第1章 原子结构与元素周期系.pptVIP

1-5-4氢原子的量子力学模型波函数的角度分布函数(Y)的图像++-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+第60页，共94页，星期日，2025年，2月5日1-5-4氢原子的量子力学模型节面节面rrrψ1s2ψ2s2ψ3s21s3s2sS电子云(概率密度)随半径r的变化情况第61页，共94页，星期日，2025年，2月5日1-5-4氢原子的量子力学模型rr+dra0=52.9pmD=4πr2ψ21s电子云氢原子1s电子的电子球面概率图像(D函数)1s电子在离核52.9pm的球壳内出现的概率最大第62页，共94页，星期日，2025年，2月5日1-5-4氢原子的量子力学模型氢原子核外电子的D函数图像246810121416180.10.20.30.40.50.6r/a01s2s2p3s3p3dD0峰数=n-l第63页，共94页，星期日，2025年，2月5日面向21世纪课程教材TextbookSeriesfor21stCentury1–6基态原子电子组态(电子排布)1-6-1构造原理1-6-2基态原子电子组态第64页，共94页，星期日，2025年，2月5日1-6-1构造原理基态原子电子排布应遵循的规则泡利原理：基态多电子原子中不可能同时存在4个量子数完全相同的电子。(一个轨道最多只能容纳2个自旋方向相反的电子)。能级轨道可容纳电子数s1个s轨道2p3个p轨道6d5个d轨道10f7个f轨道14第65页，共94页，星期日，2025年，2月5日1-6-1构造原理基态原子电子排布应遵循的规则(2)洪特规则：基态多电子原子中同一能级的轨道能量相等，称为简并轨道；基态多电子原子的电子总是首先自旋平行地、单独地填入简并轨道。NOC1s2s2p(1)泡利原理第66页，共94页，星期日，2025年，2月5日面向21世纪课程教材TextbookSeriesfor21stCentury1–5氢原子结构(核外电子运动)的量子力学模型1-5-1波粒二象性1-5-2德布罗意关系式1-5-3海森堡不确定原理1-5-4氢原子的量子力学模型第28页，共94页，星期日，2025年，2月5日1-5-1波粒二象性光的波粒二象性:I=ρhv=ψ2/(4π)光的波动性:I=ψ2/(4π)光的强度Iψ光波的振幅光的粒子性:I=ρhvρ光子的密度v一定时,ρ∝ψ2,即光波的振幅越大,光子的密度就越大,光的强度也越大。(2)光子的动量P与光的波长λ呈反比：P=h/λ光既是连续的波又是不连续的粒子流第29页，共94页，星期日，2025年，2月5日1-5-2德布罗意关系式(deBroglie1902-1987)1924年，德布罗意预言：电子及所有实物微粒都应该与光相似，具有波粒二象性。其动量与波长之间的关系仍符合：P=h/λ由于上式有了新的内涵，所以后人便称之为德布罗意关系式。P=mv=h/λλ=h/mv通过上式可以计算各种实物粒子的波长λ第30页，共94页，星期日，2025年，2月5日1-5-2德布罗意关系式计算速度为5.9x106m/s的电子和质量为10g、速度为1.0x103m/s的子弹所具有的波长。解：结论：对宏观物体不必考察其波动性；而对高速运动着的微观粒子必须考察其波动性。第31页，共94页，星期日，2025年，2月5日电子衍射现象证明电子的波动性1927年，Davisson和Germery应用Ni晶体进行的电子衍射实验证实了deBroglier的假设第32页，共94页，星期日，2025年，2月5日1-5-3海森堡不确定原理W.Heisinberg1901-1976Δx:物体位置的测量偏差Δp:物体动量的测量偏差宏观物体：有运动轨迹，在某一时刻可同时确定其速度和位置。微观物体：无运动轨迹，在某一时刻不可同时确定其速度和位置。上式称为海森堡不确定关系式