7原子结构(上)_培训课件.pptVIP

原子内部的发现——原子结构的发现（The Discovery of Atomic Structure） 1．近代原子结构的微观理论起源于四个方面 的研究工作： (1) 低压气体的导电行为 (2) 放射现象 (3) X-ray 衍射 (4) 光谱学 2．电子的发现 ── 阴极射线 3.放射性现象提供了研究原子内部结构和发现原子核的方法 5. 中子的发现 （Discovery of neutron） 亚原子粒子的电荷和质量 原子的起源和演化 宇宙之初:宇宙是由一个致密致热的奇点膨胀到现在的状态的“奇点”的bing bang 氢燃烧:氢转变为氦，质量亏损，放出巨大的能量 氦燃烧:得到12C 碳燃烧:生产Mg、Ne、Na等质量数为20的元素 α过程:生成28Si、32S、36Ar和40Ca（红巨星到白矮星） e 过程:超新星爆发，合成钛到Cu，其中Fe的丰度最大 重元素的诞生:红巨星“中子俘获”和“质子俘获” 连续光谱（自然界中太阳光、白炽光） 氢原子光谱（原子发射光谱）真空管中含少量H2(g)，高压放电，发出紫外光和可见光 → 三棱镜 → 不连续的线状光谱 氢原子结构的量子力学模型：玻 尔模型 The quantum mechanical model of the structure of hydrogen atom —Bohr’s model 特征: ①不连续的、线状的; ②是很有规律的。 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: 名字 n1 n2 Lyman 系紫外 Balmer系可见 Paschen系红外 Brackett系 Pfund系 1 2 3 4 5 2, 3, 4,… 3, 4, 5,… 4, 5, 6,… 5, 6, 7,… 6, 7, 8,… 如：对于Balmer线系的处理 n = 3 红 （Hα） n = 4 青 （Hβ ） n = 5 蓝紫 （ Hγ ） n = 6 紫 （Hδ ） 正整数 正整数 n1=1，2，3，4… n2=n1+1,n1+2… 爱因斯坦的光子学说 普朗克的量子化学说 氢原子的光谱实验 卢瑟福的有核模型 Bohr在 的基础上，建 立了Bohr理论 波粒二象性 Bohr ’ s model Bohr 模型的建立 Bohr ’ s model 玻尔模型认为, 电子只能在若干圆形的固定轨道上绕核运动。它们是符合一定条件的轨道：电子的轨道角动量L只能等于h/(2?)的整数倍： 从距核最近的一条轨道算起, n值分别等于1, 2, 3, 4, 5, 6, 7。根据假定条件算得 n = 1 时允许轨道的半径为 53 pm, 这就是著名的玻尔半径。 ★关于固定轨道的概念 Bohr ’ s model Bohr 理论的主要内容 Bohr ’ s model 原子只能处于上述条件所限定的几个能态。 指除基态以外的其余定态。各激发态的能量随 n 值增大而增高。电子只有从外部吸收足够能量时才能到达激发态。 定态(stationary states)： 所有这些允许能态之统称。电子只能在有确定半径和能量的定态轨道上运动, 且不辐射能量。 基态(ground state): n 值为 1 的定态。通常电子保持在能量最低的这一基态。基态是能量最低即最稳定的状态。 激发态(excited states): ★关于轨道能量量子化的概念 ★关于能量的吸收和发射 玻尔模型认为, 只有当电子从较高能态(E2)向较低能态(E1)跃迁时, 原子才能以光子的形式放出能量, 光子能量的大小决定于跃迁所涉及的两条轨道间的能量差： ΔE = E2 － E1 = hν E: 轨道的能量 ν：光的频率 h: Planck常量 ● 计算氢原子的电离能 ● 解释了 H 及 He+、Li2+、Be3+ 的原子光谱 波型 Hα Hβ Hγ Hδ 计算值 /nm 656.2 486.1 434.0 410.1 实验值 /nm 656.3 486.1 434.1 410.2 ● 说明了原子的稳定性 ● 对其他发光现象（如Ｘ射线的形成）也能解释 请计算氢原子的第一电离能是多少？ （氢原子的第 一电离能） （氢原子其他能级的能量） Question 3 Solution ● 不能解释氢原子光谱在磁场中的分裂 ● 不能解释氢原子光谱 的精细结构 ● 不能解释多电子原