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波尔理论的成功与缺陷 三、波函数和原子轨道 3d原子轨道 z x y + - - + z x y + + - - z x y - - + + z x y + + - - z x y - - + + 主量子数和角量子数关系 电子亚层符号 主量 子数 l 个数 l 取值 原子轨道 原子轨道形状 1 1 0 1s 球形 1s 2 2 0 2s 球形 2s 1 2p 双球形 2p 3 3 0 3s 球形 3s 1 3p 双球形 3p 2 3d 花瓣形 3d 4 4 0 4s 球形 4s 1 4p 双球形 4p 2 4d 花瓣形 4d 3 4f 4f 3. 磁量子数 (Magnetic Quantum Number，m) 意义：描述原子轨道在空间的伸展方向(或空间取向)，每一个伸展方向相当于一个原子轨道。 取值：从 0～?l，共 2l + 1个， 。 举例： l=0，s 轨道，m=2l+1=1个，m=0， 1个s 轨道 l=1，p 轨道，m=2l+1=3个，m=0，±1 3个p 轨道 l=2，d 轨道，m=2l+1=5个，m=0，±1，±2 5个d 轨道 * 第五章 物质结构基础 原子核外电子的运动状态-单个电子 核外电子排布-多电子 元素的基本性质 化学键和分子间力的形成和性质 杂化轨道理论与分子空间构型。 （The Basis of Substance Structure） 学习要求 1、了解核外电子运动的特殊性，掌握描述单电子运动状态的四个量子数的物理意义、取值关系； 2、掌握能级图和核外电子排布规律，能够正确书写常见元素的名称、原子的核外电子构型以及在周期表中的位置； 3、能用原子结构理论来解释元素某些性质的周期性变化规律； 4、了解离子键的本质和特征； 5、掌握现代价键理论，能用轨道杂化理论来解释一般分子化合物的空间构型； 6、了解分子间力和氢键产生的原因以及对物质性质的影响，分清化学键与分子间力的区别； 7、了解四大晶体类型的特征和性质。 重点 量子数的取值原则 波函数及电子云的空间图形 原子核外电子排布规律 能级组的概念 价键理论和杂化理论 简单分子的空间构型 难点 波函数概念、能级概念 原子轨道及电子云空间图形 杂化轨道理论及分子空间构型判断 电子束 电子束 棱镜 氢放电管 电子束 电子束 棱镜 狭缝 棱镜 415nm 435nm 487nm 660nm 氢放电管 式中，R为常数，n1、n2必须是正整数且n1n2 氢原子光谱示意图 §5.1 原子核外电子的运动状态 一、氢原子光谱和Bohr理论 氢原子光谱特征: 不连续的,线状的(可见区:4条) 谱线有规律 线状光谱(连续)、带状光谱(连续) 任何单原子气体受激发时都发射线状谱线 不同元素所发射的谱线不同，同一元素发射的谱线相同 n=3，4，5，6 元素特征谱线：元素原子所发出的谱线 原子发射光谱仪、原子吸收光谱仪 2. 玻尔理论(Bohr’s Theory) 普朗克量子论和爱因斯坦光子概念 量子论 辐射能的吸收和发射是不连续的，而是按照一个基本量或基本量的整数倍吸收和发射的，这种情况称为能量的量子化 能量的最小的基本量称为量子 光子学说 光不仅是一种波，而且具有粒子性 光子能量：E=hv 光子的动能：p=h/λ h=6.626 ×10-34 J·s （1）假设 核外电子不能沿任意轨道运动，而只能在确定半径和能量的轨道上运动； 正常情况下，原子中电子尽可能处在离核最近的轨道上运动，此时能量最低 — 原子处于基态（最低能级n1=1）。当原子受到辐射获得能量后，电子可跃迁到离核较远的轨道上 — 原子处于激发态（较高能级n2）； 电子在定轨道运动时既不吸收能量，也不辐射能量 不同轨道的能量是不相同的，且不连续 处于激发态的 电子不稳定，可以跃迁到离核较近的轨道上，能量差以电磁波的形式