《原子結(jié)構(gòu)》PPT課件

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1、8.1氫原子結(jié)構(gòu)8.2多電子原子結(jié)構(gòu)8.3元素周期律第八章原子結(jié)構(gòu)本章重點(diǎn)：1、氫原子光譜、能級(jí)概念、量子化概念、微觀粒子運(yùn)動(dòng)特征、核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（測(cè)不準(zhǔn)原理）2、微觀粒子波的統(tǒng)計(jì)解釋、S-電子云圖、薛定諤方程（Ψ、E）、四個(gè)量子數(shù)（n、l、m、ms）3、波函數(shù)和原子軌道函數(shù)的角度分布，幾率密度IΨI2，電子云及徑向分布圖，角度分布圖4、核外電子排布與元素周期律，泡里不相容原理，洪特規(guī)則，能量最低原理，近似能級(jí)圖，能級(jí)交錯(cuò)，原子軌道與原子序數(shù)的關(guān)系，屏蔽效應(yīng)和鉆透效應(yīng)5、元素性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系，影響元素金屬性和非金

2、屬性的因素，原子的電子層結(jié)構(gòu)，原子某些性質(zhì)的周期性6、核電荷、半徑、電離勢(shì)、電子親合能、電負(fù)性本章難點(diǎn)：1、薛定諤方程（Ψ、E）、四個(gè)量子數(shù)（n、l、m、ms）2、波函數(shù)和原子軌道函數(shù)的角度分布，幾率密度IΨI2，電子云及徑向分布圖，角度分布圖8.1.1氫原子光譜與Bohr理論8.1氫原子結(jié)構(gòu)8.1.5氫原子的激發(fā)態(tài)8.1.4氫原子的基態(tài)8.1.3Schr?dinger方程與量子數(shù)8.1.2電子的波粒二象性1.光和電磁輻射8.1.1氫原子光譜與Bohr理論紅橙黃綠青藍(lán)紫2.氫原子光譜HαHβHγHδ不連續(xù)光譜,即線狀光

3、譜其頻率具有一定的規(guī)律n=3,4,5,6式中2，n，3.289×1015各代表什么意義？經(jīng)驗(yàn)公式：氫原子光譜特征：3.Bohr理論三點(diǎn)假設(shè)：①核外電子只能在有確定半徑和能量的軌道上運(yùn)動(dòng),且不輻射能量；②通常，電子處在離核最近的軌道上，能量最低——基態(tài)；原子獲得能量后，電子被激發(fā)到高能量軌道上，原子處于激發(fā)態(tài)；③從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)釋放光能，光的頻率取決于軌道間的能量差。E：軌道能量h：Planck常數(shù)n=3紅（Hα）n=4青（Hβ）n=5藍(lán)紫（Hγ）n=6紫（Hδ）Balmer線系原子能級(jí)Balmer線系RH：Rydber

4、g常數(shù)，其值為2.179×10-18J。借助于氫原子光譜的能量關(guān)系式可定出氫原子各能級(jí)的能量：1924年，LouisdeBroglie認(rèn)為：質(zhì)量為m，運(yùn)動(dòng)速度為υ的粒子，相應(yīng)的波長為：8.1.2電子的波粒二象性1927年，Davissson和Germer應(yīng)用Ni晶體進(jìn)行電子衍射實(shí)驗(yàn)，證實(shí)電子具有波動(dòng)性。λ=h/mυ=h/p，h=6.626×10-34J·s，Plank常量。1.Schr?dinger方程8.1.3Schr?dinger方程與量子數(shù)直角坐標(biāo)(x,y,z)與球坐標(biāo)(r,θ,φ)的轉(zhuǎn)換222zyxr++=co

5、srz=qsinsinry=φqcossinrx=φq()()φq,,,,rΨzyxΨ?()()φq,YrR?=2.四個(gè)量子數(shù)①主量子數(shù)n③磁量子數(shù)m④自旋量子數(shù)ms②角量子數(shù)n=1,2,3,……與電子能量有關(guān)，對(duì)于氫原子，電子能量唯一決定于n；不同的n值，對(duì)應(yīng)于不同的電子層：主量子數(shù)n：１?。病。场。础。怠璌LMNO…角量子數(shù)l：l的取值0，1，2，3……n－1對(duì)應(yīng)著s,p,d,f…...(亞層)l決定了ψ的角度函數(shù)的形狀。磁量子數(shù)m：m可取0，±1,±2……±l；其值決定了ψ角度函數(shù)的空間取向。n,l,m一定，軌道

6、也確定0123…軌道spdf…例如:n=2，l=0，m=0，2sn=3，l=1，m=0，3pzn=3，l=2，m=0，3dz2思考題：當(dāng)n為3時(shí),l,m分別可以取何值？軌道的名稱怎樣?1.總能量2.波函數(shù)()0/3041,,arearΨ-=pφq()()(),,,YrRrΨ?=φqjq角度部分：()41,Y=pφq()0/3012arearR-=徑向部分：8.1.4氫原子的基態(tài)是一種球形對(duì)稱分布角度部分3.波函數(shù)的物理意義Ψ2：原子核外出現(xiàn)電子的概率密度。電子云是電子出現(xiàn)概率密度的形象化描述。徑向分布函數(shù)D(r)：空間

7、微體積試問D(r)與ψ2的圖形有何區(qū)別?1.2s態(tài)：n=2,l=0,m=08.1.5氫原子的激發(fā)態(tài)節(jié)面峰數(shù)=n－l2.2p態(tài)：n=2,l=1,m=+1,0,-1+－30°60°θ3.3d態(tài)：n=3,l=2,m=0,小結(jié)：量子數(shù)與電子云的關(guān)系n：決定電子云的大小l：描述電子云的形狀m：描述電子云的伸展方向8.2.1多電子原子軌道能級(jí)8.2多電子原子結(jié)構(gòu)8.2.2核外電子排布軌道：與氫原子類似，其電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可描述為1s,2s,2px,2py,2pz,3s…能量：與氫原子不同,能量不僅與n有關(guān),也與l有關(guān);在外加場(chǎng)的作用下

8、,還與m有關(guān)。8.2.1多電子原子軌道能級(jí)1.Pauling近似能級(jí)圖2.Cotton原子軌道能級(jí)圖n相同的氫原子軌道的簡(jiǎn)并性。原子軌道的能量隨原子序數(shù)的增大而降低。隨著原子序數(shù)的增大，原子軌道產(chǎn)生能級(jí)交錯(cuò)現(xiàn)象。3.屏蔽效應(yīng)+2e-e-He+2e-He+2-σe-假想He由核外電子云抵消一些核電荷的作用。屏蔽效應(yīng)：σ為屏蔽常數(shù)，可