方向与质量浓度梯度 4.2扩散的热力学分析 菲克第一定律描述了物质从高浓度向低浓度扩散的现象，扩散的结果导致浓度梯度的减小，
第四章 固体中原子及分子的运动
第四部分 固体中原子及分子的运动 概述：物质的迁移可通过对流和扩散两种方式进行，在气体和液体中的物质迁移一般是通过对流和扩散来实现的；但由于固体中无法对流，扩散则是固体物质的唯一物质迁移方式。扩散是固体材料的一个重要现象，诸如金属铸件的凝固及均匀化退火、冷变形金属的回复与再结晶、陶瓷或粉末冶金的烧结、材料的固态相变、高温蠕变，以及各种表面处理等都于扩散密切相关。固体中的物质迁移属于动力学范畴，固体按原子的键合情况可分为金属（金属键）、陶瓷（离子键）和高分子（共价键）材料。不同键合情况导致固体中原子的运动方式不同。研究扩散有两种方法：①表象理论-根据所测量的参数面描述物质传输的速率和数量等；②原子理论-扩散过程中原子是如何迁移的。 第一节 表象理论 1.菲克第一定律 dx d D J ρ-= J (s m kg 1 2 --?? ): 扩撒通量，表示单位时间内通过垂直于扩散方向x 的单 位面积的质量 D( s m 1 2 -?):扩散系数 ρ（m kg 3 -?）：扩散物的质量浓度 负号表示扩散方向与质量浓度方向相反，此公式仅适用于稳态扩 散（即质量浓度不随时间改变） 2.菲克第二定律 )(x D x t ????= ??ρρ 当D ,ρ无关时，可简化为： x D x 2 2 ? =??? ρ ρ 该公式的导出原理：第一定律+质量守恒定律 过程：在垂直于物质运动方向x 上，取一个横截面积为A 、长度为dx 的体积元，设流入和流出此体积元的通量分别为 J 1 和 J 2 则有：积存质量=流入质量-流出质量，积存速率=流入速率-流出速率 设流入速率为 A J 1，由微分公式得dx x A J A A J J ???+ = ),(12，即积存速率=dx x J A ??-，另外积 存速率也可以用体积元内扩散物质质量随时间的变化速率表示： dx x J A Adx t ??-=??ρ x J ??- = 将第一定律代入即可。 化学扩散：指由浓度梯度引起的扩散 自扩散：指不依赖于浓度梯度，仅由热振动而产生的扩散。 自扩散系数定义：) lim(0 x J D x s ??-→??=ρρ
初中化学分子、原子、离子6大类型知识点归纳
知识点一原子：化学变化中的最小微粒。 （1）原子也是构成物质的一种微粒。例如少数非金属单质(金刚石、石墨等)、金属单质(如铁、汞等)、稀有气体等。 （2）原子也不断地运动着;原子虽很小但也有一定质量。对于原子的认识远在公元前5世纪提出了有关“原子”的观念。但没有科学实验作依据，直到19世纪初，化学家道尔顿根据实验事实和严格的逻辑推导，在1803年提出了科学的原子论。 分子：保持物质化学性质的最小粒子。 （1）构成物质的每一个分子与该物质的化学性质是一致的，分子只能保持物质的化学性质，不保持物质的物理性质。因物质的物理性质，如颜色、状态等，都是宏观现象，是该物质的大量分子聚集后所表现的属性，并不是单个分子所能保持的。 （2）“最小”不是绝对意义上的最小，而是保持物质化学性质的最小。分子的性质 （1）分子质量和体积都很小。 （2）分子总是在不断运动着的。温度升高，分子运动速度加快，如阳光下湿衣物干得快。 （3）分子之间有间隔。一般说来，气体的分子之间间隔距离较大，液体和固体的分子之间的距离较小。气体比液体和固体容易压缩，不同液体混合后的总体积小于二者的原体积之和，都说明分子之间有间隔。 （4）同种物质的分子性质相同，不同种物质的分子性质不同。我们
