物质结构第1课分解.ppt

第一章 物质结构1.1 原子的结构; 19世纪初，英国科学家道尔顿提出近代原子学说，他认为原子是微小不可分割的实心球体。;1897年，英国科学家汤姆生发现了电子。;卢瑟福α粒子散射实验;; 太阳光或白炽灯发出的白光是一种复色光，当它通过三棱镜折射后便可分为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等所有不同波长的光谱，这种光谱叫做连续光谱。 ;; 氢原子光谱是最简单的一种原子光谱。在一个熔接着两个电极，且抽成真空的玻璃管内，装进高纯的低压氢气，然后在两极上施加很高电压，使低压气体放电，氢原子在电场的激发下发光。使这种光线经狭缝，再通过棱镜分光后可得含有几条谱线的线状光谱，即氢原子光谱。 ;氢原子光谱;玻尔理论 1913年，年仅28岁的丹麦物理学家玻尔（Bohr）将普朗克 的量子论用于卢瑟福的原子模型， 普朗克量子论（1900）： 普朗克量子论的基本思想：物质不能连续地吸收或辐射能量，只能不连续地一份一份地吸收和辐射能量，这就叫能量量子化。这一份一份不连续能量的最小单位称为光量子，简称光子。光子的能量（E0）与辐射光的频率成正比： E0＝hν （h－普朗克常数 6.626×10－34 J.s） ; 玻尔理论： 提出了解释氢原子光谱的两点假说： ① 定态轨道和能级的概念： 电子在核外不能沿着任意的轨道运动，只能沿着某些特定的圆形轨道运动。电子在这些轨道上运动时并不吸收或辐射出能量。 ; 电子在不同的轨道上运动时，其能量是不同的，而且能量随n值增大而升高；n值的变化是跃迁式的，一级一级分开的，这一级一级分开的不同的能量状态称为能级。 通常情况下，电子尽可能处于离核最近，能量最低的轨道上运动，这时原子所处的状态称为基态。 原子吸收能量，电子被激发到离核较远，能量较高的轨道上运动时，原子所处的状态称为激发态。 ;② 激发态原子发光的原因： 只有电子在不同轨道之间发生跃迁时，原子才会吸收或辐射出能量。 发射出的 光子的能量与ν 成正比，而且取决于电子跃迁前后两个轨道的能级差值。 即： E0＝ hν ＝E2－E1;; 微观粒子的波、粒二象性 1924年，法国青年物理学家德布罗意大胆地提出了微观粒子也具有波、粒二象性的假设。德布罗依关系式 ;电子束;测不准原理 ;二、 核外电子运动状态的描述 1. 薛定谔方程简介 薛定谔方程是描述微观粒子运动的基本方程，; ; ; m 的取值受l 的限制：如 l = 0 m = 0 l = 1 m = -1, 0, +1 l = 2 m = -2, -1, 0, +1, +2 三个量子数的一种组合形式决定一个φ， 而每一个φ又代表一个原子轨道。 ; 2 四个量子数 1） 主量子数（n） 描述电子离核的远近，确定轨道能量的高低。一般，n 值越大，电子离核越远，能量越高 n = 1, 2, 3, 4, …, ∞ （共取n个值） 电子层符号 K、L、M、N、…… ;2） 角量子数 ( 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 l = 0, 1, 2, 3, 4, …, n -1 （共可取 n 个值）; l = 0, 1, 2, 3, 4, …, n -1 （共可取 n 个值） 电子层符号 s、 p、d、 f、g…… 轨道形状; 3） 磁量子数（m） 确定原子轨道在空间的伸展方向。 m = 0, ±1, ±2, ±3, …, ±l 共可取值( 2l +1)个值 s p d f 轨道空间伸展方向数： 1 3 5 7 ( m的取值个数) n, l 相同，m不同的轨道能量相同。 ; 表1-1 表征原子轨道的三个量子数