第八章 原子结构（课件）- 《无机化学第6版》同步教学（高教版）

§8.1 氢原子光谱和Bohr理论 §8.2 微观粒子运动的基本特征 §8.3 氢原子结构的量子力学描述 第八章 原子结构 §8.4 多电子原子结构 §8.5 元素周期表 §8.6 元素性质的周期性 第二篇 物质结构基础 8.1.1 原子结构理论发展历史的 简单回顾 8.1.3 Bohr 理论 8.1.2 氢原子光谱 §8.1 氢原子光谱和Bohr理论 Dalton原子学说 (1808年) 8.1.1 原子结构理论发展历史的简单回顾 Thomson“西瓜式”模型 (1904年) Rutherford核式模型 (1911年) Bohr电子分层排布模型 (1913年) 量子力学模型 (1926年) 1. 光和电磁辐射 8.1.2 氢原子光谱 红 橙 黄 绿 青 蓝 紫 2. 氢原子光谱 Hα 656.3 4.57 Hβ 486.1 6.07 Hγ 434.0 6.91 Hδ 410.2 7.31 ν = c λ 光速 c = 2.998×108 m·s−1 λ/nm (×1014) ν/s−1 不连续光谱，即线状光谱 其频率具有一定的规律 n = 3，4，5，6 式中 2，n，3.289×1015 各代表什么意义？ 经验公式： 氢原子光谱特征： ν = 3.289×1015 ( − ) s−1 1 22 1 n2 8.1.3 Bohr 理论 Plank 量子论 (1900年)： 　　 微观领域能量不连续。 Einstein 光子论 (1905年)： 　　 光子能量与光的频率成正比 Ｅ ＝ hν Ｅ — 光子的能量 ν — 光的频率 h — Planck 常量，h = 6.626×10−34 J·s Bohr 新的原子结构理论(1913年) 新原子结构理论要点： E：轨道能量 hν = E2 – E1 = ΔE ①核外电子只能在有确定半径和能量的轨道上运动，且不辐射能量； ②通常，电子处在离核最近的轨道上，能量最低——基态；原子获得能量后，电子被激发到高能量轨道上，原子处于激发态； ③从激发态回到基态释放光能，光的频率取决于轨道间的能量差。 E2 – E1 h ν = 氢原子光谱中的频率与氢原子能级 n = 3 红 (Hα) n = 4 青 (Hβ) n = 5 蓝紫 (Hγ) n = 6 紫 (Hδ) Balmer 线系 其它线系 ν = 3.289×1015 ( − ) s−1 1 22 1 n2 ν = 3.289×1015 ( − ) s−1 1 n12 1 n22 n2 > n1 式中： RH 为 Rydberg 常数， 其值为：2.179×10−18 J ΔE = hν 这就是氢原子的电离能。 当 n1 = 1，n2 = ∞ 时，ΔE = 2.179×10−18 J = 6.626×10 −34 J·s×3.289×1015 ( − ) s−1 1 n12 1 n22 = 2.179×10 −18 ( − ) J 1 n12 1 n22 能级间能量差 ΔE = RH ( − ) 1 n12 1 n22 氢原子各能级的能量： n1 =1， E1 = −RH = −2.179×10−18 J 1 12 n1 = 2， E2 = −RH = −5.45×10−19 J 1 22 n1 = 3， E3 = −RH = −2.42×10−19 J 1 32 … En = − RH n2 当 n2 = ∞ 时，En = -ΔE 1 =-RH ( ) 1 n12 氢原子能级 8.2.1 微观粒子的波粒二象性 8.2.2 不确定原理与微观粒子 运动的统计规律 §8.2 微观粒子运动的基本特征 1924 年，de Broglie 关系式 1927 年，Davisson 和Germer 应用 Ni 晶体进行电子衍射实验，证实电子具有波动性。 E = hν，λ = h/(mv) =h/p 8.2.1 微观粒子的波粒二象性