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1、第八章原子結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容電子的波粒二象性電子運動狀態(tài)的描述（四個量子數(shù)）波函數(shù)與原子軌道、電子云多電子原子結(jié)構(gòu)與核外電子排布元素周期律8/4/20212原子結(jié)構(gòu)§8.1原子結(jié)構(gòu)的Bohr理論一、氫原子光譜（spectrum)氫原子光譜在可見光區(qū)有四條比較明顯的譜線：Hα、Hβ、Hγ、Hδ8/4/20213原子結(jié)構(gòu)氫原子光譜的特征（1）不連續(xù)線狀光譜，從紅外到紫外光區(qū)呈現(xiàn)多條具有特征波長的譜線（2）每一條譜線有固定的波長λ（3）各譜線距離不相等，從長波到短波，Hα至Hδ等譜線間的距離越來越小8/4/20214原子結(jié)構(gòu)巴爾麥公式當n分別為3，4，5，6時，就得出Hα、Hβ、H
2、γ、Hδ四條譜線的波長。8/4/20215原子結(jié)構(gòu)8/4/20216原子結(jié)構(gòu)里德堡公式：（瑞典物理學家）R：里德堡常數(shù)3.289×1015赫茲n1,n2為正整數(shù),n2>n1RH是常量，2.179×10-18JR=1.097373×107m-18/4/20217原子結(jié)構(gòu)由于繞核運動的電子是不斷發(fā)射能量，電子的能量會逐漸減小，電子運動的軌道也將逐漸減小，電子將沿一條螺旋形軌道靠近原子核，最后墜落在原子核上，引起原子的毀滅，即原子不穩(wěn)定由于核外運動的電子是連續(xù)地放出能量，因此，發(fā)射出電磁波的頻率也應(yīng)該是連續(xù)的，即氫原子光譜似乎應(yīng)該是連續(xù)光譜用盧瑟福的有核原子模型和經(jīng)典電磁理論
3、解釋氫原子光譜現(xiàn)象，會導致兩種結(jié)果8/4/20218原子結(jié)構(gòu)二、Bohr原子結(jié)構(gòu)理論普朗克量子論（1900年）：物質(zhì)吸收或發(fā)射能量是不連續(xù)的、量子化的。只能以單個的，一定分量的能量的方式吸收或發(fā)射能量。愛因斯坦的光子學說（1905年）能量子就是指該輻射特征的能量的最小單位。由于能量是以光的形式傳播出來的，所以又叫光量子（光子）光子的能量大小與光的頻率成正比：E=h?h:普朗克常數(shù)=6.626×10-34J.S8/4/20219原子結(jié)構(gòu)Bohr理論8/4/202110原子結(jié)構(gòu)玻爾理論（1）定態(tài)假設(shè)：原子的核外電子在軌道上運行時，只能夠穩(wěn)定地存在于具有分立的、固定能量的狀態(tài)
4、中，這些狀態(tài)稱為定態(tài)（能級），即處于定態(tài)的原子的能量是量子化的。此時，原子并不輻射能量，是穩(wěn)定的。(定態(tài)：stationarystate)8/4/202111原子結(jié)構(gòu)（2）躍遷規(guī)則：原子的能量變化（包括發(fā)射或吸收電磁輻射）只能在兩定態(tài)之間以躍遷的方式進行。在正常情況下，原子中的電子盡可能處在離核最近的軌道上。這時原子的能量最低，即原子處于基態(tài)。(基態(tài)：groundstate)；當原子從外界獲得能量時，電子可以躍遷到離核較遠的軌道上去，即電子被激發(fā)到較高能量級上，此時原子和電子處于激發(fā)態(tài)(excitedstate)。玻爾理論8/4/202112原子結(jié)構(gòu)處于激發(fā)態(tài)的電子不穩(wěn)
5、定，可能躍遷到離核較近的軌道上，同時釋放出光子。光子的頻率決定于兩個能級間能量之差。?E=hν=E2-E1玻爾理論8/4/202113原子結(jié)構(gòu)玻爾理論解決的問題說明了激發(fā)態(tài)的原子發(fā)光的原因說明了原子輻射的不連續(xù)性，從而闡明了氫原子光譜波長或頻率的不連續(xù)性說明了氫原子光譜頻率的規(guī)律性提出了量子數(shù)n的概念。8/4/202114原子結(jié)構(gòu)玻爾理論的局限性（1）對多電子原子光譜不能解釋（2）對氫原子的精細光譜不能說明8/4/202115原子結(jié)構(gòu)§8.2微觀粒子運動的基本特征一、微觀粒子的波粒二象性（particle-waveduality)光的干涉、衍射實驗——光具有波動性ν=c
6、/λ光電效應(yīng)——光具有粒子性動量p=mc能量E=hν按照相對論的質(zhì)能聯(lián)系定律E=mc2光子的頻率ν、波長λ、能量E、動量p之間有如下關(guān)系：8/4/202116原子結(jié)構(gòu)電子衍射實驗證明了電子的波動性。波粒二象性是微觀粒子的基本屬性之一。（美物理學家戴維森和革末，英物理學家湯姆森）電子衍射實驗8/4/202117原子結(jié)構(gòu)電子的波粒二象性電子的波長λ：m:電子的質(zhì)量9.11×10-31kgv:電子的運動速度106m.s-1h:普朗克常數(shù)6.626×10-34J.s電子的波粒二象性：波動性，粒子性波粒二象性是微觀粒子運動的特征描述微觀粒子的運動規(guī)律要用量子力學8/4/20211
7、8原子結(jié)構(gòu)二、測不準原理與微觀粒子運動的統(tǒng)計規(guī)律1927年，德物理學家海森堡對于具有波粒二象性的微觀粒子，不可能同時準確測定它們在某一時刻的位置和速度。?x??px≥h/4π核外電子無固定軌道，只能應(yīng)用概率。微觀粒子的運動服從量子力學規(guī)律。8/4/202119原子結(jié)構(gòu)§8.3氫原子結(jié)構(gòu)的量子力學描述一、Schr?dinger方程與波函數(shù)?(x,y,z)波函數(shù)，描述原子核外電子運動狀態(tài)的一種數(shù)學表達式E:體系的總能量V:勢能m:電子質(zhì)量h:普朗克常數(shù)就氫原子系統(tǒng)：8/4/202120原子結(jié)構(gòu)薛定諤（ErwinSchrodinger，1887
