元素周期表周期表的发展电子组态与周期表的关系元素性质的周期性.PPT

Chapter 4 原子結構與週期表 本章目錄 4-1 原子結構的探討 4-1A 電子的發現 4-1B 氫原子光譜 4-2 原子軌域及電子組態 4-2A 現代的原子模型 4-2B 原子的電子組態 4-3 元素與週期表 4-3A 週期表的發展 4-3B 元素的分類及其通性 4-3C 電子組態與週期表的關係 4-3D 元素性質的週期性 4-1 原子結構的探討 4-2 原子軌域及電子組態 4-3 元素與週期表 The End Thanks for Your Listening 陰極射線管(1) 陰極射線管：如下圖所示 實驗內容：將管中的氣體以幫浦抽出，在兩電極中通以數千伏特的電壓，結果發現： 若管中仍有少量氣體，則會釋放該氣體特有光線 如果氣體抽到幾乎真空，具有顏色的光線會消失 若在管壁塗上螢光物(如ZnS)，發現管中仍有射線從陰極發射出來，使管壁產生螢光 陰極射線管(2) 陰極射線(cathode ray)特性： 氣體放電管中由陰極(負極)發射出的電子束 不論使用何種金屬當陰極，所產生射線的性質均相同 ? 所有原子的基本粒子 具有粒子性質 ? 可轉動放電管中的小風車 若無外力存在，會依直線前進 ? 遇障礙物形成陰影 受到電場吸引而向正極偏轉，亦受到磁場影響而產生偏向 ? 帶負電粒子流 陰極射線管(3) 陰極射線管(4) 湯姆森發現 (J. J. Thomson，英國) ： 命名為電子(electron，e?) 電子束在電場或磁場的偏轉角度隨電場或磁場強度的增加而變大 電子偏轉角度和質量(m)及所帶電量(e)有關 質量愈輕，物質愈易偏轉 帶電量愈多的物質，和電場或磁場的交互作用力愈大，也愈易偏轉 電子荷質比(e/m)：1.759 × 1011 C/kg 油滴實驗 密立坎 (R. A. Millikan，美國)： 一個電子的帶電量為1.602 × 10?19庫侖 例題4-1 根據電子荷質比，試算出一個電子的質量？ 原子模型 (1) α粒子散射實驗： 提出者：拉塞福(E. Rutherford，紐西蘭) α粒子：氦原子核(He2＋) 實驗結果：顯示幾乎所有撞擊金箔的α粒子均直線通過，好像沒有金箔存在一般，僅有極少數的α粒子產生偏折或反彈 原子模型 (2) 拉塞福的解釋： 金原子核體積小，帶正電荷，質量比α粒子大，因此當α粒子撞擊含有數千個原子厚度的金箔時，大部分α粒子直接穿透金箔，唯有接近或碰到金原子核的α粒子受到同性電荷的排斥力，才會產生偏折或反彈 原子模型 (3) 拉塞福的原子模型： 內容：原子內大部分空間是空無一物，質量集中在極小空間，稱為原子核，帶負電荷的電子在原子核四周運動，原子核則帶相同數量的正電荷以維持原子的電中性 模型：行星說 ? 電子如同行星般，繞著中心的原子核依一定的軌道運轉 質子的發現 發現者：拉塞福 (E. Rutherford，紐西蘭) 方法： α粒子撞擊氮原子，產生質子(氫原子核) 質子符號：p或H+ 方程式： 中子的發現 發現者：查兌克 (J. Chadwick，英國) 方法： α粒子撞擊鈹原子，產生中子 中子符號：n 方程式： 原子的結構 電磁波種類 連續光譜(continuous spectrum) 線光譜 (line spectrum) 光的雙重性(1) 波動性：光為電磁波 真空中光速：3 ? 108 (m/s) 公式：c = ? ? ? c：光速(m/s) ?：波長(m) ?：頻率(1/s) 電磁波的波長大小： 無線電波 微波 紅外線 可見光 紫外線 X射線 ?射線 (可見光範圍：400~700 nm，1 nm = 10-9 m) 光的雙重性(2) 粒子性：光為粒子，稱為光子 公式：E = h ? ? = h ? E：光能(J/個) h：蒲朗克常數 = 6.626 ?10-34(J?s/個) ?：頻率(1/s) 關係式： ? ?， E ?， ? ? ? ? ? E ? 氫原子光譜 (1) 氫原子光譜 (2) 拉塞福原子模型及古典物理學的矛盾： 帶負電的電子受原子核正電的吸引，應會撞上原子核而崩潰?結果：原子相當穩定 電子受原子核吸引過程中，會持續放出能量，應會產生連續光譜?結果：產生線光譜 氫原子光譜 (3) 波耳的氫原子模型：提出2個假設 氫原子的電子具有某些特定能量時，便能穩定存在，而不會有輻射現象 穩定態能量以能階(energy level)由低到高排列，可用n = 1、2、3、…表示，這些整數值稱為量子數 能階公式：E