中南民族大学：《无机化学》课程教学资源（PPT课件）3 原子结构 Structure of Atoms

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下页 退出 无机化学 返回 3章 原子结构 Chapter 3 Structure of Atoms

基本内容和重点要求 31核外电子的运动状态 3.2核外电子的排布和元素周期律 33元素基本性质的周期性 重点要求掌握四个量子数对核外电子运动状态的描 述熟悉sp,d原子轨道和电子云的形状和伸展方向;掌握 周期系内各元素原子的核外电子层结构的特征,电子排 布规律 上页下页返回退出

上页 下页 退出 基本内容和重点要求 返回 重点要求掌握四个量子数对核外电子运动状态的描 述熟悉s,p,d原子轨道和电子云的形状和伸展方向；掌握 周期系内各元素原子的核外电子层结构的特征，电子排 布规律 3.1 核外电子的运动状态 3.2 核外电子的排布和元素周期律 3.3 元素基本性质的周期性

3.1核外电子的运动状态 管3.1.1氢原子光谱和玻尔理论 312微观粒子的玻粒二象性 3.1.3玻函数和原子轨道 3.1.4几率分布和电子云 315玻函数的空间图象 3.1.6四个量子数 上页下页退出

上页 下页 退出 3.1 核外电子的运动状态 3.1.1 氢原子光谱和玻尔理论 3.1.2 微观粒子的玻粒二象性 3.1.3 玻函数和原子轨道 3.1.4 几率分布和电子云 3.1.5 玻函数的空间图象 3.1.6 四个量子数

3.1.1氢原子光谱和玻尔理论 蓬纔咒谮 (自恭界) 上页下页 退出

上页 下页 退出 连续光谱 （自然界） 3.1.1 氢原子光谱和玻尔理论

续谮(窦验室) 上页下页 退出

上页 下页 退出 连续光谱(实验室）

电磁波篷橥光谮 Wavelength(m) 10 10819-610-410-2,1102,10 Micro- y-rays X-rays Ultra Infrared Radio violet waves Visible 400nm 00 600nm 700nm Violet Blue Green Yellow Orange Red 上页下页 退出

上页 下页 退出 电磁波连续光谱

氫原子光谮(原子发射光谮 真窆管中含少H2(g),高压狱电, 发出靠外咒和可见咒→三筱镜→不篷橥的纜状茫谮 三日 EEmoo

氢原子光谱（原子发射光谱） 真空管中含少量H2 (g)，高压放电， 发出紫外光和可见光→ 三棱镜→ 不连续的线状光谱

3.1.1氢原子光谱和玻尔理论 (1)氢原子光谱 太阳光或白炽灯发出的白光,通过玻璃三棱镜时,所含不同浪长 的光可折射成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等没有明显分界线的 光谱,这类光谱称为连绩光谱。 原子(包括氢原子)得到能量(高温、通电)会发出单色光,经 过棱镜分光得到线状光谱。即原子光谱属于不连续光谱。每种元 素都有自己的特征线状光谱。氢原子光谱如图所示。四条谱线的 波长、频率的关系式一并列出。 >氢原子光谱的特征: 不连续光谱,即线状光谱。其频率具有一定的规律。 Balmer经验公式 v=3289×10( 22n2 n=3,4,5,6 上页下页 退出

上页 下页 退出 太阳光或白炽灯发出的白光，通过玻璃三棱镜时，所含不同波长 的光可折射成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等没有明显分界线的 光谱，这类光谱称为连续光谱。 原子（包括氢原子）得到能量（高温、通电）会发出单色光，经 过棱镜分光得到线状光谱。即原子光谱属于不连续光谱。每种元 素都有自己的特征线状光谱。氢原子光谱如图所示。四条谱线的 波长、频率的关系式一并列出。 ➢氢原子光谱的特征： 不连续光谱，即线状光谱。其频率具有一定的规律。 Balmer经验公式： n = 3,4,5,6 （1）氢原子光谱 3.1.1 氢原子光谱和玻尔理论

(2)玻尔理论 1913年丹麦物理学家Bohr发表了原子结构理论的三点假设: 核外电子只能在有确定半径和能量的轨道上运动,且不辐能量。 轨道角动量P=mvr=w2π 电子在离核越远的轨道上运动,能量越大。通常,电子处在离核最 近的轨道上,能量最低,原子处于基态;原子得能量后,电子被激 发到高能轨道上,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。从激发态 回到基态释放光能,光的频率取决于轨道间的能量差 hv= E2-EI v eey 上页下页 退出

上页 下页 退出 （2）玻尔理论 1913年丹麦物理学家Bohr发表了原子结构理论的三点假设： ➢核外电子只能在有确定半径和能量的轨道上运动，且不辐能量。 轨道角动量 P = mr = n h 2 ➢电子在离核越远的轨道上运动，能量越大。通常，电子处在离核最 近的轨道上，能量最低，原子处于基态； 原子得能量后，电子被激 发到高能轨道上，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。从激发态 回到基态释放光能，光的频率取决于轨道间的能量差。 h = E2 -E1 E2 -E1  = h

口电子运动的轨道半径r 电子绕核运mu2 k Ze2电子与核间 动的向心力 的静电引力 由上式及量子化条件,可导出: n2h 4kT2mZe2 h=6.626×10-34J-;k=8.988×109Nm2C2-; m=9×10-31kg;e=1.602×1019C,z1 求出 r=529×10n2m 口电子的总能量E E=E动+E 势 上页下页 退出

上页 下页 退出 ❑ 电子运动的轨道半径r mυ 2 r = k r 2 Ze2 电子绕核运 动的向心力 电子与核间 的静电引力 由上式及量子化条件，可导出： r = n 2h 2 4k 2mZe2 h = 6.62610-34 J·s; k=8.988109N·m2·C2- ; m=9.1110-31 kg; e=1.60210-19 C, z=1 求出 r =5.2910-11n 2 m ❑ 电子的总能量E E=E动+E势