《大学化学教学课件》10原子结构与元素周期律.ppt
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大学普通化学_原子结构和元素周期表PPT88页
微观粒子电子： m 9 .1 1 0- 3 0 k 1 v g 1 ,6~ 0 17 m 0- 1.s
由 m h 1 17 60 0m mss- -1 1,, 7 7..3 3 6 61 1- - 0 01 9m m 0
宏观物体子弹： m = 1.0 ×10-2 kg, ν = 1.0 × 103 m • s-
Plank 的 量子论 Einstein 的光子学说 电子微粒性的实验
导致了人们对波的深层次认
识，产生了讨论波的微粒性 概念为基础的学科 量子力 学（quantum mechanics）.
钱币的一面已被翻开！
另一面谁来翻开？
16
1.2.2 微粒的波动性
● 微粒波动性的直接证据 — 光的衍射和绕射
Properties of some subatomic particles
Particle Symbol Mass/u*
Electron
e- 5.486×10-4
Proton
p 1.0073
Neutron
Positron
αparticle βparticle γphoton
n 1.0087
e+ 5.486×10-4
v3.289 1105 (212-n12)s-1
n=3 n=4 n=5 n=6
红 （Hα） 青 （Hβ ） 蓝紫 （ Hγ ） 紫 （Hδ ）
22
E hv
6.626
19
H+
H
H-
D
He
波粒二象性对化学的重要性在于：
波尔以波的微粒性（即能量 量子化概念）为基础建立了他 的氢原子模型.
20
薛定鳄等则以微粒波动性为 基础建立起原子的波动力学模 型.
大学化学原子结构和元素周期律ppt课件
RH：里得堡(Rydberg) 常数1.097 ×107 m-1
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9
n1=3 n1=2
n1=1
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10
氢原子光谱特征: ①线状的,不连续的 ②有规律的
理论上如何解释？
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11
矛盾
十九世纪末，科学家们试图用经典的电磁理论 解释氢光谱的产生和规律性时，发现用经典电 磁理论和卢瑟福的有关原子结构的行星模型理 论来解释与其实验结果发生了尖锐的矛盾。按 其推论氢光谱等原子光谱应是连续光谱，但实 际情况是氢光谱等原子光谱不是连续光谱，而 是线状光谱。
用x, y, z代表不同l和m的组成，决定了角度分布；
m写在l的右下角；m的符号用角度波函数的最大绝对值在x，
y，z直角坐标轴的位置标示。精选课件ppt
34
表2.1 n, l, m的组合关系、轨道名称和轨道数
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ü一定n值的总轨道 数为n2；
ü一定l值的轨道数
为2l+1,
35
练习：写出下列量子数组合所 代表的轨道名称。
第2章 原子结构和元素周期律
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1
学习基本要求
掌握： 微观粒子运动的特性；氢原子的核外电子运动 状态，波函数、原子轨道、电子云的概念及角 度分布图、四个量子数的合理组合及物理意义 ；多电子原子的原子轨道能级图和能级组，核 外电子分布原则及其分布。
了解： 各周期元素原子结构和元素性质周期律，元素 的分区，原子半径、电离能、电子亲和能、电 负性、氧化数与原子结构的关系。
轨道离核越远，能量越大。
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16
（3）处于激发态的电子不稳定，可以跃迁
到离核较近的轨道上。
原子结构与元素周期律PPT课件
6
