第四章物质结构简介
第四章 物质结构简介
本章要求 了解电子等徼观粒子运动的特殊性:能量的量子化、 波粒二象性,了解测不准原理; 了解原子轨道、波函数、概率、概率密度、电子云 的概念,了解原子轨道和电子云的角度分布特征, 重点掌握描述电子运动状态的四个量子数的物理意 义及取值规则; 根据电子排布三原则和近似能级图,掌握原子核外 电子排布规律(例外除外),并根据电子排布式判 断元素在周期表中的位置及主要性质; 了解屏蔽效应、钻穿效应、能级组、价电子构型等 概念;
本章要求： •了解电子等微观粒子运动的特殊性：能量的量子化、 波粒二象性，了解测不准原理； •了解原子轨道、波函数、概率、概率密度、电子云 的概念，了解原子轨道和电子云的角度分布特征， 重点掌握描述电子运动状态的四个量子数的物理意 义及取值规则； •根据电子排布三原则和近似能级图，掌握原子核外 电子排布规律（例外除外），并根据电子排布式判 断元素在周期表中的位置及主要性质； •了解屏蔽效应、钻穿效应、能级组、价电子构型等 概念；
了解原子半径、有效核电荷、电离能、电子亲 合能、电负性的概念及递变规律; 了解离子键、共价键理论要点,掌握杂化轨道 与分子空间构型及分子极性的关系,了解晶体 的种类及基本性质; 利用化学键、分子间力、氢键和晶体类型说明 物质的有关性质及递变规律 本章重点:第2、3、4、6节。 本章难点:第2、3节。 学时:12-16
•了解原子半径、有效核电荷、电离能、电子亲 合能、电负性的概念及递变规律； •了解离子键、共价键理论要点，掌握杂化轨道 与分子空间构型及分子极性的关系，了解晶体 的种类及基本性质； •利用化学键、分子间力、氢键和晶体类型说明 物质的有关性质及递变规律。 •本章重点：第2、3、4、6节。 •本章难点：第2、3节。 •学时：12-16
§41氢原子光谱和波尔理论 4~2原子的量子力学模型 §4-3原子核外电子结构 §4-4元素基本性质的周期性变化 §45离子键 §46共价键 §4-7分子间力和氢键 §4~8晶体结构简介
§ 4~1 氢原子光谱和波尔理论 § 4~2 原子的量子力学模型 § 4~3 原子核外电子结构 § 4~4 元素基本性质的周期性变化 § 4~5 离子键 § 4~6 共价键 § 4~7分子间力和氢键 §4~8晶体结构简介
4~1氢原子光谱和波尔理论 1897年,汤姆森发现了电 子一原子可分; 1905年,爱因斯坦提出光 粒子束 少数a粒子 子学说一光有波粒二象性; 个别折回 1911年,英国物理学家卢瑟 福通过α粒子散射实验,提 a粒预源 出了含核原子模型—原 子行星模型: 原子 是由带正电荷的原子核及 带负电荷的电子组成,原 子中心是极小的原子核, 电子绕核旋转,象行星绕 因图a粒子散射实验示意图千 恒星旋转一般
4~1 氢原子光谱和波尔理论 ❖ 1897年，汤姆森发现了电 子—原子可分； ❖ 1905年，爱因斯坦提出光 子学说—光有波粒二象性； ❖ 1911年，英国物理学家卢瑟 福通过粒子散射实验，提 出了含核原子模型——原 子行星模型： 原子 是由带正电荷的原子核及 带负电荷的电子组成，原 子中心是极小的原子核， 电子绕核旋转，象行星绕 恒星旋转一般
问题 令卢瑟福原子模型说明了原子的组 成,是重大贡献!但仍有问题: 按其模型, 1原子光谱应是连续光谱; 2电子运动,发射电磁波,能量 渐失,直到原子湮灭。 但事实并非如此。每种原子都 有线状光谱。(光谱分析就 是根据特征线状光谱定性 定量的) 氢原子光谱
问题： ❖ 卢瑟福原子模型说明了原子的组 成，是重大贡献！但仍有问题： 按其模型， 1原子光谱应是连续光谱； 2电子运动，发射电磁波，能量 渐失，直到原子湮灭。 但事实并非如此。每种原子都 有线状光谱。（光谱分析就 是根据特征线状光谱定性、 定量的） ❖ 氢原子光谱
氢原子光谱—线状光谱 紫外区 可见光区 红外区 He, 364.6397.0410.24340486.1 656.3 狭缝 棱镜 图1-1-5氢原子光谱实验示意图
氢原子光谱——线状光谱
玻尔理论 1913年,丹麦物理学家玻 尔(卢瑟福的学生。卢瑟 福因发现a、β射线获诺贝 尔奖,他指导1位学生获 了诺贝尔奖,玻尔是其 ),在卢瑟福原子模型 基础上,根据普郎克的 “量子学说”和爱因斯坦 “光子学说”,提出了 “玻尔理论”,成功解释 了氢原子光谱。要点: 在原子中,电子不能任意运动,只能在有确定半径和 能量的特定轨道上运动,电子在这样的轨道上运动时, 不吸收或放出能量,是处于一种稳定态;
玻尔理论 ❖ 1913年，丹麦物理学家玻 尔（卢瑟福的学生。卢瑟 福因发现、射线获诺贝 尔奖，他指导11位学生获 了诺贝尔奖，玻尔是其 一），在卢瑟福原子模型 基础上，根据普郎克的 “量子学说”和爱因斯坦 “光子学说”，提出了 “玻尔理论”，成功解释 了氢原子光谱。要点： ❖在原子中，电子不能任意运动，只能在有确定半径和 能量的特定轨道上运动，电子在这样的轨道上运动时， 不吸收或放出能量，是处于一种稳定态；
玻尔理论 令电子在不同轨道上旋转时可具有 不同能量,电子运动时所处的能 DATA 量状态称为能级。电子的能量是 量子化的。公式: T巧 r= ao n(a0529pm) E B/n n为量子数,(n=1,2,3… B=2.179×1018J n=1的能级能量最低,称为基态, 其它称为激发态。 令电子只有在不同能级之间跃迁时, 才吸收或放出能量,辐射一定频 玻尔 率的光
玻尔理论 ❖ 电子在不同轨道上旋转时可具有 不同能量，电子运动时所处的能 量状态称为能级。电子的能量是 量子化的。公式： rn= a0 n 2 (a0=52.9pm) En = - B / n2 n为量子数，（n=1,2,3……) B= 2.17910-18J n=1的能级能量最低，称为基态， 其它称为激发态。 ❖ 电子只有在不同能级之间跃迁时， 才吸收或放出能量，辐射一定频 率的光
玻尔理论成功地解释了氢光谱的形成和规 律性,然而应用玻尔理论,除某些类氢离子 (He+,Li2+,Be3等)尚能得到基本满意的结 果外,它不能说明多电子原子光谱,也不能 说明氢原子光谱的精细结构。这是因为电子 是微观粒子,它的运动不遵守经典力学的规 律而有其特有的性质和规律。因此玻尔理论 必定要被随后发展完善起来的量子力学理论 所代替
玻尔理论成功地解释了氢光谱的形成和规 律性，然而应用玻尔理论，除某些类氢离子 （He+ , Li2+ ,Be3+ 等）尚能得到基本满意的结 果外，它不能说明多电子原子光谱，也不能 说明氢原子光谱的精细结构。这是因为电子 是微观粒子，它的运动不遵守经典力学的规 律而有其特有的性质和规律。因此玻尔理论 必定要被随后发展完善起来的量子力学理论 所代替