10之间。否则视为缓冲溶液不再具有缓冲能力。 （4）缓冲溶液的选择和配制
根据控制的pH，选择合适的缓冲对，若pH酸性范围内，应选择弱酸～弱酸盐缓冲对，pH在碱性范围内应选择弱碱～弱碱盐缓冲对。
pH酸性 选pH≈pKa pH碱性 选pOH≈pKb
其次，应适当提高缓冲比值的浓度，一般应控制在0.05～0.5mol/L，且保持其两者的浓度相近，一般以1∶1或相近的比例配制其缓冲能力较大。 缓冲溶液的常用的配制方法有： a．采用相同浓度的弱酸（或弱碱）及其盐溶液，按不同体积混合来配制所需缓冲溶液。设弱酸及其盐的浓度为c（mol/L） 弱酸体积为Va，盐的体积为Vs，总体积为V ca＝c·Va/V；cs＝c·Vs/V
pH＝pKa－lgca/cs＝pKa－lgVa/Vs＝pKa－lg(V-Vs)/Vs 同理，对于弱碱及其盐组成的缓冲体系可获得： pOH＝pKb－lg(V-Vs)/Vs
b．采用一定量的弱酸加一定量的强碱，通过中和反应生成的盐和剩余的弱酸组成缓冲溶液； c．采用在一定量的弱酸（或弱碱）溶液总加入固体盐类的配制。 5.5.2 生活中常见的缓冲体系和缓冲作用 1.人体中的缓冲体系及作用
酸碱缓冲作用在自然界是很普遍的现象，土壤由于硅酸、磷酸腐殖酸等及其盐的缓冲作用，得以使pH保持在5～8之间，适宜农作物生长。拿人体血液来说，酸碱度保持恒定（pH＝7.40±0.05）的原因，除排泄外，血液本身就是一种多组分的缓冲溶液，含有H2CO3～NaHCO3；Na2HPO4～NaH2PO4等―缓冲对‖，否则pH的改变一旦超过0.4个单位，就会有生命危险。血液中含有多种缓冲体系： 血浆中： H2CO3—NaHCO3； NaH2PO4-Na2HPO4； HHb—NaHb(血浆蛋白及其钠盐) ； HA—NaA (有机酸及其钠盐)。 红细胞中： H2CO3—KHCO3；KH2PO4—K2HPO4；HHb—KHb；HA—KA；HHbO2—KHbO2 (氧合血红蛋白及其它钾盐)。
其中H2CO3—HCO3-缓冲对起主要作用。
H2CO3主要以溶解状态的CO2形式存在于血液中。
pH主要取决于的比值。正常的该比值是20/1，已超出一般缓冲溶液的缓冲范围（10：1－1：10），但仍能维持血
液的pH在一个狭窄的范围内。这是由于人体内是一个开放体系，HCO3――CO2(l)发挥缓冲作用还受到肺和肾生理功能
调节，其浓度保持相对稳定，因此，血浆中HCO3――CO2(l)缓冲体系总能保持较强的缓冲能力。
图5-4 碳酸氢盐缓冲体系
与肺和肾的关系
－＋
当代谢过程产生比H2CO3更强的酸进入血液中，则HCO3与H结合成H2CO3，又立刻被带到肺部分解成H2O＋CO2，呼出体外。
反之，代谢过程产生碱性物进入血液时，H2CO3立即与OH作用，生成H2O和HCO3，经肾脏调节由尿排出：
肺呼出
肾－尿排出
－－
2. 缓冲体系及其重要作用
在科学研究中，同样经常需要控制实验的酸度条件，否则就不可能得到精确的实验结果。例如，用配位滴定的方法来测定某些金属离子的含量。如前介绍的配位平衡受酸度的影响较大，酸效应是一个非常重要的副反应，配位平衡的条件平衡常数受酸度的影响。所以，不同的滴定体系，要达到准确的滴定结果，一定要维持一个恒定的pH值，而这种pH值维持的方法，多数是使用缓冲溶液。 2．1 原子结构
2.2.1 原子结构理论的初期发展 1．人们对原子结构的认识
“原子”的概念——古希腊思想家德谟克利特首先提出；
近代原子学说——1803年，英国化学家道尔顿提出。其要点（1）一切化学元素都是由不能再分割的微粒——原子组成的；（2）原子是保持元素化学性质的最小单元；（3）两种或多种元素的原子结合而成化合物的分子，分子是保持化合物化学性质的最小单位。