3. 相对原子质量： 按照各种天然同位素原子的质量和丰度算出来得平 均值。 丰度： 在自然界存在的某种元素里，不论是游离 态还是化合态，各种同位素所占的原子一般是个不 变的百分比。
例2： 氯有两种天然同位素，其相对原子质量分别为34.969 （丰度为75.77％）和36.966（丰度为24.23％），试求氯的相 对原子质量。
2020/10/13
原子序数（Z）：将 已知元素按电荷数从 小到大依次排列起来 得到的顺序号。
2
粒子名称
质子 中子 电子
符号
p n e
质量/kg
1.673*10-27 1.675*10-27 9.110*10-31
原子质量 单位
1.007 1.008 0.00055
近似相对 电 荷 粒子质量 （电子电量）
3
原子
A Z
X
原子核
质子 Z个 中子 A-Z个
核外电子 Z个
例1：已知氯原子的原子序数为17，质量数为35，求氯原子的中
子数及核外电子数各为多少？ 解：中子数（N）＝质量数（A）－质子数（＝原子序数Z）
＝35－17＝18 电子数＝ 原子序数＝17
2020/10/13
4
练习：填写下表中的空格
原子或离子 质子数 中子数 电子数
2. 同位素：质子数相同而中子数不同的同一种元 素的不同原子互称为同位素。
了解：目前已知，几乎所有的元素，其同位素少则几 种，多则几十种。自然界存在的各种元素的同位素共 三百多种，而人造同位素达一千二百多种。同一种元 素的各种同位素虽然质量数不同，但它们的化学性质 几乎完全相同。
2020/10/13
汇报人：XXXX 日期：20XX年XX月XX日
原子结构和元素周期律ppt课件
n
电子层
电子层符 号
1 第一层
K
2 第二层
L
3 第三层
M
4
5
第四层 第五层
N
O
n值越小，该电子层离核越近，能级越低。
15
角量子数(ι)
表示原子轨道或电子云的形状。多电子原子中， 它和主量子数共同决定电子的能量
ι=0、1、2、3 …..(n-1) 的正整数
ι
０
１
２
３
４
形状 球形 哑铃形
花瓣形
电子亚层 s
13
4、薛定谔方程――微粒的波动方程
p137
薛定谔方程的解----波函数ψ（x，y，z）及对应的能量E
对薛定谔方程求解，可以得到是一描述系核列外电波子函在三数维Ψ空１间s中、运Ψ２s、 Ψ２p..... Ψi，相应的能量值 E１s、动状E态２的s一、个数E学２函p数...式.. Ei。
方程的每一个解代表电子的一种可能运动状态
E
Z n2
2.18 1818
J
(n 1,2,3...)
E为能量；Z为核电荷数；n为量子数
7
n
En/J
1
-2.17910-18
2
-5.4510-19
3
-2.4210-19
4
-1.3610-19
5
-8.7210-20
6
-6.0510-20
n越小, 离核越近, 轨道能量越低, 势能值越负。
• 一般情况下，电子尽可能处于能量最低轨道上。获得能量后 可跃迁到激发态，激发态不稳定，电子会释放能量回到基态。
，10故10电~子10坐11标m测定误差 至少要小于 x
才有意义，计10算11 是多大？ v
第一章原子结构和元素周期律上.ppt
第一章 原子结构和元素周期律
(Atomic Structure and Periodic Table)
主要内容 第一节
第二节 第三节
原子的组成与核外电子排列
元素周期律与元素周期表 元素基本性质的周期性
开天辟地—原子的诞生
现代大爆炸宇宙学理论—— 宇宙诞生于约140亿年前的一次大爆炸 大爆炸后约2小时，诞生了大量的H，少量的He和极少 量的Li
电子运动状态的量子力学概念
【例】（1）电子在1V电压下的运动速度为 5.9×105m/s,电子的质量为9.1×10-31Kg,电子 波的波长是多少？ h 解： mv
6.626×10-34(Kg· m2· s-1) = (9.1×10-31) (5.9×105) (kg) (m/s) =12×10-10(m) = 1200pm
7、元素的原子量是按各种天然同位素的相对原子质 量及原 子个数所占的一定百分比算出的平均值。 即：= A· a% + B· b% + C· c% + …
8、元素的近似原子量是按各种天然同位素的质量数 及原子个数所占的一定百分比算出的平均值。
