第三章原子结构 §3-1原子核外电子运动状态 电子围绕原子核高速运转, 从最简单的原子氢光谱开始研究
第三章 原子结构 §3-1 原子核外电子运动状态 电子围绕原子核高速运转, 从最简单的原子氢光谱开始研究
1.氢原子光谱 (1)实验事实:当极少量的高纯氢 气在高真空玻璃管中,加入高电压 使之放电,管中发出光束,使这种 光经过分光作用。在可见光区得到 四条颜色不用的谱线,如下图所示 这种光谱叫做不连续光谱或线状光 谱。所有的原子光谱都是线性光谱
1.氢原子光谱 • (1)实验事实:当极少量的高纯氢 气在高真空玻璃管中,加入高电压 使之放电,管中发出光束,使这种 光经过分光作用。在可见光区得到 四条颜色不用的谱线,如下图所示, 这种光谱叫做不连续光谱或线状光 谱。所有的原子光谱都是线性光谱
1.氢原子光谱 ·(2)实验总结:1885年,瑞士一位中学物 理教师J.J.Balmar(巴尔多)指出,上述谱线的频 率符合下列公式: 11、 v=3.289X1015(2月s ·由此公式可算出: -当n=3时,是Ha的频率 -当n=4时,是HB的频率 -当n=5时,是HY的频率 -当n=6时,是H8的频率
1.氢原子光谱 • (2)实验总结: 1885年,瑞士一位中学物 理教师J.J.Balmar(巴尔多)指出,上述谱线的频 率符合下列公式: ν=3.289╳1015( )s-1 • 由此公式可算出: –当n=3时,是Hα的频率 –当n=4时,是Hβ的频率 –当n=5时,是Hγ的频率 –当n=6时,是Hδ的频率 2 2 1 2 1 n −
2.Bohr理论: ·1913年,丹麦物理学家N.Bohr首次 认识到氢原子光谱与结构之间的内 在联系,并提出了氢原子结构模型。 并用经典的牛顿力学推导了结论
2.Bohr理论: • 1913年,丹麦物理学家N.Bohr首次 认识到氢原子光谱与结构之间的内 在联系,并提出了氢原子结构模型。 并用经典的牛顿 力学推导了结论
2.Bohr理论: (1)Bohr的原子结构理论的三点假设: -原子核外的电子只能在有确定的半径和能量的轨道上运动。 电子在这些轨道上运动时并不辐射能量。 在正常情况下,原子中的电子尽可能处在离核最近的轨道上。 这时原子的能量最低,即原子处于基态。当原子受到辐射, 加热或通电时获得能量后电子可能跃迁到离核较远的轨道上 去。即电子被激发到高能量的轨道上,这时原子处于激发态。 -处于激发态的电子不稳定,可以跃迁到离核较近的轨道上, 同时释放出光能。 光的频率V= E2一E1 -式中:E 离核较近的轨道的能量 E2 离核较远的轨道的能量
(1)Bohr的原子结构理论的三点假设 : –原子核外的电子只能在有确定的半径和能量的轨道上运动。 电子在这些轨道上运动时并不辐射能量。 –在正常情况下,原子中的电子尽可能处在离核最近的轨道上。 这时原子的能量最低,即原子处于基态。当原子受到辐射, 加热或通电时获得能量后电子可能跃迁到离核较远的轨道上 去。即电子被激发到高能量的轨道上,这时原子处于激发态。 –处于激发态的电子不稳定,可以跃迁到离核较近的轨道上, 同时释放出光能。 光的频率ν= –式中:E1————离核较近的轨道的能量 E2————离核较远的轨道的能量 2.Bohr理论: h E2 − E1
2.Bohr理论: Bohr在其三点假设的基础上,运用牛顿力学定律 推算出下列关香戎: r=aon E=一 n2 1 KJ.mol-1 v=3.29×1015( n2-n2)s-1 (n1<n2) 式中:r一氢原子轨道的半径,ao=0.053纳米 (玻尔半径) E—氢原子轨道的能量 v一氢原子中电子由高能态跃迁到低能 态时辐射光的平率一正整数(自然数,量 子数)
Bohr在其三点假设的基础上,运用牛顿力学定律 推算出下列关系式: r=a0n 2 E=- KJ.mol-1 ν=3.29╳1015( )s- 1 (n1<n2) 式中:r——氢原子轨道的半径,a0=0.053纳米 (玻尔半径) E——氢原子轨道的能量 ν——氢原子中电子由高能态跃迁到低能 态时辐射光的平率 n——正整数(自然数,量 子数)。 2.Bohr理论: 2 1312 n 2 2 2 1 1 1 n n −
2.Bohr理论: 1 1 ·根据v=3.29X1015( 2 2 )s1 在可见光区: n 当n1=2,n2=3 为Ha谱线的频率 n2=4 为HB谱线的频率 n2=5 为Y谱线的频率 n2=6 为Hδ谱线的频率 在红外光区: 当n1=3,n2=4,5,6,7有一组谱线 在紫外光区: 当n1=3,n2=2,3,4,5也有一组谱线
• 根据ν=3.29╳1015( )s- 1 在可见光区: 当n1 =2, n2 =3 为Hα谱线的频率 n2 =4 为Hβ谱线的频率 n2 =5 为Hγ谱线的频率 n2 =6 为Hδ谱线的频率 在红外光区: 当n1 =3,n2 =4,5,6,7有一组谱线 在紫外光区: 当n1 =3, n2 =2,3,4,5也有一组谱线 2.Bohr理论: 2 2 2 1 n 1 n 1 −