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第一章物质结构基础
本章主要内容：
一.原子结构理论
二.分子结构
三.晶体结构和晶体材料
1
一.原子结构理论
2
1-1原子结构的发现过程
1.经典核原子模型
2.氢原子结构的量子力学模型
3.波尔假说——赖以建立现代模型的
量子力学概念
3
1.经典核原子模型
原子
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1.经典核原子模型
构成自然界中各种元素的基本单位，具有该元素的
化学性质，并能在化学反应中保持；
由带正电荷的原子核（由质子和中子构成，决定元
素的化学性质，并在化学反应中保持不变）和在原
子核的库仑场中运动的带负电的电子（化学反应中
其数目及运动状态均可能发生变化）组成。
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2.氢原子结构的量子力学模型
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经典物理学概念面临的窘境（1）
在对粒子散射实验结果的解释上，新模型的成功是显而易
见的，至少要点中的前两点是如此。问题出在第三点，尽管卢
瑟夫正确地认识到核外电子必须处于运动状态，但将电子与核
的关系比作行星与太阳的关系却是一幅令人生疑的图像。
根据当时的物理学概念，带电
微粒在力场中运动时总要产生电磁
辐射并逐渐失去能量，运动着的电
子轨道会越来越小，最终将与原子
核相撞并导致原子毁灭。由于原子
毁灭的事实从未发生，将经典物理
学概念推到前所未有的尴尬境地。Anunsatisfactoryatomicmodel
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经典物理学概念面临的窘境（2）
根据卢瑟福原子模型，电子绕核高速运动，其放出的能
量是连续的，如此得到的原子光谱应该是连续的带状光
谱（E=hv），但是实验得到的原子光谱确是线状的！
连续光谱
Na
H
Hg
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描述微观物体运动规律
的需求呼唤物理学新概
念的诞生！
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ThePlanckequationThephotoelectriceffect
Theexperimentsof
波的微粒性particleofelectrons
微粒运动的波动性
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3.波尔假说——赖以建立现代模
型的量子力学概念
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h2π
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玻尔理论的意义与局限性
波尔理论成功地解释了氢原子光谱，并
提出了原子能级和主量子数n等概念。
在解决核外电子的运动时同时又应用了“轨道”
等经典概念和有关牛顿
成功引入了量子化的观念
力学规律
除了氢原子光谱外，波尔理论不能说明
多电子原子的光谱，也不能解释原子如
何形成分子的化学键本质
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1-2原子结构的近代概念
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