原子结构与周期系课件.pptxVIP

原子结构与周期系;;有核原子模型;卢瑟福模型的局限;波尔理论;玻尔理论的要点;3.跃迁假设：在正常情况下，原子中的电子处于基态，当电子受到激发时就可以从基态跳到激发态。激发态的电子并不稳定，它会发生电磁辐射放出光子，直接或逐步跳回基态，放出光子所具有的能量等于两个轨道的能量差。即：

;玻尔理论的成就;玻尔理论的局限性;5.1氢原子结构的近代概念

5.2多电子原子中的电子分布和周期律

5.3元素基本性质的周期性;氢原子结构的近代概念;

1905年爱因斯坦提出光子学说，指出光不仅是电磁波而且是一种光子流。即光具有波粒二象性。动量为p的光子，其波长为l，二者之间通过普朗克常数h联系起来，即：

P＝h/l

光子学说提示了光的本质。极大地推动了对光的研究。

;

1924年法国科学家德布罗意(L.deBroglie)提出了电子、原子、分子等实物也具有波二象性的假设。描述光的波粒二象性的关系式也适用于电子等微粒。他预言运动作的实物微粒总是和一个波相联系的，这种波叫物质波，亦称德布罗意波，波长为

l=h/P=h/mv

此式称为德布罗意关系式。根据此式，可算出电子波的波长。;1927年，美国物理学家戴维逊（Davissn,C.J.）和盖末（Germer,L.H.)通过电子衍射实验证实了德布罗意的假设。

;当一束电子以一定的速度穿过晶体投射到照相底片上时，在底片上得到的不是一个点而是一系列明暗相间的衍射环纹。从而证明了电子也如同光一样具有波动性。

;;电子显微镜;TEMSEM;扫描隧道显微镜ScanningTunnelingMicroscope;扫描隧道显微镜示意图;隧道扫描显微镜的原理;STM的用途;ErnstRuska，GerdBinnig和HeinrichRohrer（从左至右）分别因为发明电子显微镜和扫描隧道显微镜而分享1986年的诺贝尔物理学奖

;波恩的统计解释;;微观粒子，不能同时准确测量其位置和动量

测不准关系式：

;例1:对于m=10克的子弹，它的位置可精确到

?x＝0.01cm,其速度测不准情况为：

;

速度不准确程度过大;量子化：能量的变化是不连续的。

波粒二象性：电子既是一种微粒，又是一种物质。

统计性:几率或几率密度；没有固定的运动轨迹。;由于微观粒子具有波粒二象性，描述宏观物体运动规律和运动状态的经典物理学方法对微观粒子已不适用。

1927年，奥地利物理学家薜定谔（ErwinSchrodinger）根据德布罗意物质波的观点,建立了描述微观粒子运动规律的方程式:薜定谔方程。

;薜定谔方程SchrodingerWaveEquation;n,L,m是解薜定谔方程时自然产生的三个参数，叫做量子数。

三个量子数的取值如下：

主量子数n=1，2，3…正整数

角量子数l=0，1，2…（n-1）共取n个值

磁量子数m=0，±1，±2…±l共取2l+1个值;当n=1,2,3时，由三个量子数决定的原子轨道如下表所示：;一般来讲，原子轨道是三个自变量的函数，为了便于作图，可对其进行因素分解变为：

yn,l,m(r,q,j)＝Y(q,j)·R(r)

R(r):径向部分Y(q,j)：角度部分

原子轨道角度部分的球极坐标图称为原子轨道的角度分布图。

它表示了在同一球面的不同方向上ψ值的相对大小;以Pz为例演示原子轨道角度分布图的作法:

Y(Pz)＝C·cos(j)，C为一常数。;s．p．d轨道的角度分布图;波函数描述了电子在原子核外的运动状态，但是我们不能指出它明确的物理意义，

y2才有明确的物理意义：

空间某点电子波波函数值的平方（y2）与该点附近电子出现的几率密度成正比。

而y2在空间各点的分布就表示了电子在空间各点出现的几率密度分布。

形象化地将y2在空间的分布，也即电子在空间的几率密度分布叫做电子云。通常说y2大的地方，电子出现的几率密度大，电子云密度大；小的地方，电子出现的几率密度小，电子云密度小。

;电子云的直观图形;Y2(q,j)就叫做电子云的角度分布函数，将Y2随q,j变化作图就得到电子云的角度分布图。

在图中从原点到曲面上各点距离的长短反映了同一球面的不同方向上电子出现几率密度的相对大小。;从理论上可以推导出径向分布函数Ｄ(r)＝r2R2(r)，它表示了电子在核外空间距核为ｒ的球面附近，单位厚度的球壳内出