第05章 原子结构和周期律.ppt

Chapter 05 Atomic Structure and Element Periodic Law(原子结构与元素周期律)
Contents
第一节、Wave-Particle Duality of Micro-Particles. (微观粒子的波粒二象性)
第二节、氢原子核外电子的运动状态
第三节、多电子原子核外电子的运动状态
第四节、原子结构和元素周期律
第一节主要内容
一、Atomic Spectra(原子光谱)
二、The Bohr Theory(玻尔理论)
三、Wave-Particle Duality.(波粒二象性)
四、Heisenberg Uncertainty Principle(海森堡测不准原理)
2、Atomic Line Spectra (线状光谱,又称原子光谱)
化学元素在高温火焰、电火花作用下,气态原子(离子)被激发,从高能级跃迁回到低能级时也能发出特定波长的光,经棱镜分光后,能看到几条亮线。如钠可观察到两条明显的黄线。
每种元素都有其特征谱线,氢光谱是最简单的一种原子光谱
对原子结构的认识是从氢原子光谱开始的,原子光谱可分为下列两类:
1、Continuous Spectrum(连续光谱)
如太阳的白光经棱镜分光后可得到由红到紫的连续光谱,通常炽热的气体、液体、固体均可产生连续光谱
一、 Atom Spectrum of Hydrogen(氢原子光谱)
Atomic Spectrum of Elements
In the visible region. the spectrum of H consists of a strong line at nm followed by essively weaker lines, closer and closer together, at lower wavelengths:
λ: , , , nm
ν: ×1014
Atomic Spectra of Hydrogen(原子光谱)
一、Atomic Spectra of Hydrogen(氢原子光谱)
Balmer Series(巴尔麦线系,可见光区) :从Hα到Hδ,谱线间距离越来越小,有如下关系,谱线频率frequency
后来人们又在紫外、红外光区找到了另外几组氢光谱。
研究发现,所有谱线的频率符合下述里德堡公式。
其中里德堡常数R=×1015J,n1,n2为正整数,且n2>n1频率也可用波长表示
二、 The Bohr Theory (玻尔理论)
Explaining Spectrum of Hydrogen(解释氢光谱) 经典电磁理论解释氢光谱时遇到二个困难。
(1)根据电磁理论,绕核高速运动的电子的电磁振荡应伴随有电磁辐射,应不断辐射能量,运动半径应不断减小最后堕入原子核。
(2)这种辐射应是连续的,应得到连续光谱。
玻尔结合卢瑟福原子模型和普朗克量子论,初步解释了氢光谱
1、Rutherford’s Atom model (卢瑟福原子模型) 有核模型。
2、Planck’s Quantization of Energy(普朗克的量子论)物质发射或吸收电磁波是不连续的,即量子化的,辐射能量的最小单位是光量子,其能量为E=h·ν。
玻尔(Niels Bohr)
Niels Bohr (1885-1962) After Bohr developed his quantum theory of the hydrogen atom,he used his ideas to explain the periodic behavior of the elements,Later,when the new quantum mechanics was discovered by Schrodinger and and Heisenberg,Bohr spent much of his time developing its philosophical received the Nobel Prize in physics in 1922.
The Bohr Theory (玻尔理论2/4)
3、玻尔理论
(1)电子只能在一些符合量子化条件的稳定轨道上运动,在这样的轨道上运动的电子不发射或吸收电磁波。
(2)电子离核越远能量越高,电子可由低能级(基态)跃迁到高能级(激发态)。电子由激发态回到基态时放出能量为ΔE=h·ν
λ: , , , nm
ν: