物质性质。物质结构口分子结构口原子结构 世上成千上万种物质,其性质各不相同,主要是 由于物质内部结构不同所至,因此我们要想研究物 质的各种不同的性质,就必须首先要搞清楚物质的 结构。 物质是由分子组成,分子是由原子组成,原子 是由原子核和核外电子组成,原子核在化学变化中 不发生变化,而核外的电子发生变化,因此要想搞 清楚物质结构,必须首先了解分子和原子结构,要 想搞清楚原子结构必须搞清楚原子核外的电子排布, 为此本章将重点从以上几个方面来讨论
物质性质 物质结构 分子结构 原子结构 世上成千上万种物质,其性质各不相同,主要是 由于物质内部结构不同所至,因此我们要想研究物 质的各种不同的性质,就必须首先要搞清楚物质的 结构。 物质是由分子组成,分子是由原子组成,原子 是由原子核和核外电子组成,原子核在化学变化中 不发生变化,而核外的电子发生变化,因此要想搞 清楚物质结构,必须首先了解分子和原子结构,要 想搞清楚原子结构必须搞清楚原子核外的电子排布, 为此本章将重点从以上几个方面来讨论
§5-1核外电子的运动状态 人们对原子核外电子的运动状态的了解和认识 是从氢原子光谱开始的。 1氢原子光谱: 106 10 →8 10 12 14 无 电 波 波 微波 辐 线 3×10 3×10103×10123×10 1a16 3 3×10 3×102 3×1022 见光连续光谱 橙 黄绿 青蓝 紫 6×10 7×10
§5-1 核外电子的运动状态 人们对原子核外电子的运动状态的了解和认识 是从氢原子光谱开始的。 1.氢原子光谱 : 可 见 光 连 续 光 谱
1931年,瑞典物理学家里德堡( Rydberg)找出了 可见光区谱线间的规律-经验公式 V=3289×10°( S 1=3,4,5,6 v=3.289×1015( n,> V为频率,3.289X10151里德堡常数
1 2 2 15 )s 1 2 1 3.289 10 ( − = − n v -1 2 2 2 1 15 )s 1 1 3.289 10 ( n n v = − n= 3,4,5,6 n2 n1 1931年,瑞典物理学家里德堡(Rydberg),找出了 可见光区谱线间的规律-----经验公式。 ٧为频率,3.289X1015s -1里德堡常数
19世纪末,当人们想从理论上揭示原子光谱 的现象时,发现经典的电磁理论及有核原子模型与 原子光谱实验结果发生了尖锐的矛盾。 经典电磁理论:饶核高速运动的电子不断以电 磁波的形式发出能量。 电子会很快 示的原子是不稳 道紧子核上,所以原子模型所表 电子自身能量逐渐减少,旋转频率也要逐渐改 变,因此原子的发射光谱也应是连续的。 以上两点均与事实不符,这些矛盾经典理论无 法解释。1913年,丹麦物理学家波尔(Bohr)引 Planck的量子论和爱因斯坦的光子学说,提出了 Bohr原子结构理论
19世纪末,当人们想从理论上揭示原子光谱 的现象时,发现经典的电磁理论及有核原子模型与 原子光谱实验结果发生了尖锐的矛盾。 经典电磁理论:饶核高速运动的电子不断以电 磁波的形式发射出能量。 电子会很快落在原子核上,所以原子模型所表 示的原子是不稳定体系。 电子自身能量逐渐减少,旋转频率也要逐渐改 变,因此原子的发射光谱也应是连续的。 以上两点均与事实不符,这些矛盾经典理论无 法解释。1913年,丹麦物理学家波尔(Bohr)引用 Planck 的量子论和爱因斯坦的光子学说,提出了 Bohr原子结构理论
Planck的量子论 物质的能量是不连续的,量子化的,能量 以光的形式传播时,其能量的最小单位: E=hv E:轨道的能量 v:光的频率 h: Planck常数=6626X1034.Js 物质吸收或发射能量只能是E=hv的整数倍。 就像电量的最小单位是一个电子电量一样
Planck 的量子论 物质的能量是不连续的,量子化的,能量 以光的形式传播时,其能量的最小单位: E=hⅴ E: 轨道的能量 ν :光的频率 h: Planck常数=6.626X10-34 .J.s 物质吸收或发射能量只能是E=hⅴ的整数倍。 就像电量的最小单位是一个电子电量一样
2波尔理论 (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)离核最近的轨道能量最低,为基态。离核越远能 量越高---激发态。原子从外界吸收能量可从基态跃 入到激发态。 (3)从激发态回到基态释放光能 hv= E-E E:轨道的能量 E v:光的频率 h: Planck常数 =6626X10-34.J,s
2波尔理论 (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)离核最近的轨道能量最低,为基态。离核越远能 量越高------激发态。原子从外界吸收能量可从基态跃 入到激发态。 (3)从激发态回到基态释放光能 h E E h E E 2 1 2 1 − = = − E: 轨道的能量 ν:光的频率 h: Planck常数 =6.626X10-34.J.s
吸收能量, 跃迁 电子在这些定态轨道上 运动时,既不吸收能量 又不放出能量。 最高能量 轨道 放出能量, 回到基态
最高能量 轨道 电子在这些定态轨道上 运动时,既不吸收能量 又不放出能量。 吸收能量, 跃迁。 放出能量, 回到基态
波尔理论成功地揭示了氢原子光谱产生的原因 和规律。 根据波尔理论: 通常情况下: 氢原子的电子在特定的轨道上运动,不会放 出能量。所以通常情况下,氢原子不会发光,也 不会发生自发毁灭现象。 当氢原子受到激发时电子获得能量从基态跃 迁到激发态。处于激发态的电子及不稳定,回到 低能量的轨道,并以光子的形式放出能量。光子 频率大小取决于两个轨道能量差 hv=△E=E2-E1 由于轨道能量量子化,所以放 出的能量是不连续的
❖ 波尔理论成功地揭示了氢原子光谱产生的原因 和规律。 根据波尔理论: 通常情况下: 氢原子的电子在特定的轨道上运动,不会放 出能量。所以通常情况下,氢原子不会发光,也 不会发生自发毁灭现象。 当氢原子受到激发时电子获得能量从基态跃 迁到激发态。处于激发态的电子及不稳定,回到 低能量的轨道,并以光子的形式放出能量。光子 频率大小取决于两个轨道能量差。 h = E = E2 − E1 由于轨道能量量子化,所以放 出的能量是不连续的