厦门大学大学化学原子结构7分解.ppt

现代科学起源 1、化学 －－－质量守恒定律 1748 罗蒙诺索夫 －－－燃烧学说 1774 拉瓦锡 －－－定比定律 1799 普劳斯特 －－－原子论 1803 道尔顿 －－－ Avogadro定律和分子概念 1811 阿佛加德罗 －－－元素周期律 1869 门捷列夫 2、物理学 经典物理学： －－伽利略、牛顿的经典力学 －－法拉第、麦克斯韦的经典电动力学 －－麦克斯韦、吉布斯的经典统计力学 －电子 －X射线 －放射性 原子是可分的，原子是有结构的。 －－－－黑体辐射 (紫外灾难） －－－－卢瑟福的α粒子散射实验 －－－－氢光谱 经典物理学面临窘境 卢瑟福(Rutherford)根据α粒子散射实验,创立了的原子结构模型－有核原子模型“行星模型” Rutherford’s experiment on α particle bombardment of metal foil 理论要点： 1. 所有原子都有一个核即原子核(nucleus); 2. 核的体积只占整个原子体积极小的一部分； 3. 原子的正电荷和绝大部分质量集中在核上； 4. 电子像行星绕着太阳那样绕核运动. 第一节 核外电子的运动状态 起始于: 氢原子光谱→ 玻尔原子结构理论→ 实物粒子的“波粒二象性”→ 量子力学对核外电子运动状态的描述—薛定谔方程。 第五章 原子结构与周期表 1、氢原子光谱 连续光谱(continuous spectrum) 线状光谱(原子光谱)(line spectrum) 氢原子光谱（原子发射光谱） 连续光谱（自然界） 电磁波连续光谱 氢原子光谱（原子发射光谱）真空管中含少量H2(g)，高压放电，发出紫外光和可见光 → 三棱镜 → 不连续的线状光谱 1.1 氢原子光谱特点 不连续的线状光谱 1883年瑞士物理学家巴尔麦( J. Balmer)指出在可见光区内 谱线频率符合 ? : 波长, cm-1. n: 大于2的正整数.B:常数 1913年瑞典物理学家里德堡(Rydberg)发现了能概括谱线之间普遍联系的公式—里德堡公式 频率 ? (s-1), Rydberg常量 R = 3.289?1015 s-1 n1、n2 为正整数，且 n1 n2 n1 = 1 紫外光谱区（Lyman 系）； n1 = 2 可见光谱区（Balmer系）； n1 = 3、4、5 红外光谱区（Paschen、Bracker、Pfund系） 1.2 经典电磁理论不能解释氢原子光谱： 经典电磁理论： 电子绕核作高速圆周运动， 发出连续电磁波→ 连续光谱， 电子能量↓ → 坠入原子核→原子湮灭 事实： 氢原子光谱是线状（而不是连续光谱）； 原子没有湮灭。 卢瑟福的原子模型 氢原子核内只有一个质子，核外只有一个电子，是最简单的原子。 氢原子内，这个电子核外是怎样运动的？ 这个问题表面看来似乎不太复杂，但却长期使许多科学家既神往又困扰，经历了一个生动而又曲折的探索过程. 2、玻尔（N.Bohr）原子结构理论 1913年，丹麦物理学家N.Bohr提出. 依据: 1900年普朗克(M.Plack)量子论: 能量量子化的概念E＝hν? 1908年爱因斯坦(A.Einstein) 光子学说 辐射能和量子也称为光子 卢瑟福(Rutherford)有核原子模型 氢原子光谱实验 提出了表达光的能量(E)与频率(ν)关系的方程(普朗克方程)： E = hν 式中的 h 叫普朗克常量(Planck constant), 其值为 6.626×10-34 J·s. 能量量子化概念:物体只能按hν的整数倍(例如1, 2, 3等)一份一份地吸收或释出光能, 而不可能是0.5, 1.6, 2.3等任何非整数倍 1900年,普朗克 (Planck M)提出了当时物理学界一种全新的概念, 但它只涉及光作用于物体时能量的传递过程(即吸收或释出) －－－量子理论的提出 玻尔原子结构理论要点：2个基本假设 1.定态假设. 原子中的电子核运动时,仅能在某些特定的轨道上绕核运动，这时称电子处于稳定状态,而在这些特定轨道运动的电子的角动量（M）是量子化的（而不是连续变化），必须是 的整数倍： (n = 1, 2, 3, 4 …) h: Planck常数 6.626 ?10-34 J.s. [符合这种量子条件的“轨道”（Orbi