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原子结构运动状态与元素周期律.pptx


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本章章要要求求
1、、了了解解近近代代微微观观粒粒子子结结构构的的初初步步概概念念;;了了解解微微观观粒粒子子的的波波粒粒二二象象性性、、能能量量量量子子化化和和统统计计解解释释。。
2、、了了解解波波函函数数、、原原子子轨轨道道、、电电子子云云、、能能级级的的基基本本概概念念。。
3、、掌掌握握n,l,m,ms四个个量量子子数数及及其其物物理理意意义义;;理理解解s,,p,,d原原子子轨轨道道和和电电子子云云角角度度分分布布图图的的特特征征。。
4、、理理解解原原子子轨轨道道的的能能级级组组,,屏屏蔽蔽效效应应理理论论及及有有效效核核电电荷荷的的计计算算。。
5、、掌掌握握核核外外电电子子的的分分布布原原则则及及电电子子分分布布式式的的书书写写,,元元素素周周期期律律和和周周期期表表,,元元素素性性质质与与原原子子结结构构的的关关系系;;理理解解原原子子半半径径、、镧镧系系收收缩缩、、元元素素的的电电离离能能、、电电子子亲亲和和能能、、电电负负性性、、氧氧化化数数、、金金属属性性和和非非金金属属性性的的概概念念及及其其周周期期变变化化规规律律。。
第一一章章原原子子结结构构和和元元素素周周期期律律
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一、含核的原子子模型
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古中国和古希腊腊的物质结构学学说;
道尔顿的原子子学说(1808):原原子不可分;
卢瑟福的含核原原子模型(1911)。
二、玻尔的原子子模型
(一)氢原子光谱
(二)玻尔氢原原子理论(1913))
原子结构理论论的几点假设:
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稳定轨道(stableorbital)具有固定的的能量,沿此轨轨道运动的电子子,称为处在定定态的电子,它它不吸收能量,,也不发射能量量
1、在原子中,电子子不是在任意轨轨道上绕核运动动,而是在一些些符合一定条件件(从量子论导导出的条件)的的轨道上运动。。
2、电子在不同同轨道上运动时时具有不同的能能量,通常把这这些具有不连续续能量的状态称称为能级(energylevel)。。
玻尔氢原子能级级为:
n称为量子数(quantumnumber),其值可可取1,2,3…等任何正整整数。B为常数,10-18J。
3、当电子从某某一轨道跃迁到到另一轨道时,,有能量的吸收收或放出。其频率可由由两个轨道的能能量差E决定定:E2-E1=E=h
h为普朗克常量量,1034Js。
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优点:
(三)对玻尔理理论的评价
首先引入量子化化的概念,解释释了氢原子光谱谱为不连续光谱谱。
不足:
(1)未能完全全冲破经典力学学连续概念,只只是勉强加进了了一些人为的量量子化条件和假假定。
(3)未考虑其其运动的波动性性,采用了宏观观轨道的概念。。
(2)不能解释释多电子原子((核外电子数大大于1的原子))、分子或固体体的光谱。亦不不能解释氢光谱谱的每条谱线实实际上还可分裂裂为两条谱线的的现象。
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稳定轨道
(四)几个基本本概念
在原子中一些符符合一定条件((从量子论导出出的条件)的轨轨道。
稳定轨道的特点点——具有固定的能量量。
定态电子
能级——具有不不连续能量的状状态。
稳定轨道上运动动的电子,不吸吸收能量,也不不发射能量
基态——轨道离核最近,,能量最低,这这时的能量状态态。
激发态——除基基态以外的任何何能级状态。
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一、微观粒子的的运动特征
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量子:如果某一物理量量的变化是不连连续的,而是以以某一最小单位位作跳跃式的增增减,这一物理理量就是量子化化的,其最小单单位就称这一物物理量的量子(quantum)。
如物体所带的电电荷量从Q增加加到Q+dQ,,Q>>dQ,,但dQ所包含含的电子个数却却是很大的(1018个电子的电量)
在微观领域里,,一个微观粒子子如果是一个离离子,所带电荷荷只有一个或几几个电子,从而而离子所带电荷荷的变化,如A-A2-A3-,就不能认为是是连续变化的,,而是跳跃式的的变化。
从宏观上QQ+dQ可以认认为是连续变化化的。
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波粒二象性:与光子一样,电电子、质子、中中子、原子和分分子等微观粒子子都具有波动和粒子两重性质。

德布罗依波或物质波:实物微粒除具有有粒子性外,还还具有波的性质质,这种波称为为~(matterwave)。
德布罗依预言高高速运动电子的的波长为:
m——电子的质质量;——电子运动的速率率,h——普朗朗克常量。
波动性的实验证证明
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概率密密度::单位体体积的的概率率。
3、微微观粒粒子运运动的的统计计性
在空间间某一一点波波的强强度和和粒子子出现现的概概率密密度成成正比比。
衍射实实验::
用强度度很弱弱的电电子流流,即即让电电子一一个一一个地地通过过晶体体到达达底片片时,,底片片上就就会出出现一一个一一个显显示电电子微微粒性性的斑斑点,,如图图(a),,但斑斑点的的位置置无法法预言言,似似乎是是毫无无规则则地分分散在在底片片上。。
若时间间足够够长,,斑点点最后后会形形成和和强电电子流流所得得的衍衍射图图案一一样,,显示示了电电子的的波动动性,,如图图(b)示示。
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对大量量粒子子行为为而言言,衍衍射强强度大大的地地方,,出现现粒子子的数数目就就多,,强度度小的的地方方出现现粒子子数目目就少少;
对一个个粒子子的行行为而而言,,通过过晶体体后粒粒子所所到达达的地地方是是不能能预测测的,,但衍衍射强强度大大的地地方,,粒子子出现现的机机会也也多((概率率大)),而而强度度小的的地方方,粒粒子出出现的的机会会也少少(概概率小小)。。
衍射强强度大大小即即表示示波的的强度度大小小,即即电子子出现现概率率的大大小。。
概率波波:电子运运动在在空间间出现现的概概率可可以由由波的的强度度表现现出来来,因因此电电子及及其微微观粒粒子波波(物物质波波)又又称~。
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  • 时间2023-03-13