都有这样的生活体验：若口渴了，可以喝水解渴，同时吃几块冰块也可以解渴，这就说明：水和冰都具有相同的性质，因为水和冰都是由水分子构成的，同种物质的分子，性质是相同的。 知识点二 质子：1个质子带1个单位正电荷原子核(+)。 中子：不带电。（原子不带电。） 电子：1个电子带1个单位负电荷。 （1）构成原子的粒子有三种：质子、中子、电子。但并不是所有的原子都是由这三种粒子构成的。如有一种氢原子中只有质子和电子，没有中子。 （2）在原子中，原子核所带的正电荷数(核电荷数)就是质子所带的电荷数(中子不带电)，而每个质子带1个单位正电荷，因此，核电荷数=质子数，由于原子核内质于数与核外电子数相等，所以在原子中核电荷数=质子数=核外电子数。 Q：原子中存在带电的粒子，为什么整个原子不显电性? A：原子是由居于原子中心带正电的原子核和核外带负电的电子构成，原子核又是由质子和中子构成，质子带正电，中子不带电;原子核所带正电荷(核电荷数)和核外电子所带负电荷相等，但电性相反，所以整个原子不显电性。 知识点三 分子和原子的区别在于化学反应中可再分，构成分子中的原子重新组合成新物质的分子在化学反应中不可再分，化学反应前后并没有变成
分子原子离子及结构示意图的知识与习题
课题2 分子和原子 达标自查 1.物质在不同条件下的三态变化，主要是由于（）。 A.分子的大小发生了变化 B.分子的质量发生变化 C.分子之间的间隔发生了变化 D.分子的形状发生变化 2.分子和原子的主要区别是（）。 A.分子大、原子小 B.分子的质量大，原子的质量小 C.分子可直接构成物质，原子则要先构成分子后再构成物质 D.在化学变化中分子可再分，原子则不能再分 3.下列变化能证明分子在化学反应中可分的是（）。 A.铁矿石磨成粉末 B.碘受热升华 C.加热水有水蒸气生成 D.加热氧气汞生成汞和氧气 4.构成二氧化碳气体的分子与构成液态二氧化碳的分子具有（）。 A.相同的质量 B.不同的质量 C.相同的化学性质 D.不同的化学性质 5.下列有关分子的说法中错误的是（）。 A.酒精的挥发是由于酒精分子不断的运动而扩散到空气里去的缘故 B.相同体积的冰和水含有相同数目的水分子 C.从空气中分离得到的氧气分子和高锰酸钾分解得到的氧气分子性质相同 体积的水与1体积的无水酒精混合后总体积小于2体积，是因为分子间有间隔 6.在电解水的过程中，发生变化的粒子是，保持不变的粒子是和，生成的新粒子是和。该实验证明，在化学反应中 可再分，而则不能再分。 7.盛酒精、汽油的瓶子为什么要塞紧瓶塞 能力提高 8.下列说法中，正确的是（）。 A.化学反应中，分子的种类改变，但分子的数目不变 B.电解水产生氢气和氧气，所以水中含有氢气和氧气 C.分子能构成物质，有些原子也能直接构成物质 D.氧气是由两个氧原子构成的 9.由分子参加的化学反应，反应前后一定发生变化的是（）。 A.分子种类 B.分子数目 C.原子种类 D.原子数目 10.运用分子的观点解释： （1）为什么人们常把湿衣服晾在太阳晒着的地方
初中化学分子原子模型专题
?1．已知某两种物质在光照条件下能发生化学反应，其微观示意图如下： 则有关说法正确的是（）。 A.图示中的生成物中有单质 B.该反应属于置换反应 C.该图示符合质量守恒定律 D.图示中共有3种分子
?2．形象的微观示意图有助于我们认识化学物质和理解化学反应。 ?（1）若用表示氢原子，用表示氧原子， ?则表示（）（填化学符号）；?（2）ClO2是新一代饮用水的消毒剂，我国最近成功研制出制取ClO2的新方法，其反应 ?的微观过程如图所示。 ? ? ? ?①请写出该反应的化学方程式。?②上述四种物质中，属于氧化物的是（填化学式，下同）；氯元素的化合价（）?为+3价的物质是。 ?③在ClO2中含氧元素的质量分数为。（精确到0.1）
