氢原子光谱的解说.PPT

原子的電子結構 原子的電子結構 電磁光譜 白光是連續光譜 氫原子光譜是線狀光譜 氫原子的發射線狀光譜 氫原子光譜的解說 氫原子光譜的解說 會聚極限和電離 原子發射光譜的獨特性 電離焓 電子層存在的證據 亞層存在的證據 波爾原子模型及其限制 電子的波性 電子的波動性 量子數 s 軌態 s 軌態 p 軌態 * * 高級程度化學 1 第四章 原子的電子結構 4.1 電磁光譜 4.2 從電離焓預測電子結構 4.3 原子的波動模型 4.4 原子軌態 氫原子的波爾模型 第四章 原子的電子結構 (課本 頁 90) 波爾提出首個電子結構模型 第四章 原子的電子結構 (課本 頁 90) 氫原子的波爾模型 波爾提出首個電子結構模型 4.1 電磁光譜 (課本 頁 91) 4.1 電磁光譜 (課本 頁 92) 4.1 電磁光譜 (課本 頁 93) 4.1 電磁光譜 (課本 頁 93) 紫外光 可見光 紅外光 遠紅外光 4.1 電磁光譜 (課本 頁 94) 在每一線系中，譜線的強度和兩條連續譜線之間的距離會隨頻率增加而減少，直至這些譜線聚於一起，形成一束連續的光線，稱為連續區。 4.1 電磁光譜 (課本 頁 94) 4.1 電磁光譜 (課本 頁 94) 氫原子光譜的解說 在波爾的理論中，原子中電子的排列可用書架上的書本來解釋。 波爾提出的三個基本假設: 原子中的電子只能處於某些特定分量的能量的狀態 (意即電子的能量是量子化的)。 2. 不同的軌道代表不同的能階。 軌道距離原子核愈遠， 能量也愈高。 4.1 電磁光譜 (課本 頁 95) 當電子從較高能階 E2 遷移至較低能階 E1 時，會釋放能量。所放出的能量與在光譜中譜線的頻率之間的關係： ?E = E2 – E1 = h? 其中 ?E 是兩能階之間的能量差， h 是普朗克常數 (6.626 ? 10-34 J s)， ? 是譜線的頻率。 4.1 電磁光譜 (課本 頁 95) 4.1 電磁光譜 (課本 頁 96) 在通常情況下，電子總是處於能量最低的狀態，稱為基態。 當對電子提供足夠的能量，電子會過渡到能量較高的狀態，稱為激發態。這個過程稱為激發。 ? 處於較高能階是不穩定的 ? 電子會自發地返回較低能階 4.1 電磁光譜 (課本 頁 96) 氫原子的不同能階，及在其發射光譜中，電子在不同能階時所可能發生的遷移 4.1 電磁光譜 (課本 頁 97) 氫原子中電子於不同能階之間的遷移與氫發射光譜之間的關係 4.1 電磁光譜 (課本 頁 97) 在賴曼系中，譜線之間的距離愈來愈接近，最終會形成會聚極限。 會聚極限相應於一個電子從 n = 1 過渡至 n = ? 所需的能量 電離 1 摩爾原子所需的能量，稱為氫原子的電離焓。 H (g) ? H+(g) + e- 沒有兩種元素的光譜是完全相同的 ? 發射光譜可用來識別未知的元素 4.1 電磁光譜 (課本 頁 99) Na H Ne 一個原子的電離焓是指從一摩爾氣態原子的最外層中移走一摩爾電子所需的最低能量。 第一電離焓： M(g) ? M+(g) + e- ?H1 = 第一電離焓 第二電離焓： M+(g) ? M2+(g) + e- ?H2 = 第二電離焓 4.2 從電離焓預測電子結構 (課本 頁 100) 4.2 從電離焓預測電子結構 (課本 頁 101) 鈉原子的電子可分為 3 組： 第 1 個電子最易被易移走 隨後 8 個電子較難被移走 最後 2 個電子最難被移走 ? 排佈在 3 個不 同的能階 電子層的存在 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 ? 亞層 4.2 從電離焓預測電子結構 (課本 頁 102) 4.3 原子的波動模型 (課本 頁 104) 波爾的原子模型： 電子是在不同的電子層上繞細小且帶正電荷的原子核運動。 波爾模型的限制： (1) 除氫原子光譜外，它不能解釋其他光譜 中的複雜譜線。 (2) 現在還沒有實驗證據支持電子是在某些 特定的圓形軌道上繞原子核運動的論 點。 4.3 原子的波動模型 (課本 頁 104) 電子束所產生的衍射圖案跟 X射線的甚為相似 ? 電子是具有波性的 ? 電子皆有粒子性和波性 ? 波粒二象性 4.3 原子的波動模型 (課本 頁 104) 薛定諤提出原子的波動模型 在這個模型中，電子既被視作粒子，也被視作波 提出電子並非固定在特定的軌道上 以電子在任何