2．原子的组成
（1）电子的发现：
①1879年，英国科学家克鲁克斯（W.Crookes）总结了对阴极射线的研究；
②1897年英国物理学家汤姆森（J.J.Thomson）确认阴极射线是带有负电荷的微观粒子——电子，并测定了电子的电荷与质量之比（1.759×108C?g-1），并证明这种粒子存在于任何物质中。
③1909年美国物理学家密立根（Robert A. Millikan）测定了电子的电量为1.602×10-19C，从而计算出一个电子的质量等于9.11×10-28g，约为氢原子质量的1/1840。 （2）元素的天然放射性
原子是电中性的，电子带负电，那么原子中必然含有带正电荷的组成部分，且正电荷总量=电子所带的负电荷总电量。放射性元素衰变是放出α射线，带正电，说明原子中含有带正电荷的微粒。 （3）原子含核模型的提出
1911年，卢瑟福（Renest Rutherford，英国物理学家）α散射实验，提出含核原子模型：原子的质量几乎全部集中再带有正电荷的微粒——原子核上，核的直径只有原子直径的万分之一，带负电的电子象地球围绕太阳运转一样围绕着原子核高速运转。
（4）原子结构的进一步认识：
发现中子，不带电荷，确立近代原子结构模型。
3．氢原子光谱和玻尔(Bohr)理论
氢原子的线状光谱(如右图)经典理论不能解释。 1913年，丹麦物理学家玻尔(Bohr)提出三点假设：
（1）电子不是在任意轨道上绕核运动，而是在一些符合一定条件的轨道上运动。这些轨道的角动量P必须等于的整数倍，也就是说，轨道是“量子化”的。
（2）电子在离核越远的轨道上运动，其能量越大。所以，在正常情况下，原子中的各电子总是尽可能的处在离核最近
氢原子光谱
的轨道上，这时原子的能量最低，即处于基态。当原子从外界获得能量时，电子可以被激发到激发态。
（3）由于激发态的电子不稳定，可以跃迁到离核较近的轨道上，在跃迁的同时会以光的形式释放出能量。
玻尔理论的成功点：1)提出了量子的概念；2)成功地解释了氢原子光谱的实验结果；3)用于计算氢原子的电离能。 玻尔理论的局限性：1)无法解释氢原子光谱的精细结构；2)不能解释多电子原子、分子或固体的光谱。
电子在不同的电子层间发生跃迁
2.1.2 核外电子运动的特征 1． 微观粒子的波粒二象性
（1）光的波粒二象性：1）粒子性——光电效应；波动性——光的衍射、干涉等现象。根据普朗克（Planck）的量子论和爱因斯坦(A. Einstein)的光子学说，光的能量与频率之间存在如下关系
（h : 普朗克常数6.62×10-34 J·s）
结合质能联系定律E＝mc2，可以推出
能量E和动量P：表征粒子性；频率 和波长
：表征波动性。
（2）微观粒子的波粒二象性——德布罗意波：
德布罗意（L.de Broglie，法国物理学家）1924 年提出实物粒子也具有波粒二象性的假说，存在着如下关系：
这种波叫作物质波，亦称为德布罗意波。并于1927年由戴维逊（C.J.Davisson）和革末（L.H.Germer）的电子衍射实验得到证实
微观世界如何认识——考虑微观粒子运动的统计规律。
2． 测不准原理
海森堡（W.Heisenberg，奥地利物理学家）1927 年提出了测不准原理，同时准确测定一个微粒的动量和位置是不可能的：
， 或
式中
为粒子的位置的不准量，
为粒子的动量的不准量，Δ
－
为粒子速度的不准量。 =104 m，则
－
（1）对于宏观物体子弹，m=0.01kg ，v=1000m·s1。若