?3．在一定条件下水分子分解的示意图如下(○表示氧原子，●表示氢原子)。下列关于该反应的说法中，错误的是（）。 ? A.水分解后生成氢气和氧气 ? B.反应后生成3个分子 ? C.反应前后原子的个数不变 ? D.生成氢分子和氧分子的个数比为2:1
? 4. 如图为某物质的分子模型示意图，其中“”代表氢原子，“”代表氧原子。下列叙述正确的是（） ?A．此物质的化学式为HO ?B．此物质中含游离态的氧元素 ?C．此物质的一个分子由4个原子构成?D．此物质中氢元素与氧元素的质量比是1:1
?5．下面是一些物质粒子的示意图，“”、“”、“”分别代表不同种类元素的原子，其中可能属于氧化物的是 ?A．B．C．D． 6．下图是两种气体发生反应的微观示意图， 其中相同的球代表同种原子。 相关说法正确的是 A．分子在化学变化中不可分 B．反应后生成了两种新的化合物 C．原子在化学反应中可分 D．化学反应前后原子的种类不变
九年级化学 分子、原子及离子 习题及答案
九年级化学分子、原子及离子习题及答案 1.20世纪20年代，就有人预言可能存在由4个氧原子组成的氧分子（O 4 ）。下列叙述中正确的是（） A.O 4 是一种新型的氧气 B.一个O 4分子中含有2个O 2 分子 C.O 4和O 2 的性质完全相同 D.O 4和O 2 混合后形成的是混合物 2.图中“”和“”表示两种不同元素的原子，下列方框中表示混合物的是（） 3.下列对分子、原子和离子的认识正确的是（） A.都是带电荷的粒子 B.都是构成物质的基本粒子 C.都是化学变化中的最小粒子 D.都是保持物质化学性质的最小粒子 4.下列说法正确的是（） A.质子数相同的微粒一定是同种元素 B.最外层电子数相同的微粒一定是同一种原子 C.具有稳定结构的微粒一定是稀有气体元素的原子 D.同种元素的原子质子数一定相同 5.质子数相同，而核外电子数不同的两种粒子是（）
A.两种不同的元素 B.两种性质相同的粒子 C.一种是阳离子，另一种是阴离子 D.同一种元素或性质不同的两种粒子 6.具有相同质子数和电子数的分子或离子叫等电子体，等电子体具有相似的结构和性质。下列各级粒子中属于等电子体的是（） A.NO和O2 B.CO和N2 C.SO2和CO2 D.PO43-和SO42- 7.M元素原子的核电荷数为a，它的阳离子M n＋与N元素的阴离子N m－核外电子排布相同，则N元素原子核内质子数为( ) A．m+n+a B．m+n-a C．a-n-m D．a+m-n 8.三种元素的粒子X m－、Y n＋、Z p＋都有相同的电子层结构，已知n>p，则它们的核内质子数(依次用X、Y、Z表示)关系为( ) A．X=Y=Z B．Y>Z>X C．X>Z>Y D．Z=Y>X
第二章 原子极化率的量子理论
第二章 原子极化率的量子理论 - 10 - 第二章 原子极化率的量子理论 §2.1 密度矩阵 在量子力学中，一个孤立系统用波函数│Ψ>描写， 在非相对论情形，它由薛定谔方程来决。 ?Ψ=?Ψ??H t i ? (1) H ?是系统的哈密顿量。若初始条件0 =Ψt 给定，则上式决定任何时刻的Ψ 力学量F ?的平均值是 ΨΨ=F F ? (2)
非线性光学讲义 - 11 - 通常将Ψ用一定的表象来表示，即选一组正交归一化的完备基矢集合n ψ， ∑=Ψn n n t a ψ)( (3) n ψ可以包括连续态。几率振幅Ψ=n n t a ψ)(，2 )(t a n 是在态Ψ中找到基矢态n ψ的几率。 代入薛定谔方程，得 m n nm m m nm n H H a H i t a dt d ψψ?,1 )(==∑ (4) 在此表象中, 力学量F ?的平均值是 mn n m m n n m n n m m F a a F a a F ∑∑??==,,?ψψ (5) mn F 是力学量F ?在此表象中的矩阵元。
