华南理工 大学化学 第1章 原子结构与元素周期表.pptxVIP

大学化学教程电子教案;目录;第1章原子结构和

元素周期表;1．?初步了解原子核外电子运动的近代概念、原子能级、波粒

二象性、原子轨道（波函数）和电子云概念.;Propertiesofsomesubatomicparticles;经典的原子模型;Rutherford的“太阳-行星模型”;经典物理学概念面临的窘境（1）;1.2氢原子结构的量子力学模型：波尔模型

(thequantummechanicalmodelofthestructure

ofhydrogenatom—Bohr’model);1.连续光谱——连续分布的带状光谱。

如白光经分光镜后得到的光谱。

;2.氢原子光谱

;氢原子光谱的特点：;氢原子光谱由五组线系组成,即紫外区的莱曼(Lyman)系,可见区的巴尔麦(Balmer)系,红外区的帕邢(Paschen)系、布莱克特(Brackett)系和芬得(Pfund)系.任何一条谱线的波数(wavenumber)都满足简单的经验关系式:;

经典物理学无法解释线状光谱的不连续性。

;

1900年,普朗克(PlankM)提出了表达光的能量(E)与频率(ν)关系的方程,即著名的普朗克方程：E=hν

式中的h叫普朗克常量(Planckconstant),其值为6.626×10-34J·s.;氢原子核内只有一个质子，核外只有一个电子，它是最简单的原子.在氢原子内，这个电子核外是怎样运动的？这个问题表面看来似乎不太复杂，但却长期使许多科学家既神往又困扰，经历了一个生动而又曲折的探索过程.;4.玻尔模型;★;★;解释氢原子光谱;●计算氢原子的电离能;1.3.1经典物理学概念面临的窘境（anemba-

rrassmentoftheconceptsoftheclassical

physics);1.3.1经典物理学概念面临的窘境;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,至少要点中的前三点是如此.问题出在第4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.;1.3.2波的微粒性;Thephotoelectriceffect;1.3.3微粒的波动性

1927年，戴维森(Davisson)等的电子衍射实验证实了电子的波动性。;Question1;另一面谁来翻开？;电子的波粒二象性:

微观粒子既具有波的性质又具有粒子的性质称为波粒二象性;微观粒子电子：;波尔以波的微粒性（即能量量子化概念）为???础建立了他的氢原子模型.;1.4核外电子运动的近代描述—原子结构的波动力学模型（thewavemechanicalmodelofthestructureofatom）;波动力学模型是迄今最成功的原子结构模型,它是1920年代以海森堡(HeisenbergW)和薛定锷(SchrodingerE)为代表的科学家们通过数学方法处理原子中电子的波动性而建立起来的.该模型不但能够预言氢的发射光谱(包括玻尔模型无法解释的谱线),而且也适用于多电子原子,从而更合理地说明核外电子的排布方式.;1.4.1测不准原理和波动力学的轨道概念;1.4.2波函数和原子轨道;2.原子轨道;Question3;薛定谔方程的物理意义：;三个量子数的取值有如下规定：;三个量子数的组合方式决定了波函数的表达式。

每一组（n，li，m）对应于一个波函数?(n，li，m)，

并称之为原子轨道。;n;

?(2，0，0),?(2，1，0),?(2，1，1),?(2，1，－1)

?(2，2，0),?(4，2，0),?(3，0，1)

;

①2s④5d⑤4f⑥3p存在

;r:径向坐标,决定了球面的大小

θ:角坐标,由z轴沿球面延伸至r的弧线

所表示的角度.也叫余纬度

φ:角坐标,由r沿球面平行xy面延伸至xz

面的弧线所表示的角度.也叫平经度;将Schr?dinger

方程变量分离：;s轨道角度分布图;p轨道角度分布图;p轨道角度分布图;d轨道角度分布图;注意

;1.4.3概率密度与电子云;

;

★波动力学中的波函数Ψ对应于经典物理学中光波的振幅;

★经典物理学中,光的强度与振幅的平方成正比;波