可以忽略不计——宏观物体的速度和位置可以同时准确测定！ （2）对于微观粒子电子，
≈10-11 m，m=9.11×10-31kg ，则
大于电子的速度（106m·s-1）。所以，电子等微观粒子速度和位置不可以同时准确测定。
2.2 核外电子的运动状态 2.2.1薛定谔方程和波函数
1．描述核外电子运动状态的基本方程——薛定谔方程
微观粒子具有波粒二象性，其速度和位置不能同时准确测定，如何描述其运动规律？用统计的方法来描述和研究粒子的运动状态和规律，量子力学。 1926年，薛定谔（Erwin Schr?dinger，奥地利物理学家）提出了描述核外电子运动状态的波动方程（薛定谔方程）：
x，y，z：核外电子的空间坐标；E：电子的总能量；V：势能；m：电子的质量；h：普朗克常数；Ψ：波函数。
2．波函数Ψ、原子轨道和概率密度
1) 薛定谔方程的解波函数Ψ是量子力学中描述核外电子运动状态的数学函数式，与电子的空间坐标有关。 2) 波函数的空间图象就是原子轨道；原子轨道的数学表示式就是波函数。 3) 波函数Ψ描述了核外电子可能出现的一个空间区域（原子轨道），不是经典力学中描述的某种确定的几何轨迹。 4) Ψ没有明确的物理意义，但 |Y|2 表示空间某处单位体积内电子出现的概率（概率密度）。 2.2.2四个量子数 n，l，m是薛定谔方程有合理解的必要条件，称为量子数。对应于一组合理的n,l,m取值则有一个确定的波函数Ψn,l,m(x,y,z)。还有一个描述电子自旋特征的量子数ms。
1． 主量子数n
主量子数：描述原子中电子出现概率最大区域离核的远近，或者说代表电子层数。 取值：1、2、3、?? 等正整数。n越大，出现概率最大区域离核越远，能量越高。 光谱学符号为： n 电子层数 1 K 2 L 3 M 4 N 5 O 6 P 7 Q
2．角量子数l
角量子数：表示原子轨道角动量的大小，原子轨道或电子云的形状，即电子亚层。 取值：0、1、2、3、4??(n-1) （共n个取值），对应的光谱学符号s、p、d、f、??，电子云形状分别为球形、哑铃形、花瓣形??等。从能量角度上看，这些分层也常称为能级。
3．磁量子数m
磁量子数：表征原子轨道角动量在外磁场方向上分量的大小，即原子轨道在空间的伸展方向。
取值：0，±1，±2，…，± l，有2l+1个取值。 1）说明了线状光谱在外加磁场的作用下的分裂现象。
2）在没有外加磁场情况下，同一亚层的原子轨道，能量是相等的，叫等价轨道或简并轨道。 角动量M的空间取向
4．自旋量子数ms
自旋量子数：代表了自旋角动量在外加磁场方向分量的大小，表示自旋状态。 取值：
±。一般用“”和“ˉ”表示。
自旋量子数ms有两种取值
四个量子数 说明了氢光谱的精细结构。
总结：原子中每个电子的运动状态可以用来描述，它们确定之后，则电子在核外空间的运动状态就确定了。
2.2.3波函数的空间图象 1．概率密度的表示方法
(1) 电子云：在以原子核为原点的空间坐标系内，用小黑点密度表示电子出现的概率密度，离核越近，小黑点越密，表示电子在那些位置出现的概率密度大；离核越远，小黑点越稀，表示电子在那些位置出现的概率密度小。 (2) 等概率密度面图：将电子在原子核外出现的概率密度相对值大小相等的各点连接起来形成一个曲面叫做等概率密度面。
(3) 界面图：界面图是选择一个等密度面，使电子在界面以内出现的总概率为90~95% 。
a) 1s电子云 b) 1s态等几率密度面图 c) 1s态界面图 氢原子1s电子几率密度分布的几种表示方法
各种状态的电子云的分布形状：
s电子云
px py pz p电子云
d电子云