第二章 原子极化率的量子理论 - 12 - 定义系统的密度算符ΨΨ=ρ ? 。它在n ψ表象中的矩阵元是 ?==m n m n nm a a ψρψρ? (6) {}nm ρ集合组成密度矩阵。可以证明密度算符是厄密，? =mn nm ρρ，并且1?=ρ tr 。 力学量可表成 )??(,F tr F F mn m n nm ρ ρ==∑ (7) ρ ?所满足的方程 1????? ()1??? [,]H H t t t i H t i ρρρρρ?Ψ?Ψ?=Ψ+Ψ =?????∴ =? (8) 相应的密度矩阵方程是 nm nm H i t ]?,? [1ρρ =?? (9)
初中化学分子原子模型专题
分子原子模型（专题） 1．已知某两种物质在光照条件下能发生化学反应，其微观示意图如下： （说明：一种小球代表一种不同元素的 原子） A.图示中的生成物中有单质 B.该反应属于置换反应 C.该图示符合质量守恒定律 D.图示中共有3种分子 2．形象的微观示意图有助于我们认识化学物质和理解化学反应。 （1）若用表示氢原子，用表示氧原子，则表示（填化学符号）； （2）ClO2是新一代饮用水的消毒剂，我国最近成功研制出制取ClO2的新方法，其反应的微观过程如图所示。 ①请写出该反应的化学方程式。 ②上述四种物质中，属于氧化物的是（填化学式，下同）；氯元素的化合价 为+3价的物质是。 ③在ClO2中含氧元素的质量分数为。（精确到0.1） 3．在一定条件下水分子分解的示意图如下(○表示氧原子，●表示氢原子)。下列关于该反应的说法中，错误的是（）。 A.水分解后生成氢气和氧气 B.反应后生成3mol分子 C.反应前后原子的个数不变 D.生成氢分子和氧分子的个数比为2:1 4. 如图为某物质的分子模型示意图，其中“”代表氢原子，“”代表氧原子。下列 叙述正确的是………………………………………………………………………（）A．此物质的化学式为HO B．此物质中含游离态的氧元素 C．此物质的一个分子由4个原子构成 D．此物质中氢元素与氧元素的质量比是1:1 5．下面是一些物质粒子的示意图，“ ”、“ ”、“ ”分别代表不同种类元素的原子，其中可能属于氧化物的是 A． B． C． D． 6．下图是两种气体发生反应的微观示意图，其中相同的球代表同种原子。 ，相关说法正确的是
A．分子在化学变化中不可分B．反应后生成了两种新的化合物 C．原子在化学反应中可分D．化学反应前后原子的种类不变 7．右下图是某个化学反应的微观模拟示意图。从图中获得的有关信息不正确的是A．分子由原子构成反应前反应后 B．分子间存在一定的空隙 C．化学反应中分子可分为原子 D．该化学反应属于置换反应（表示一种原子，表示另一种原子） 8、下图是表示气体分子的示意图，图中“●”和“○”分别表示两种不同的原子，其中属于单质的是…………………………………………………………………………（） 9．根据下列三个化学反应方程式回答问题： A．2KOH+SO3→K2SO4+H2O； B．2HClO → 2HCl+O2↑ C．H2CO3 → H2O+CO2↑ （1）分类研究是学习化学的一种常用的方法，上述三个化学方程式中涉及到多种类别的物 质，其中属于单质的是，属于氧化物的是 (只要写出其中一种) ，属于盐的是。 （2）上图是某化学反应的示意图，其中、、 分别表示三种原子。上述三个反应中与其相符的是___ ___（填编号）。 （3）从A、B两个反应涉及到的物质中选择适当的物质，写出一个属于中和反应的化学方程 式______ _。 10、模型示意图表示水分子在一定条件下发生分解,从中获得的信息不正确 ．．．的是 A. 水分解后生成氢气和氧气的分子数比为2∶１ B．一个水分子由二个氢原子和一个氧原子构成 C. 水分解过程中，原子的数目不变 D. 水分解过程中，分子的种类不变 11、图是水的微观层次结构，图中最右侧“”表示（） A．氢元素 B．氢原子 C．氧元素 D．氧原子 12．下列分子的示意图中，”表示氧原子，请回答下列问题： 其中表示构成化合物的分子是图(填编号)，图中的分子构成的是混合物（填编号），图③中的分子的化学式是。 13．用分别表示不同元素的原子，下列由分子构成的物质中属于化合物的（）
