基础化学-第9章-原子结构-梅俊.ppt(1)

近代化学之父、英国科学家
约翰·道尔顿提出了世界上 第一个原子
1803年 实心球体
①原子都是不能再分的粒子；②同种元素的 原子的各种性质和质量都相同；③原子是微 小的实心球体
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1897年发现电子，否定了道 尔顿“实心球模型”
◆ 获1906年诺贝尔物理学奖
1904年 汤姆逊枣糕模型
①电子是平均的分布在整个原子上的，就如同散 布在一个均匀的正电荷的海洋之中，它们的负电 荷与那些正电荷相互抵消。②在受到激发时，电 子会离开原子，产生阴极射线。
解：λ = ─mhv-
6.626×10-34 = ────────────
9.1×10-31×5.9×105
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[例9-1]（1）在1V电压下，电子的运动 速度为5.9×105 m·s-1 ，电子的质量为 9.1×10-31 kg，试计算电子波的波长。
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[例9-1]（1）在1V电压下，电子的运动 速度为5.9×105 m·s-1 ，电子的质量为 9.1×10-31 kg，试计算电子波的波长。
解：λ = ─mhv-
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[例9-1]（1）在1V电压下，电子的运动 速度为5.9×105 m·s-1 ，电子的质量为 9.1×10-31 kg，试计算电子波的波长。
1885年Balmer J是发现可见光区谱线的波 长有简单的规律。
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1913年Bohr N借助Planck量子理论，很 好地解释了氢原子光谱，建立了氢原子 模型，提出了Bohr理论：
1、能级假说： 定态：电子在轨道上运动时，不吸收也不 辐射能量。
能级：轨道上电子有特定的能量值。
E= - RH n=1,2,3·
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2、能级间的跃迁
跃迁： 电子的能量由一个能级改变到另一个能级。
电子由一定态跃迁到另一定态时要吸收 或放出能量
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基态(n1)
+
激发态(n2)
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基态(n1) 激发态(n2)
吸收能量
+
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基态(n1) 激发态(n2)
吸收能量
+
△E = En2 - En1 =h
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基态(n1) 激发态(n2)
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汤姆生的学生卢瑟福完成的 α粒子轰击金箔实验（散射 实验），否认了……
1911年 卢瑟福行星模型
(经典电磁学为理论基础)：①原子的大部分体积
是空的 ②在原子的中心有一个很小的原子核
③原子的全部正电荷在原子核内，且几乎全部质
量均集中在原子核内部。带负电的电子在核空间
进行绕核运动
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为解释氢原子线状光谱这一事 实，玻尔提出了核外电子分层 排布的原子结构模型
放出能量
+
△E = En1 - En2 = h
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△E = En1 - En2 = h
E= - RH n2
-△E
=
RH n12
-
RH n22
=
h
=
c/
= hc/
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■ Bohr理论的成功之处：
运用了量子化的观点，可解释氢原子光谱。
■ Bohr理论的不足之处：
没有完全摆脱经典力学的束缚，无法 解释多电子原子光谱。
=h/mc
联系光的波动性和粒子性的关系式
■ 1924年年仅27岁德布罗意（de Broglie)
提出电子等微粒具有波粒二象性的假设。
=h/mv= h/p de Broglie关系式
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de Broglie关系式
= ─ph = ─mh-v
粒子性物理量
波动性物理量
（p, m, v)
（ )
Planck常数
1913年 波尔模型
电子不是随意占据在原子核的周围，而是在 固定的层面上运动，当电子从一个层面跃迁 到另一个层面时，原子便吸收或释放能量
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电子绕核运动形成一个带负 电荷的云团
波粒二象性 测不准原理（1927 海森堡）
电子云模型
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连续光谱：白光通过棱镜分光得到没有明 显分界线的光谱。 原子得到能量会发出单色光，经过棱镜分 光得到线状光谱。
n2
·· 精品课件
RH=2.1810-18J
n=3
量子化轨道
n=2
n=1
定态
+
能量具有确定值
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基态 能量最低
激发态
E= - RH n=1,2,3·
n2
··
RH=2.1810-18J
主量子数
氢原子基态n=1能量
E = - 2.18×10-18 J
氢原子第一激发态n=2能量
E = -(2.18×10-18)/4 J
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电子衍射图的意义
■电子具有波动性
波峰 + 波峰 = 明纹 波峰 + 波谷 = 暗纹 ■电子波是概率波
明纹 波强度大 电子出现概率大 暗纹 波强度小 电子出现概率小
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[例9-1]（1）在1V电压下，电子的运动 速度为5.9×105 m·s-1 ，电子的质量为 9.1×10-31 kg，试计算电子波的波长。 解：
范围：9-10 章
主讲：梅俊
Tel: 22896322
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第九章
原子结构和 元素周期律
Atomic Structure &
Periodic Law of Elements
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原子 化学键
分子 堆积 物质
晶体
原子核 核外电子 ■物质的化学变化一般只涉及核外电子 运动状态的改变 ■原子结构主要是 研究核外电子运动的状态及其排布规律
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第一节
量子力学基础及核外电子运动特性
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一、氢光谱和氢原子的Bohr模型
“古原子说” 希腊语“原子”—“不可分割” 十九世纪初，道尔顿“近代原子学说”
十九世纪末，电子和放射性的发现-原子结构 大门才打开。
■ 1904年：Thomson JJ原子“枣糕模型”
Rutherford E “有核”原子模型: -粒子散射实验: -粒子： He+ 核外电子有怎样的状态精品呢课件 ？
（h ) = 6.626×10-34 J·
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电子运动的速度：1/2mv2=eV
由加速电场的电压V决定
当加速电场的电压V=1000V时
= ─ph = ─mh-v 计算的电子运动的波长=39pm, 波长的
数量级和X射线相近，用普通光栅无法检 验出它的波动性。
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■ 1927年戴维思(Davisson)和革末 (Germer) 借鉴X衍射实验; 得到了电子衍射图， 证实了de Broglie 假设。
（微观粒子的运动规律需用量子力学处理）
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二、电子的波粒二象性
■ 1905年爱因斯坦(Einstein)为了解释 光电效应提光出子，论学说
确立了光具有波粒二象性。
光具有波的性质，能量： E=h 光具有粒子的性质，动量： p=mc
Einstein方程式E=mc2
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mc2=h
mc=h/c=h/