南医大无机化学09原子结构汇总ppt课件.ppt

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1、Chap.9原子结构(AtomicStructure)1主要内容1.原子结构理论氢光谱，玻尔理论2.氢原子的量子力学模型波粒二象性，测不准原理，波函数，量子数，波函数图形表示3.核外电子的排布和元素周期系屏蔽效应和钻穿效应，多电子原子轨道能级，核外电子排布，电子层结构和元素周期系4.元素基本性质的周期性有效核电荷，原子半径，电离能，电子亲和能，电负性9.1原子结构理论1.古代希腊哲学家德模克利特的原子论任何物质都是由不可分的原子构成。2.道尔顿(J.Dolton)的原子理论---19世纪初化学元素是用物理方法不能再分割的最基本的物质组分，每一种化学

2、元素有一种原子；同种原子质量相同，不同种原子质量不同；原子不可再分，一种原子不会转变为另一种原子。3.卢瑟福:粒子散射实验有核原子模型原子结构理论简史原子结构的基本组成原子（10-10米）原子核（10-14米）电子（10-15米）带负电质子（带正电）中子（不带电）原子结构内微观粒子的基本情况质子中子电子相对于电子的质量183618391相对于电子的电量+10-1经典理论的原子模型无法解释原子光谱无法解释为何原子能稳定地存在卢瑟福的有核模型（稳定）经典的电磁理论(牛顿力学)（不稳定）矛盾Anunsatisfactoryatomicmodel4.19

3、13年，玻尔将量子论用于原子，提出玻尔模型5.1924年，德布罗意提出物质波假设6.1926年，薛定谔建立微观粒子波动方程7.1927年，戴维、革默电子衍射实验证实物质波8.1927年，海森堡提出测不准原理9.1原子结构理论原子结构理论简史连续光谱和线状光谱一束白光通过三棱镜折射后，可以分解成赤橙黄绿青蓝紫等不同波长的光谱，称为连续光谱。例如：雨后天空的彩虹以火焰、电弧、电火花等灼烧化合物时，发出不同频率的光线，通过三棱镜折射，由于折射率不同，在屏幕上得到一系列不连续的谱线，称为线状光谱。9.1原子结构理论一、氢原子光谱连续光谱（自然界）连续光谱(

4、实验室）线状光谱紫外可见红外氢原子光谱在装有氢气的放电管两极加高压电，管中发出的光线经分光得到氢原子光谱氢原子光谱是线状光谱可见光区有四条特征谱线（Balmer线系），在紫外光区和红外光区多条特征谱线氢原子光谱谱线可见光部分HαHβHγHδ可见光区：氢原子光谱谱线氢原子光谱的规律瑞典物理学家里德堡（J.R.Rydberg)将氢原子的谱线频率归纳为一个通式来表达—里德堡公式：RH为里德堡常数；1.097×107m-1；n1,n2为整数，n2>n115能量量子化1900年，M.Planck为解释黑体辐射定律，首次提出能量量子化假设，即：E=nε0=nh

5、υ式中，E为黑体辐射的能量；ε0为最小能量单位，即能量子h为Planck量子常数，=6.626×10-34J·sυ为黑体辐射频率意义：黑体辐射的能量是不连续的，只能为某最小单位的整数倍，即：能量是量子化的。光子学说为解释光电效应，1905年Einstein在Planck量子论的基础上提出了关于光的本性的光子理论。理论认为：光是由一个个具有一定动量、质量和能量的粒子组成的粒子流。这些微粒叫光子。一个频率为υ的光子具有的能量为：ε0=hυ光在空间传播时也具有粒子性，光子可独立存在于自由空间。光不仅是一种波动，而且是实体。*由于该贡献，Einstein获

6、1912年诺贝尔物理学奖三个基本假设：①定态假设：定态的电子不辐射能量。最低为基态(groundstate)，其余为激发态(excitedstate)。9.1原子结构理论二、玻尔理论②能级跃迁（频率）假设：原子由一定态跃迁到另一定态时要吸收或放出一定频率的光。光的能量E=hν=E2-E1。③量子化能量假设：电子运动的角动量为：L=mvr=nh/2π对于氢原子：E=-13.6/n2(eV)9.1原子结构理论二、玻尔理论（1）原子的稳定性（2）阐明了氢原子光谱的不连续性ν112345频率氢原子光谱的一部分玻尔理论解决的问题ν3ν2玻尔理论的局限性①只限

7、于解释氢原子或类氢离子（单电子体系）光谱，不能解释多电子原子的光谱。②没有正确描述电子的微观状态。（一）光的波粒二象性波动性：光能发生衍射和干涉等波的现象。粒子性：光的性质可以用动量来描述。p=mc=h/c=h/9.2氢原子的量子力学模型一、电子的波粒二象性德布罗意受光的波粒二象性启发，提出假设：任何实物粒子都具有波动性，其物质波波长电子衍射环纹及其解释(证实物质波假设)（二）德布罗意的物质波假设9.2氢原子的量子力学模型一、电子的波粒二象性电子衍射环纹电子衍射图例：子弹的m=2.5×10-2kg,=300ms-1;电子的me=9.1×10-

8、31kg,=5.9×10-5ms-1。求波长：解:子弹=h/mv=6.626×10-34/(2.5×10-2300)