初中化学判断物质是由原子分子离子构成
初中化学判断物质是由原子分子离子构成 公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
如何判断物质是由原子、分子还是离子构成的 一、先说，物质是由原子直接构成的，还是分子构成的，或者是离子构成的？ （下面没有注明的，默认为只考虑初中阶段的学习）。 （1）原子直接构成的物质：内部是由连接构成的一个巨大的整体，没有很小的重复单元（可以认为单一的一个原子是最小重复单元）。 常见的由原子直接构成的物质有：金属，，某些固态非金属如C，Si ，以后判断一种物质是不是由原子直接构成，最直观的办法是看能不能用中的单个直接表示该种物质，能直接用表示的就是原子直接构成的，反之，则不是。就是说原子直接构成的物质一定是单质，并且化学式没有下标数字，只有。（这里要提到P和S，这两种不是原子直接构成的，因为它们都是有最很小重复单元的，P真正的化学式是P4，P4是P的最小重复单元，就是说P单质是由无数个P4分子构成的饿，所以P是分子构成的。初中简写了，还有S真正的化学式是S2，S4，S8，等） （只限初中，到高中有SiO2，它虽不是单质，并且有数字下标，但它还是原子直接构成的，与它内部结构有关，SIO2的结构是SI和O原子交替以共价单键连接并向空中无限制发展的网状结构，不存在分子，没有最小重复单元。在这里就不解释了，高中会学） （2）分子构成的物质：内部有最小的重复单元，最小重复单元是分子，物质是由无数个这些相同的最小重复单元通过构成的，这中分子间力很小，就是说由分子构成的物质并不是一个很牢固的整体。 （3）由离子构成的物质：内部没有重复的最小单元，本身是通过连接成的一个整体，但是我们为了研究它的结构，往往会人为的划定出它的最小重复单元，就是。要注意的是它每个最小的重复单元内部是由连接的，和的区别开，这就是为什么界定它是由离子都成的原因。在初中很难把它和分子构成的物质区别开，其实有一个很直观的判断方法，有或的化合物就是离子构成的，没有这两种东西的物质就是分子构成的。 二、如果说快速的判断，那只能记住主要的几类，化学没有万能的公式，定理。由于一些物质的结构特殊，必然会有特例，所以只要记住主要的和常见的几类即可。 （1）常见的由原子直接构成的物质有：金属，，某些固态非金属如C，Si 。 以后判断一种物质是不是由原子直接构成，最直观的办法是看能不能用中的单个元素符号直接表示该种物质，能直接用元素示的就是原子直接构成的，反之，则不是。就是说原子直接构成的物质一定是单质，并且化学式没有下标数字，只有元素符号。（只限初中） 特例：SiO不是单质，但也是由原子直接构成，除此，大部分不溶于水的都是原子直接构成的。 （2）常见的分子构成的：只要化学式中不含，不含NH4+的都可认为是由分子构成的。（除外）比如，所有气体，所有的有机物，所有的酸，H20，I2，Br2等等。 特例：AlCl3虽含有，但AlCl是由Al2Cl6分子（2个AlCl分子聚合成二聚态的Al2Cl6）构成的。 （3）由离子构成的：一般化学式中含有，NH4+都可认为是由离子构成的。比如所有的碱，所有的有机盐，无机盐。 特例：AlCl3可认为是由分子构成的，没有因为Al3+，同理，所有可溶于水的都是由离子构成的，比如Na2O等。（完）