二、同位素
例：硼有10B和11B两种同位素组成，硼元素的原子量 为10.8，求10B和11B在自然界中各自的百分比。
解：设10B所占百分比为x: 10 × x + 11 × (1－x) = 10.8 x = 0.2 ∴10B占20%，11B占80%。
第二节 核外电子运动状态及特性
一、核外电子运动的量子化特征
1. 光谱、氢原子光谱
白光 氢原子光谱
第二节 核外电子运动状态及特性
2. 氢原子光谱的意义 建立了核外电子运动的近代理论，克服经 典电磁理论缺点。按经典电磁理论“行星系式” 原子模型：原子核好比是太阳，电子好比是绕太 阳运动的行星，电子绕核高速运动。绕核运动的 电子应该不停地连续地辐射，得到连续光谱。另 外，电子能量不断减少，电子运动轨道的半径也 将不断减少，最终，电子堕入核内，“原子毁灭 ”。
(Atomic Structure and Periodic Table)
主要内容 第一节
第二节 第三节
原子的组成与核外电子排列
元素周期律与元素周期表 元素基本性质的周期性
开天辟地—原子的诞生
现代大爆炸宇宙学理论—— 宇宙诞生于约140亿年前的一次大爆炸 大爆炸后约2小时，诞生了大量的H，少量的He和极少 量的Li
电子运动状态的量子力学概念
【例】（1）电子在1V电压下的运动速度为 5.9×105m/s,电子的质量为9.1×10-31Kg,电子 波的波长是多少？ h 解： mv
6.626×10-34(Kg· m2· s-1) = (9.1×10-31) (5.9×105) (kg) (m/s) =12×10-10(m) = 1200pm
7、元素的原子量是按各种天然同位素的相对原子质 量及原 子个数所占的一定百分比算出的平均值。 即：= A· a% + B· b% + C· c% + …
8、元素的近似原子量是按各种天然同位素的质量数 及原子个数所占的一定百分比算出的平均值。
二、同位素
例：硼有10B和11B两种同位素组成，硼元素的原子量 为10.8，求10B和11B在自然界中各自的百分比。
解：设10B所占百分比为x: 10 × x + 11 × (1－x) = 10.8 x = 0.2 ∴10B占20%，11B占80%。
第二节 核外电子运动状态及特性
一、核外电子运动的量子化特征
1. 光谱、氢原子光谱
白光 氢原子光谱
第二节 核外电子运动状态及特性
2. 氢原子光谱的意义 建立了核外电子运动的近代理论，克服经 典电磁理论缺点。按经典电磁理论“行星系式” 原子模型：原子核好比是太阳，电子好比是绕太 阳运动的行星，电子绕核高速运动。绕核运动的 电子应该不停地连续地辐射，得到连续光谱。另 外，电子能量不断减少，电子运动轨道的半径也 将不断减少，最终，电子堕入核内，“原子毁灭 ”。
原子结构及元素周期性优秀PPT
第二节 微观粒子的运动特征
一、光的波粒二象性
wave-particle dualism
二、核外电子运动的特殊性
三、测不准原理
uncertainty principle
一、光的波粒二象性
不同条件下分别表现出波动和粒子的性质，或 者说既具有波动性又具有粒子性，称为波粒二 象性，简称二象性。 光在空间传播过程中的干涉、衍射现象突出表 现了光的波动性； 而光的吸收、发射、光电效应则突出表现了光 的粒子性； 波粒二象性是光的属性。
n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, …
电子层符号 K，L，M，N，O，P，Q , …
2. 角量子数（副量子数）( l )
同一电子层（n）中因副量子数（l）不同又 分成若干电子亚层（简称亚层，有时也称能级）。 l 确定同一电子层中不同原子轨道的形状。在多 电子原子中，与 n 一起决定轨道的能量。
二、 核外电子运动的特殊性 质量即极：小E，=速-2度.1极8×大1的0-1电8/子n2，J 其运动完全即不: r同=a于0n宏2观
物体,不遵守经典力学规律。
(1)量子化特征。包括能量量子化； “半径”量子化。 (2)波-粒二象性。德布罗意提出：
实物粒子具有波动性。 他给出了一个德布罗意关系式：
λ h h
