无机化学原子结构与元素周期系-核外电子运动四个量子数.ppt

　 电子出现概率密度大的地方，电子云浓密一些，电子出现概率密度小的地方，电子云稀薄一些　　 电子云图象中每一个小黑点表示电子出现在核外空间中的一次概率，概率密度越大，电子云图象中的小黑点越密。 因此，电子云的正确意义并不是电子真的象云那样分散，不再是一个粒子，而只是电子行为统计结果的一种形象表示。 * * 假定我们能用高速照相机摄取一个电子在某一瞬间的空间位置，然后对在不同瞬间拍摄的千百万张照片上电子的位置进行考察，则会发现明显的统计性规律。即：电子经常出现的区域是一个球形空间。 叠加图形被形象地称为电子云。电子云是空间某单位体积内找到电子的概率分布的图形，故也称为概率密度。 基态氢原子核外电子的运动 电子云的统计概念（二维投影）a) 单张照片；b) 二张照片 c)大量照片 y x a y x b y x b * * 电子云与概率密度 电子云示意图a) s电子云；b) p电子云；c) d电子云 * * 电子云的角度分布 电子云的角度分布与原子轨道的角度分布之间的区别： 电子云角度分布立体示意图 形状较瘦 没有正、负号 * * 第5章 原子结构与元素周期系 * * 棱镜 氢原子光谱示意图 狭缝 415nm 435nm 487nm 660nm 电子束 氢放电管 式中，R为常数，n1、n2必须是正整数且n1n2 氢原子光谱示意图 电子束 5.1核外电子的运动特性 * * 玻尔模型认为, 电子只能在若干圆形的固定轨道上绕核运动。它们是符合一定条件的轨道：电子的轨道角动量P只能等于h/(2?)的整数倍： 从距核最近的一条轨道算起, n值分别等于1, 2, 3, 4, 5, 6, 7。根据假定条件算得 n = 1 时允许轨道的半径为 53 pm, 这就是著名的玻尔半径。 ★关于固定轨道的概念 玻尔理论的主要内容——Bohr’s model * * 原子只能处于上述条件所限定的几个能态。 指除基态以外的其余定态. 各激发态的能量随 n 值增大而增高。电子只有从外部吸收足够能量时才能到达激发态。 定态(stationary states)： 所有这些允许能态之统称。电子只能在有确定半径和能量的定态轨道上运动, 且不辐射能量。 基态(ground state): n 值为 1 的定态。通常电子保持在能量最低的这一基态。基态是能量最低即最稳定的状态。 激发态(excited states): ★关于轨道能量量子化的概念 电子运动状态的量子力学概念 + 量子化轨道 定态 stationary state 能量具有确定值 基态 ground state 激发态 excited state 能量最低 n=1 n=2 n=3 * * ● 计算氢原子的电离能 ● 解释了 H 及 He+、Li2+、B3+ 的原子光谱 波型 Hα Hβ Hγ Hδ 计算值 /nm 656.2 486.1 434.0 410.1 实验值 /nm 656.3 486.1 434.1 410.2 ● 说明了原子的稳定性 ● 对其他发光现象（如Ｘ射线的形成）也能解释 玻尔理论的成功之处—— Bohr’s model * * ● 不能解释氢原子光谱 在磁场中的分裂 ● 不能解释氢原子光谱 的精细结构 ● 不能解释多电子原子 的光谱 玻尔理论的不足之处—— Bohr’s model * * 1. 光的波粒二象性 20世纪初，爱因斯坦提出了质能转换关系： E = mc2 光具有动量和波长，也即光具有波粒二象性。 由于 E = hv? c = ?v?? hv = mc2 = mc?v ?? 所以 ? ? = h / mc = h / p 式中，c 为光速, h为普朗克常数， h =6.626?10-34J·sˉ1 ， p为光子的动量。 5.2 微观粒子运动的特征 * * 光的波、粒二象性揭示了光被人们忽略的另一面，反之，粒子是否也具有被忽视的另一面，即波动性质呢？ 德·布罗意(de · Broglie)提出微观粒子也具有波的性质，并假设： ? = h / mv 式中， ? 为粒子波的波长；v为粒子的速率，m为粒子的质量 * * 电子衍射实验示意图 电子衍射示意图 1927年，粒子波的假设被电子衍射实验所证实。 定向电子射