第2章 原子结构与元素周期系ppt课件.ppt

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1、第2章原子结构与元素周期系第2章原子结构与元素周期系要点：1、玻尔理论要点及微观粒子的运动特征；2、核外电子运动状态的描述及核外电子排布规律；(重点)3、元素周期律及周期表的有关知识。物质结构的预备知识物质原子、分子原子原子核、电子质子、中子…第1节玻尔理论人类认识物质世界简史：德谟克利特(原子)→十八世纪质量守恒定律、定组成定律、倍比定律→1787年道尔顿的原子论→1811年原子分子论→19世纪末一系列实验证明原子可以再分，1897年汤姆逊发现电子，提出原子模型→1911年卢瑟福提出行星式原子模型→普朗克量子论→爱因斯坦光子论→玻尔理论→量子力学理论。1897汤姆

2、逊阴极射线在电场与磁场中会偏转发现电子果子面包原子模型（带正电荷小球，正电荷均匀分布其中，电子嵌在正电荷中）。1911年卢瑟福α粒子大角度散射现象提出了有核原子模型410.2、434.1、486.1、656.3nmHδ、Hγ、Hβ、Hα一、氢原子光谱1、不连续的线状光谱，从红外到紫外区具多条特征谱线。2、从长波到短波，谱线间距离愈来愈近。光谱特点：（410.2、434.1、486.1、656.3nm)Hδ、Hγ、Hβ、Hα23.952.0170.2nm里德堡方程式：n1、n2为正整数；n2>n1R=3.289×1015s-1Plank量子论：物质吸收或放出能量总是一

3、个最小能量单位（能量子）的整数倍—能量的不连续性。Einstein光子论：能量以光的形式传播时，最小单位为光量子，能量大小与光的频率成正比。E=hνh＝6.626×10－34J·s二、玻尔理论玻尔理论的要点（1）核外电子在特定的原子轨道(固定轨道)绕核运动.固定轨道是指符合一定条件的轨道,这个条件是电子的轨道角动量L只能等于h/2π的整数倍：即:En=-2.179×10-18/n2（J）n取正整数，说明轨道能量不连续(量子化)。轨道能量:En=-13.6/n2（ev）对于氢原子来说，有：依此推算出：基态氢原子原子半径r0=53pm氢原子的电离能：I=2.179×10

4、-18×6.023×1023=1.312×106J·mol-1（2）提出了定态、基态、激发态核外电子在一定能量的轨道运动，既不吸收能量也不放出能量的状态(定态)。核外电子尽可能处于基态。基态：能量最低的定态。激发态：能量高于基态的定态。光谱释放能量△E=E2-E1=hν=hc/λλ=hc/∆E获得能量，跃迁电子基态E1高能态(激发态)E2（3）能量的吸收与发射氢原子的电子从3、4、5、6电子层→2层，在可见光区得四条不连续的线状光谱。n=5n=4n=3n=2n=6HγHβHαHδ●计算氢原子的电离能及基态氢原子半径波尔理论的成功之处●解释了H及He+、Li2+、B3

5、+的原子光谱●说明了原子的稳定性（基态）WavetypeCalculatedvalue/nm656.2486.1434.0410.1Experimentalvalue/nm656.3486.1434.1410.2HαHβHγHδ●不能解释氢原子光谱在磁场中的分裂波尔理论的不足之处：●不能解释氢原子光谱的精细结构●不能解释多电子原子的光谱原因：没有完全突破经典力学理论的束缚。第2节核外电子运动的特殊性及运动状态的描述微观粒子：质量极小、速度极快的实物粒子。一、波粒二象性德布罗依预言：电子等实物粒子具有波粒二象性。波长动量普朗克常量，等于6.626×10-34J·s质量

6、速度电子衍射实验电子衍射实验证实了电子运动的波动性。1927，美国C.DavissonandL.Gergar对于m=10克的子弹，v=1.0×103m.s-1，则λ=6.6×10-23pm。子弹运动的波长实在太短，测不出，故可忽略其波动性。对于m=9.1×10-31kg克的电子，它的v=1.9×107m.s-1，则λ=37pm(1pm=10-12m)。二、海森堡不确定原理（测不准原理）对于微观粒子，不可能同时准确测定其速率与位置（位置与动量）。x－位置不确定量（测量误差）－运动速度不确定量（测量误差）22例1:对于一颗m=10克的子弹，假定其位置精确到x＝0

7、.01cm时，则其速度不确定量为：显然对宏观物体可同时准确确定位置与速度222.64速度不确定量很大（即速度测不准）例2：对电子,m=9.1110-31kg,半径r=10-10m，若x至少要达到10-11m才相对准确，则其速度不确定值为：∴对于微观粒子，其位置与速度是不能同时准确确定的。22可用概率和概率密度描述电子等微观粒子的运动规律。电子的波动性是电子运动的统计结果三、遵循概率分布规律-电子波的统计解释光子ρ∝ψ2ρ：电子在一微小区域里出现的概率，即概率密度。则电子ρ∝ψ2定态电子在核外空间的概率分布规律可用波的振幅方程（波动方程）来描述。四、电子云Ψ是