*用原子轨道(波函数)表示：
ψ(100)=ψ100=ψ1s 称1s轨道; ψ(200)=ψ200=ψ2s 称2s轨道; ψ(210)=ψ210=ψ2p 称2pz轨道;
*用四个量子数描述电子的运动状态,如:
n = 2 第二电子层。
l = 1 2p 能级，其电子云呈哑铃形。
m= 0
ms = +
1 2
2pz 轨道，沿z轴取向。 顺时针自旋。
原子结构与元素周期律PPT教学课件
1.世界著名的传统工业区：德国鲁尔区、英 国中部工业区、美国东北部工业区等。 我国传统工业区：东北工业区、目前山西 以煤炭为主的工业区。
• 2.传统工业区的发展条件：煤、铁资源以及 优越的交通条件，
• 主要传统产业煤炭、钢铁、机械、化工等。 3.传统工业区的发展：20世纪70年代前兴
盛—70年代后衰落—现在又兴盛。
应注意结合图记忆世界著名传统工业区的分布，同时结合资源 分布图理解传统工业区发展的物质条件：一般是在丰富的煤、 铁资源的基础上（加上优越的交通运输条件），以煤炭、钢铁、 机械、化工等传统工业为主，以大型工业企业为轴心，逐渐发
展起来的工业地域。
这些传统工业区在本国以至世界工业发展过程中曾经起着重要 作用。但20世纪50年代以来，尤其是70年代以来，开始出现衰 落。有些工业区后来经过长期的改造历程后，现在又成为一颗 备受瞩目的新星。下面我们就以德国的传统工业区——鲁尔区
三、鲁尔区可持续发展的主要策略
1、改造传统产业，大力扶持新兴产业，实现产业结构多元化
措施
做法
效果
改造 工业
对煤炭、钢铁等传统工 业实行集中化、合理化 的改造和整顿
厂矿企业数量大幅度下 降，生产规模大幅度提 高
扶持 产业
联邦、州政府及鲁尔区 煤管协会等着力改造投 资环境，鼓励新兴产业 迁入
新建、迁入企业数量大 大超过同期德国平均水 平
（2）煤炭的能源地位下降 （石油的地位在上升）
（3）世界性钢铁过剩 20世纪50年代以后，随着社会经济的发展，产钢 和出口钢的国家越来越多（尤其像日本、意大利等 国依靠临海区位优势发展钢铁工业，成本低，竞争 力强），另外，发展中国家相继独立后，积极发展 各自的民族工业（它们发展钢铁工业的最大优势是 当地资源丰富），使世界钢铁市场竞争激烈。70年 代的经济危机，以及钢产品的替代产品（如铝合金、 塑钢等）的广泛使用，使世界钢材消耗量急剧减少， 表现为世界性钢铁过剩，导致鲁尔区钢铁工业生产 萎缩。
原子结构与元素周期表正式版PPT课件
，其最大能层数为4，所以其周期为第四周期
；其价电子总数(外围电子总数)为8，所以其
位 于 第 Ⅷ 族 。 As 的 核 外 电 子 排 布 式 为
1s22s22p63s23p63d104s24p3，其最大能层数为4，
所以其周期为第四周期； CHENLI 其价电子总数(外23 围
• 答案： Al：1s22s22p63s23p1 第三周期第ⅢA 族
• (4)在p区中，第二周期VA族元素原子的价电子 的电子排布图为 __________________________________。
• (5)当今常用于核能开发的元素是铀和钚，它
们处在元素周期表的C_HE_N_LI ___区中。
30
• 思路点拨： 本题考查了元素周期表的 分区及原子结构的知识。
• ③过渡元素(副族和Ⅷ族)同一纵行原子的价层 电子排布基本相同。价电子排布为(n－1)d1～ 10ns1～2，ⅢB～ⅦB族元素的价电子数与族序 数相同。
CHENLI
11
• 1．已知几种元素原子的核外电子情况，分别
判断其元素符号、原子序数并指出其在周期表
中的位置。
元素
元素符 号
原子序 数
周期
族
A 1s22s22p63s2
• b．每一个能级组对应一个周期，且该能级组 中最大的能层数等于元素的周期序数。
CHENLI
10
• (2)核外电子排布与族的划分
• 族的划分依据是原子的价层电子排布。
• ①同主族元素原子的价层电子排布完全相同， 价电子全部排布在ns或nsnp轨道上。价电子数 与族序数相同。
• ②稀有气体的价电子排布为1s2或ns2np6。
2
二 2s1 2s22p6 8
原子结构与元素周期系(PPT)
2
1━1 氢原子光谱和玻尔理论
