原子结构精讲课件.ppt

第六章 原子结构与周期表 6.1 原子结构理论的发展简史 6.2 核外电子的运动状态 6.3 多电子原子结构与元素周期律 6.4 元素基本性质的周期性变化 第六章 原子结构与周期表 6.1 原子结构理论的发展简史 一、道尔顿(J. Dolton) 的原子理论 ---19世纪初 二、卢瑟福(E.Rutherford)的行星式原子模型 ---19世纪末 三、近代原子结构理论---氢原子光谱 STM: 扫描隧道显微镜 Atomic Force Microscope 6.2 核外电子的运动状态 学习线索： 氢原子发射光谱（线状光谱） 6.2 核外电子的运动状态(续) 一 、氢原子光谱 连续光谱(continuous spectrum) 氢原子光谱（ line spectrum） 连续光谱（自然界） 连续光谱 (实验室) 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 一、氢原子光谱(原子发射光谱) (续) （一）氢原子光谱特点 1. 不连续的线状光谱 2. 谱线频率符合 （二）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。 二、玻尔（N.Bohr）原子结构理论 能量量子化模拟示意图上:能量连续变化; 下：能量量子化 3.电子在不同轨道之间跃迁(transition)时,会 吸收或幅射光子, 其能量取决于跃迁前后两轨道的能量差 3. 电子在不同轨道之间跃迁（transition）时,会 吸收或幅射光子，其能量取决于跃迁前后两轨道的能量差： E 光子 = E2 – E1 = h? = hc/ ?  （真空中光速 c = 2.998 ?108 m?s-1， h = 6.626 ×10-34 J?s ） （二）局限性 1. 只限于解释氢原子或类氢离子（单电子体系） 的光谱，不能解释多电子原子的光谱。也不能解 释氢原子光谱的精细结构。 2. 人为地允许某些物理量（电子运动的轨道和电子 能量）“量子化”，以修正经典力学（牛顿  力学）。 三、微观粒子的波粒二象性 波动性——衍射、干涉… 微粒性——光电效应(Einstein, 1905)、实物发射或吸收光…… （与光和实物互相作用有关---“光量子钻进物体的表面层，把它的全部能量给予了单个电子。”） 实物粒子的波粒二象性(续) 1924年，年轻的法国物理学家Louis de Broglie(德布罗意)提出实物粒子具有波粒二象性。他提出:电子、质子、中子、原子、分子、离子 等实物粒子的波长 ? = h / p = h / mv （三）测不准原理（The Uncertainity principle） 例1. 对于 m = 10 g的子弹，它的位置可精确到?x ＝ 0.04 cm,其速度测不准情况为： 四、量子力学对核外电子运动状态的描述 （一）薛定谔方程（Schr?dinger Equation） 几率密度: 电子在原子空间上某点附近单位微体积内出现的几率 电子云—几率密度图像，可以形象地用一些小黑点在核外空间分布的疏密程度来表示. “解薛定谔方程” 求出? 和E (只要了解思路、方法和目的)。 （一）薛定谔方程（续） 3. 3个量子数(n、l、m)和波函数? : 在求合理解的过程中，引入了3个参数（量子数）n、l、m .于是波函数 ? ( r, ?, ?)具有3个参数和 3个自变量，写为： ? ( r, ?, ? ) ? ? n, l, m (r, ?, ?) （一）薛定谔方程（续） 量子数n、l、m的意义： 每一组允许的n、l、m值 → 核外电子运动的一种空间状态 → 由对应的特定波函数 ?n, l, m（ r, ?, ?）表示 → 有对应的能量En, l 3. 四个量子数n、l、m和ms的意义(续) (1) 主量子数n (principal quantum number ) n = 1, 2, 3, 4…正整数。 3. 四个量子数n、l、m和ms的意义(续) (2) 角量子数l (轨道角动量量子数, orbital angular momentum quantum number ) 对每个n值 : l = 0, 1, 2, 3…n-1，共有 n个值. 3. 四个量子数n、l、m和ms的意义(续) (3) 磁量子数m (