(1.8)--8 原子结构无机化学.ppt

*Atomicstructure*原子核外电子排布规律及其与元素周期律原子结构理论的发展本章主要内容原子结构的近代概念*原子结构理论的发展连续光谱太阳光或白炽灯发出的白光，通过玻璃三棱镜时，所含不同波长的光可折射成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等没有明显分界线的光谱，这类光谱称为连续光谱(continuousspectrum)。*电磁波连续光谱*线性光谱*（从上到下）H、He、Li、Na、Ba、Hg、Ne的发射光谱不同的元素得到的都是线状光谱且每种元素都有自己的特征线状光谱*现代原子结构电子在核外做无规则的高速运转*爱因斯坦的光子学说普朗克的量子理论氢原子的光谱实验卢瑟福的原子核模型Bohr理论1913年玻尔理论AlbertEinsteinTheNobelPrizeinPhysics1921NielsHenrikDavidBohrTheNobelPrizeinPhysics1922MaxKarlErnstLudwigPlanckTheNobelPrizeinPhysics1918ErnestRutherfordTheNobelPrizeinChemistry1908*Bohr理论的要点电子沿着一定的不连续的轨道绕核做圆周运动，在这些轨道上运动的电子既不吸收能量也不放出能量，处于相对稳定的状态；（定态轨道）处在不同轨道上的电子具有不同的能量，其中在离核最近的轨道上的电子能量最低，称为基态。当电子接收能量时便可跃迁到能量较高的轨道上去而处于激发态；处于激发态的电子不稳定，它可能跃迁到能量较低的轨道上去，并释放能量。放出的能量以光子的形式表现，光的频率满足：（轨道能级）（激发态发光）*玻尔理论的成功之处解释了H及He+、Li2+、Be3+的原子光谱；说明了原子的稳定性；对其他发光现象（如Ｘ光的形成）也能解释；计算氢原子的电离能。玻尔理论的不足之处不能解释氢原子光谱的精细结构；不能解释氢原子光谱在磁场中的分裂不能解释多电子原子的光谱*微观粒子运动的特征——波粒二象性波粒二象性1924年，德布罗意预言:一切微观粒子都具有波粒二象性。λ为波长m为粒子的质量v为粒子的速度p为粒子的动量h为普朗克常量6.626×10-34J?sLouisdeBroglieTheNobelPrizeinPhysics1929*微观粒子波动性的直接证据—电子衍射实验1927年美国的戴维森(DavissonCJ)和杰尔麦(GermerLH)应用Ni晶体进行电子衍射实验，证实了电子具有波动性。ClintonJosephDavisson(left)withLesterGermer(right)TheNobelPrizeinPhysics1937*微观粒子的波动性与粒子行为的统计性规律微观粒子的波动性是大量微粒运动表现出来的性质，即是具有统计意义的概率波。*薛定谔方程在微观粒子波粒二象性的概念提出不久，奥地利物理学家薛定谔于1926年提出了描述微观粒子运动的波动方程，从而建立了近代量子力学。量子力学的最基本的假设就是任何微观体系的运动状态都可用一个波函数ψ来描述,微观粒子在空间某点出现的概率密度可用ψ2表示。量子力学中的一个波函数相当于一个原子轨道。量子力学原子模型ErwinRudolfJosefAlexanderSchr?dingerTheNobelPrizein1933*——微粒的空间坐标ψ——波函数（原子轨道）E——体系的总能量JV——体系的势能Jm——微粒的质量h——普朗克常数x、y、z*波函数Ψ是薛定谔方程的解ψn，l，m（x、y、z）●解常微分方程：f′(x)=2x结果：f(x)=x2+C，C为常数，是一组单变量函数●解偏微分方程，结果：解是一组多变量函数如F(x，y，z)n,l,m为三个常量，x,y,z为三个变量ψn，l，m（x、y、z）磁量子数mm伸展方向：m=0~±l主量子数n副量子数ln电子层数：n=1，2，3，4………正整数l电子亚层：l=