氢原子光谱和玻尔理论 玻尔理论的应用 玻尔理论局限性
2019/11/2
原子结构与元素周期系
3
经典物理学概念面临的窘境
Rutherford “太阳-行星模型 ”的要点： 1. 所有原子都有பைடு நூலகம்个核即原子核(nucleus)； 2. 核的体积只占整个原子体积极小的一部分； 3. 原子的正电荷和绝大部分质量集中在核上； 4. 电子像行星绕着太阳那样绕核运动。
2019/11/2
原子结构与元素周期系
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例2: 对于微观粒子如电子, m = 9.11 10-31 Kg, 半径 r = 10-10 m，则x至少要达到10-11 m才相 对准确，则其速度的测不准情况为：
h 4mx
6.62 10 34 4 3.14 9.1110 31 10 11
特征: ①不连续的、线状的; ②是很有规律的。
2019/11/2
原子结构与元素周期系
6
名字
n1
Lyman 系 1
Balmer系
2
Paschen系 3
Brackett系 4
Pfund系
5
2019/11/2
氢原子光谱由五组线系 组成, 任何一条谱线的波数 (wave number)都满足简单的 经验关系式:
5.29 106 m s1
∴若m非常小，则其位置与速度是不能同时
2019/11/2
准确测定的 原子结构与元素周期系
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对于氢原子的基态电子，玻尔理论得出结论是：氢
原子核外电子的玻尔半径是52.9pm;它的运动速度为 2.18×107m/s,相当于光速(3×108m/s)的7％。已知电子 的质量为9.1×10-31kg,假设我们对电子速度的测量准确 量v=104m/s时，即：
《元素周期律和元素周期表》原子结构元素周期律PPT(第1课时元素周期律)
【巧判断】
(1)随着元素原子序数的递增,原子最外层电子数总是
从1到8重复出现。 ( ) 提示:×。在原子的电子层数为1时,最外层电子数是从1 增加到2。
(2)随着元素原子序数的递增,元素的最高化合价从+1
到+7,最低化合价从-7到-1重复出现。 ( ) 提示:×。氟元素无正价,氧元素没有最高正化合价,且 最低化合价是从-4到-1重复出现。
B项 (√)
因S2-、Cl-比Na+、Al3+多一个电子层,则S2-、Cl半径比Na+、Al3+大,再根据“序小径大”的规则, 则微粒半径:S2->Cl->Na+>Al3+
选项
C项 (×)
D项 (×)
分析
Na、Mg、Al、S的原子半径依次减小
Na、K、Rb、Cs最外层电子数相同,电子层数依 次增多,原子半径依次增大
【案例示范】 【典例】(2019·六安高一检测)下列各组元素中,按最 高正价递增的顺序排列的是 ( ) A.C、N、O、F B.K、Mg、C、S C.H、He、Li、Be D.P、S、Cl、Ar
【思维建模】判断元素的化合价思路如下:
【解析】选B。根据元素的最高正化合价在数值上一般 等于其最外层电子数及特殊元素的化合价来分析各选 项。A项,C:+4价,N:+5价,F无正价,O无最高正价;B项 ,K:+1价,Mg:+2价,C:+4价,S:+6价;C项,H:+1价,He无最 高正价,Li:+1价,Be:+2价;D项,P:+5价,S:+6价,Cl:+7 价,Ar无最高正价。
2.元素性质的递变规律 (1)元素原子半径的周期性变化。
原子结构和元素周期表ppt课件
（2）最外层电子数是次外层电子数的一半元素：Li、Si （3）最外层电子数等于次外层电子数的元素：Be、Ar （4）最外层电子数是次外层电子数2倍的元素：C （5）最外层电子数是次外层电子数3倍的元素：O （6）最外层电子数是次外层电子数4倍的元素：Ne （7）最外层电子数等于电子层数的元素：H、Be、Al 1至20号元素中，
族 序 数
ⅠⅡ ⅢⅣⅤ Ⅵ A A BBB B
Ⅶ B
Ⅷ
ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦ BBAAAAA
0
常见族的别名：
