第2章节原子结构理论.pptVIP

激发态（excited state） 赖曼系 巴耳末系 帕邢系 实验值 能级（energy level） 电子轨道 理论值 2. 4 类氢离子 核外只有一个电子的离子 原子序数 化学价 He+，Li2+，Be3+，B4+，… 1．毕克林线系 1897年 Pickering从星光中发现类巴耳末系 Rydberg公式 He+光谱 2．玻尔类氢离子理论 核电荷 实验值 Evans观测He+光谱，证实毕克林线系属其线系之一。 3．原子核质量有限带来的修正 误差超过1/104（光谱测量精度）的原因： 理论值忽略原子核的运动，相当于取核质量为无限大。 两体问题 两质点在相互作用下运动 两体约化质量 质心速度不变 质点1相对2的运动相当于固定2后质量为 的质点的运动。 质心系 质心系 核系 1932年 Urey发现巴耳末系的双线结构，证实氘的存在，获1934年Nobel化学奖 玻尔理论解释了原子光谱分立性和原子的稳定性 The Nobel Prize in Physics 1922 for his services in the investigation of the structure of atoms and of the radiation emanating from them N. Bohr (1885-1962) 2.5 弗兰克－赫兹实验 原子光谱分立性 原子内部能量量子化证据 1914年 Franck和Hertz实验发现原子经电子碰撞后吸收能量的分立性 K：热阴极，发射电子 KG区：电子加速，与Hg原子碰撞 GA区：电子减速，能量大于0.5 eV的电子可克服反向偏压，产生电流 第二章 原子结构和玻尔模型 §2.1 汤姆逊原子结构模型 一　电子的发现 1897年，汤姆逊通过阴极射线管的实验发现了电子，并进一步测出了电子的荷质比:e/m 汤姆逊被誉为:“一位最先打开通向基本粒子物理学大门的伟人.” 图１汤姆逊正在进行实验 图2 阴极射线实验装置示意图 加电场E后，射线偏转， ? 阴极射线带负电。 再加磁场H后，射线不偏转，? 　　? 　　　。 去掉电场E后，射线成一圆形轨迹， ? ? 　　　　求出荷质比。 　微粒的荷质比为氢离子荷质比的千倍以上?阴极射线质量只有氢原子质量的千分之一还不到 ?电子 电子电荷的精确测定是在1910年由R.A.密立根（Millikan）作出的，即著名的“油滴实验”。 e=110-19C， m=9.1093897×10-31kg。 质量最轻的氢原子：1.673×10-27kg 原子质量的数量级：10-27kg——10-25kg ??A：以克为单位时,一摩尔原子的质量. 。 N0: 阿伏加德罗常数。(6.022?1023/mol) 原子的半径－ 10-1０ m（0.1nm） J. J. Thomson (1856-1940) in recognition of the great merits of his theoretical and experimental investigations on the conduction of electricity by gases The Nobel Prize in Physics 1906 The Nobel Prize in Physics 1923 for his work on the elementary charge of electricity and on the photoelectric effect R. Millikan (1868-1953) 二、 汤姆逊原子模型－布丁模型 1903年英国科学家汤姆逊提出 “葡萄干蛋糕”式原子模型或称为“西瓜”模型－原子中正电荷和质量均匀分布在原子大小的弹性实心球内，电子就象西瓜里的瓜子那样嵌在这个球内。 　该模型对原子发光现象的解释－电子在其平衡位置作简谐振动的结果，原子所发出的光的频率就相当于这些振动的频率。 §2.2 原子的核式结构 (卢瑟福模型) 一、? 粒子散射实验 实验结果：大多数散射角很小； 约1/8000散射大于90°； 极个别的散射角等于180°。 二、汤姆逊模型的困难 大角散射不可能在汤姆逊模型中发生,散射角大于3°的比1%少得多；散射角大于90°的约为10-3500. 必须重新寻找原子的结构模型。 　原子序数为Z的原子的中心,有一个带正电荷的核(原子核),它所带的正电量Ze ,它的体积极小但质量很大,几乎等于整个原子的质量,正常情况下核外有Z