资源描述：
《原子中的电子》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第二章原子中的电子本章主要内容：氢原子光谱原子的壳层结构10rU量子力学结果：⑴能级(n=1,2,3,——主量子数)§2.1氢原子(hydrogenatom)2n=1——基态n>1——激发态特点：0rUEn物理意义：电子处于束缚态！②nEn0En(eV)-13.6-3.40-1.51①En<03Notes:①电离能——使原子电离所需的最小能量②类氢离子[核电荷为Ze(Z>1)，核外仅有一个电子的离子]的能级：e.g.氢原子n=1,电离能为13.6eVn=2,电离能为3.40eV4⑵轨道角动量(l的取值依赖于n)⑶在空间任一方向
2、(Z)的分量(ml的取值依赖于l)角量子数or副量子数（轨道量子数）磁量子数5Note:Lz取分立值，意味着只能取空间一些特定方向.——角动量的空间量子化e.g.l=2ml=0,1,2Z02--26⑷电子的概率分布——电子云(P.86)基态下，电子云径向密度最大处：——玻尔(N.Bohr)半径7§2.2氢原子光谱(LightSpectrumofHydrogenAtom)⒈态间跃迁——一系列不同波长的谱线的集合hEhEl——玻尔频率条件8⒉谱线系氢原子能级＋频率条件谱线频率：——里德伯(J.R.Rydberg)常量c：光速
3、9光谱学中，用波数表示谱线位置：nl=1,nh=2,3,4,——莱曼(Lyman)系(紫外区)nl=2,nh=3,4,5,——巴耳末(Balmer)系(可见光区)nl=3,nh=4,5,6,——帕邢(paschen)系(红外区)10n=1n=2n=3Lyman(紫外区)Balmer(可见光区)Paschen(红外区)能级图：光谱：各谱线系相互分离，每一系的谱线在短波方向变密。11n=n=1n=2n=3n=4n=5En(ev)-13.6-3.4-1.51-0.85-0.544氢原子能级图E1E2E312[例2-1]设大量氢原
4、子处于n=4的激发态，它们跃迁时发射出一簇光谱线，则这簇光谱线最多可能有条，其中最短的波长是Å.解：1314[解法二][思考]为什么两种解法结果不同?15[例2-2]一个氢原子处于主量子数n=3的状态，则该氢原子(A)能够吸收一个红外光子(B)能够发射一个红外光子(C)能够吸收也能够发射一个红外光子(D)不能吸收也不能发射一个红外光子解：n=1n=2n=3发射可见吸收红外发射紫外16⒊玻尔模型(Bohrmodel)1911年，E.Rutherford粒子散射实验原子的核式结构模型1913年，玻尔(N.Bohr)模型：①定态假设原子处于
5、一系列稳定的状态(定态)，相应的能量是分立值。②频率条件定态之间跃迁时，发射或吸收光子，连续光谱，且原子不可能稳定17其频率：③量子化条件定态下，电子的轨道角动量满足:玻尔模型氢原子能级氢原子光谱！评价——半经典半量子模型1925年，量子力学诞生，玻尔模型被取代.18§2.3电子自旋(ElectronSpin)⒈Stern-Gerlach实验(1921年)ovenSNslitplateAgAASNA－A19斯特恩正在观测银原子束通过非均匀的磁场时，分裂成了两束20[分析]：(电子角动量)(磁矩)(2l+1)个值(2l+1)个值(2l
6、+1)条条纹！∵磁力211925年，G.E.Uhlenbeck和S.A.Goudsmit解释：电子有自旋运动自旋角动量(只有两种取向)自旋磁矩(也只有两种取向)两条条纹1928年，狄拉克(P.A.M.Dirac)从理论上导出电子具有自旋的结论。⒉自旋角动量量子力学结果：自旋量子数①22②在空间任一方向(Z轴)的分量：自旋磁量子数Z+/2-/2物理意义：电子的自旋角动量也是空间量子化的23n——主量子数(n=1,2,3,)可大体确定电子的能量l——角量子数(l=0,1,2,,n-1)可确定电子的轨道角动量大小，对电子的能量也
7、稍有影响ml——磁量子数(ml=0,1,2,,l)ms——自旋磁量子数(ms=1/2)可确定电子的轨道角动量在空间任一方向(z)的分量可确定电子的自旋角动量在空间任一方向(z)的分量⒊电子的四个量子数24[例2-3]原子内电子的量子态由n、l、ml、ms四个量子数表征，当n、l、ml一定时，不同量子态数目为；当n、l一定时，不同量子态数目为；当n一定时，不同量子态数目为.解：25⑶当n一定时，l可取n个不同的值,且对于l的每个值，ml和ms共可取2(2l+1)个不同的值.26§2.4原子的壳层结构(ShellStructureo
8、fAtoms)多电子原子，每个电子——n、l、ml、ms，电子组态？⒈两个基本原理⑴泡利(W.Pauli)不相容原理——在同一原子中不可能有两个电子处于相同的量子态27⑵能量最小原理——原子的