第ⅠA族（除氢外）：碱金属元素 第ⅦA族： 卤族元素 0族：稀有气体元素
（2）族的分类 18个纵行16个族
主族：由短周期元素和长周期元素共同构成（7个）
表示方法：ⅠA 、ⅡA 、ⅢA 、ⅣA 、ⅤA、 ⅥA、 ⅦA
原子结构与元素周期表
原子结构：
质子
电子
中子
质子 带正电荷
{ { 原子
原子核
（带正电荷）中子
不带电
（不带电） 核外电子 (带负电荷)
核电荷数=质子数=核外电子数=原子序数
构成原子 的粒子
质量/kg
电子 9.109×10－31
质子 1.673×10－27
中子 1.675×10－27
相对质量
1/1836 （电子与质子质量之比）
与氩原子电子层结构相同的阳离子是：K+、Ca 2+ 与氩原子电子层结构相同的阴离子是：S2- 、Cl-
元素周期表：
门捷列夫 相对原子质量
相对原子质量
核电荷数
原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数
每一横行电子层数相同；每一纵行最外层电子数相同（除稀有气体元素） 编排原则：（1）按原子序数递增的顺序从左到右排列。 （2）将电子层数相同的元素排列成一个横行，即周期。 （3）把最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序从上到下排成纵行， 即族。
族 序 数
ⅠⅡ ⅢⅣⅤ Ⅵ A A BBB B
Ⅶ B
Ⅷ
ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦ BBAAAAA
0
常见族的别名：
第ⅠA族（除氢外）：碱金属元素 第ⅦA族： 卤族元素 0族：稀有气体元素
（2）族的分类 18个纵行16个族
主族：由短周期元素和长周期元素共同构成（7个）
表示方法：ⅠA 、ⅡA 、ⅢA 、ⅣA 、ⅤA、 ⅥA、 ⅦA
原子结构与元素周期表
原子结构：
质子
电子
中子
质子 带正电荷
{ { 原子
原子核
（带正电荷）中子
不带电
（不带电） 核外电子 (带负电荷)
核电荷数=质子数=核外电子数=原子序数
构成原子 的粒子
质量/kg
电子 9.109×10－31
质子 1.673×10－27
中子 1.675×10－27
相对质量
1/1836 （电子与质子质量之比）
与氩原子电子层结构相同的阳离子是：K+、Ca 2+ 与氩原子电子层结构相同的阴离子是：S2- 、Cl-
元素周期表：
门捷列夫 相对原子质量
相对原子质量
核电荷数
原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数
每一横行电子层数相同；每一纵行最外层电子数相同（除稀有气体元素） 编排原则：（1）按原子序数递增的顺序从左到右排列。 （2）将电子层数相同的元素排列成一个横行，即周期。 （3）把最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序从上到下排成纵行， 即族。
原子结构与元素周期系PPT
为材料科学提供支持
根据元素在周期表中的位置和性质， 可以指导新材料的合成和研究，为材 料科学的发展提供支持。
03 原子结构与元素性质关系
原子半径变化规律
01
同一周期，从左到右，随着核电 荷数的递增，原子半径逐渐减小 （稀有气体元素除外）。
02
同一主族，从上到下，随着核电 荷数的递增，原子半径逐渐增大 。
01
金属元素集中在周期表的左下方
金属元素一般具有较大的原子半径和较低的电离能，容易失去电子形成
阳离子。
02
非金属元素集中在周期表的右上方
非金属元素一般具有较小的原子半径和较高的电离能，容易得到电子形
成阴离子。
03
过渡元素位于周期表的中间
过渡元素具有介于金属和非金属之间的性质，可以形成多种化合物。
周期表应用及意义
金属性、非金属性变化规律
同一周期，从左到右，随着核 电荷数的递增，元素的金属性 逐渐减弱，非金属性逐渐增强
。
同一主族，从上到下，随着核 电荷数的递增，元素的金属性 逐渐增强，非金属性逐渐减弱
。
金属性最强的元素位于周期表 的左下角，非金属性最强的元 素位于周期表的右上角（稀有 气体元素除外）。
