大学无机化学(药学类)原子结构

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1、第一章原子结构浓缩了全世界1/3智慧的照片1936化学与儿子1914物理1921物理，在上海收到1933物理1927物理1945物理1932物理1954物理1922物理1921物理1903物理1911化学与塞曼1902物理1927年索尔维会议哥本哈根学派明星主持人德布罗意1929物理汤姆森卢瑟福普朗克玻尔德布罗意海森堡薛定谔小爱第一节玻尔(Bohr)的氢原子模型原子结构的认识史道尔顿－－汤姆逊－－卢瑟福－→玻尔理论－→薛定谔原子线状光谱太阳光或白炽灯，发出混合光，经三棱镜折射，分成红、橙、黄、绿、蓝、紫等不同波长的光，得到的光谱是连续光谱。例近代原子结构理论：氢原子光谱1913年，玻尔，Nei

2、lsBohr，丹麦1922年,诺贝尔奖与爱因斯坦比肩的伟大科学家在普朗克（Planck）的量子论，爱因斯坦光子学说和卢瑟福有核原子模型基础上，提出了玻尔定态原子结构理论，初步解释了氢原子线状光谱产生的原因和光谱的规律性，建立了关于原子结构的初步量子理论（旧量子论）。Bohr的原子结构理论：核外电子只能在有确定半径和能量的轨道上运动，且不辐射能量。通常，电子处在离核最近的轨道上，能量最低—基态；原子得能量后，电子被激发到高能轨道上，原子处于激发态。从激发态回到基态释放光能，光的频率取决于轨道间的能量差。1.波粒二象性wave-particleduality2.不确定原理，测不准原理uncert

3、aintyprinciple3.波函数wavefunctions第二节氢原子的量子力学模型一、微观粒子的波粒二象性(一)光的波粒二象性光的波动性λ（波长）和光的微粒性p（动量）之间有如下关系式：m——光子的运动质量c——光速粒子性波动性(二)物质波假设法国年轻的物理学家LouisdeBroglie(1892—1987)，因发现电子的波动性，获得1929年诺贝尔物理学奖。出生于法国迪耶普城一个古老而显赫的贵族世家，有亲王头衔。1924年，观点：所有运动着的物体（包括所有的微观粒子）都具有波动的性质（地球也会波动！）。1927年此理论被证实是正确的。从而他于1929年获得诺贝尔物理学奖。实验：电子

4、束通过镍箔时，可得到衍射图。DeBroglie(1924)认为电子具有波的性质:物质波公式，deBroglie关系式代表波动性，称为物质波或德布罗意波p代表物质的粒子性1927年，美国物理学家戴维森（C·J·Davisson）和革默（L·S·Germer），电子衍射实验:波粒二象性是微观粒子的基本属性。物质波是大量粒子在统计行为下的几率波。(三)测不准原理，不确定原理海森堡，WernerHeisenberg,德国，1927海森堡（1901年－1976年），德国著名物理学家，量子力学的创立人。他于20世纪20年代创立的量子力学，可用于研究电子、质子、中子以及原子和分子内部的其它粒子的运动，从而

5、引发了物理界的巨大变化，开辟了20世纪物理时代的新纪元。为此，1932年，他获得诺贝尔物理奖，成为继爱因斯坦和波尔之后的世界级的伟大科学家。“世界只在两件事情上还会想到我：一是我于1941年到哥本哈根拜访过尼尔斯·玻尔，二是我的测不准原理”。这是海森堡经常挂在嘴边的话。微观粒子，不能同时准确测量其位置和动量。具有波动性的粒子没有确定的运动轨道或轨迹。微观粒子不同于宏观物体,它们的运动是无轨迹的，即在一确定的时间没有一确定的位置。x·px≥h/4π或x≥h/4πmp——粒子动量的不准确量x——粒子的位置不准确量——粒子的运动速度不准确量W.Heisenberg1901-1976

6、粒子位置测定得越准确（x越小），它的动量的不准确度就越大（越大），反之亦然。宏观物体之所以有确定的运动轨道，是由于h的值很小，m的值很大，由不确定关系式所确定的x或很小的缘故。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：∴对宏观物体可同时测定位置与速度在测量误差范围内。速度不准确程度过大2.对于微观粒子如电子,m=9.1110-31Kg,半径r=10-10m，则x至少要达到10-11m才相对准确，则其速度的测不准情况为：∴若m非常小，其位置与速度是不能同时准确测定的海森堡之墓志铭“Heliessomewherehere"在德布罗意物质波基础

7、上，1926年薛定谔提出用波动方程描述微观粒子运动状态的理论，后称薛定谔方程，奠定了波动力学的基础，因而与P.A.M.狄拉克共获1933年诺贝尔物理学奖。1944年，薛定谔著《生命是什么》一书，试图用热力学、量子力学和化学理论来解释生命的本性，使薛定谔成为蓬勃发展的分子生物学的先驱。二、氢原子的量子力学模型ThehistoryofformalismofquantummechanicsSchrödi