在金属和非金属的分界线附近 寻找半导体材料。
预测元素性质
通过元素在周期表中的位 置，可以预测其物理性质、 化学性质以及可能的化学 反应。
指导合成新物质
利用元素周期律，可以指 导合成具有特定性质的新 物质，如催化剂、超导材 料等。
解释化学反应机理
元素周期律有助于理解化 学反应的机理和过程，如 氧化还原反应、酸碱反应 等。
元素周期律在材料科学中的应用
核科学研究
核反应研究对于揭示物质结构和基本相互作用具有重要意 义，有助于解决能源、环境、安全等领域的重大问题。
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Bohr原子结构理论
Plank量子论(1900年)： 微观领域能量不连续。
Einstein光子论(1903年)： 光子能量与光的频率成正比
Ｅ＝hν Ｅ—光子的能量 ν—光的频率 h—Planck常量， h =6.626×10-34J·s
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氢原子的玻尔模型
（1）核外电子只能在有确定半径和能量的 轨道上运动。电子在这些轨道上运动时不辐射 能量也不吸收能量。电子处于一种“定态” 。
❖ 原子不可分割的的观点不攻自破了。他获 得1906年诺贝尔物理学奖。
枣糕模型6
原子行星模型 E .Rutherford (1871~1937，英国)
❖ Thomson最器重的学生E .Rutherford 通过α 粒子 （带正电的氦离子流）穿过金箔时，部分 α粒子发生散射的实验证明，Thomson 所说带 正电的连续体实际上只是一个非常小的核。
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（2）在一定的轨道上运动的电
子具有一定的能量（E），E 只能
取某些由量子化条件决定的数值，
而不能处于两个相邻轨道之间。氢
原子核外电子的能量公式为：
E
Z2 n2
2.18 1018 J
（n
=
1，2，3，4…）
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Bohr的卓越贡献： 成功解释了H原子光谱产生的原因，他的计算值与实验数
据极为接近，他使物理和化学统一到了量子理论基础上来， 把化学推向一个更高更新的层次，他的理论是原子结构发展 史上的一个里程碑。荣获1922年诺贝尔物理学奖 。
1808年发表《化学哲学新体系》论文，提出了“近代原 子论”。
他把古代哲学的原子论和化学中的具体实物的组成联系起来， 提出原子具有不同种类和一定相对重量，原子形成各种物质的 理论，使化学进入一个新时代。恩格斯说：“化学中的新时代 是随着原子论开始的” 。
简明、深刻地说明了质量守恒定律、定组成定律、倍比定律， 受到科学界重视和承认。缺点：原子不可分割——没有结构的 固体小球。
的基础上，建立了原子 结构的初步量子理论。 即 Bohr理论。
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氢原子光谱 不连续光谱,即线状光谱
Hδ Hγ 410.2 434.0 7.31 6.91
Hβ 486.1 6.07
Hα 656.3
/nm ( 1014 ) /s1
4.57
c 光速 c 2.998108 m s1
特征: ①不连续的、线状的; ②是很有规律的。
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原子不可分割吗？ J .J .Thomson (1856~1940，英)
❖ 十九世纪末电子和放射性的发现，才使人 类打开原子结构的大门。英国剑桥大学卡 文迪许实验室主任J .J .Thomson 应用磁 性弯曲技术证明阴极射线是带负电的微 粒—电子。
❖ 1904年，他提出了原子“布丁(枣糕)模 型”：原子是一个平均分布着正电荷的粒 子，其中镶嵌着许多带负电的电子。
不确定原理
薛定谔(奥) E.Schrödinger
1887~1961 薛定谔方程
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量子力学的概念
1. 光的波粒二象性
光的干涉、衍射等现象说明光具有波动性； 而光电效应、原子光谱又说明光具有粒子性。 因此，光具有波动和粒子两重性质，称为光的波粒二象性。
2. 德布罗依波（de Broglie waves）
Bohr理论的缺陷： 未能冲破经典物理学的束缚，用适合于宏观世界的牛
顿力学解释微观世界运动规律。不能解释多电子原子光 谱,甚至不能说明氢原子光谱的精细结构。属于旧量子 论。
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核外电子运动状态的现代概念
德布罗意(法) L. de Broglie 1892~1987 波粒二象性
海森堡(德) W. Heisenberg 1901~1976
几种物质的德布罗依波长
物质 慢速电子 快速电子
α粒子 1g小球
垒球 地球
质量/g 9.1×10-28 9.1×10-28 6.6×10-24
1.0 2.1×102 6.0×1027
速度/cm·s-1 5.9×107 5.9×109 1.5×109 1.0 3.0 ×103 3.4 ×104
λ/m 1.2×10-9 1.2×10-11 1.0×10-15 6.6×10-29 1.1×10-34 3.3×10-61
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第一节 核外电子运动状态及特征 一、原子结构的认识史和旧量子论
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原子结构的认识史
Dalton原子学说 (1803年)
Thomson“布丁”模型 (1904年)
Rutherford核式模型 (1911年)
Bohr电子分层排布模型 (1913年)
量子力学模型(1926年) 4
近代原子论: J.Dalton（1766~1844,英)
德布罗依在光的波粒二象性启发下，于1924年提出一个 大胆的假设：实物微粒（如电子、原子等）也具有波粒二象 性。也就是说，实物微粒除具有粒子性外，还具有波的性质， 这种波称为德布罗依波或物质波。他认为，对于质量为m， 速度为v的微粒，其波长λ可用下式求得：
h h
p mv
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微观粒子具有物质波，宏观物体也有物质波，但极微 弱，可以认为不表现出波动性。请看下表
第10章 原子结构
§ 10.1 核外电子运动状态及特征 § 10.2 氢原子的波函数和量子数 § 10.3 多电子原子的核外电子排布 § 10.4 原子的电子组态与元素周期
表 § 10.5 核医学简介
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本章教学要求
原子是由原子核和核外电子组成。化学反应中， 原子核不发生变化，只涉及核外电子的运动状态 的改变，本章重点研究: 核外电子的运动状态及其特征 氢原子的波函数(量子数、图形) 多电子原子的原子结构(电子组态) 原子的电子组态与元素周期表
波动性 显著
不明显
物质波是一种怎样的波呢？
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德布罗依的假设在1927年为戴维逊（C.T.Divission） 和革麦（L.H.Germeer）的电子衍射实验所证实。
照
电子源
镍晶体（光栅）
相
底
版
电子衍射示意图
又根据衍射实验得到的电子波的波长也与按德布罗 依公式计算出来的波长相符。
❖ 1911年提出了“行星系式”原子模型：原子 核好比是太阳，电子好比是绕太阳运动的行星， 电子绕核高速运动。
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旧量子论 N. Bohr （1885~1962，丹麦）
E .Rutherford 的学生
1913年， Bohr在
氢原子的光谱实验 爱因斯坦的光子学说 普朗克的量子化学说 卢瑟福的有核模型