第7章原子结构与元素周期系 CHAP.7 ATOMIC STRUCTURE AND PERIODIC SYSTEM OFELEMENTS 7.1原子结构的基本模型 MAIN MODEL OF ATOMIC STRUCTUREZ 不车续的线状的 1.1玻尔的氢原子模型1.氢原子光谱：氢原子光谱特征： 线状光谱（不连续 光谱 带状光谱（连续光谱） 有规律。 发现：任何单原子气体受激时都发射线状光谱.不同元素原子所发出的谱线各不相同，相同元素原子所发 出的谱线都是一样的 特征谱线：元素原子所发出谱线。 2.玻尔理论的要点： 核外电子只能在定态轨道运动，且既不吸收，也不辐射能量：不同定态轨道能量不同，且不连续：原子轨道不 同能量状态称为能级.基态：通常原子所处的能量最低状态（电子在离核较近，能量较低轨道上运动） 激发态：原子中电子处于离核较远，能量较高轨道上运动的状态 电子可在不同的定态轨道间跃迁，在这过程中吸收一定的辐射或以光的形式放出能量 吸收或发出辐射的频率n与两个定态轨道间能量差DE的关系为： -E 式中h为普朗克常数(6.626×1034J·s).例如当氢原子中电子从n=3的轨道跃迁回n=2的轨道时所发射 光的波长为： hc6.626x10-4×3.00×108×10° AE -2.42×10-19-(-5.45×109) =656.0nm 不同的原子，由于核电荷数和核外电子数不同，电子运动轨道的能最有差别，因而不同元素的原子就具有自 己的特征谱线。 正由于原子轨道的能量是不连续的（即量子化），所以原子光谱是一种线状光谱 3.玻尔理论的不足 7.1.2量子力学原子棋型 1.微观粒子的运动特征 (1)波粒二象性：光具有波粒二象性. 1927年，Davissson和Germer应用Ni晶体进行电子衍射实验，证实电子也具有波动性 阴极射线管中两极间的小轮当电子流通过时会转动说明电子也具有粒子性。 (②)统计性：1927年，海森堡提出的测不准原理能说明电子这种微观粒子的运动规律 电子衍射实验：测不准原理： 对于具有波粒二象性的微粒而言，不可能同时准确测定它们在某瞬间的位置和速度（或动量），原子核外电 子运动没有确定的轨道，而是具有按概率分布的统计规律。 2.波函数与原子轨道角度分布图： (1)波函数(Y): Ψay+-8(E- 1926年薛定谔提出了描述微观粒子运动的基本男程薛是诗方程：武中：Y称为波函数：E为原子的总能量：V 为原子核对电子的吸引能：m为电子的质量：为普朗克常数：x、y、z为电子的空间坐标.对于氢原子来 1 第 7 章 原子结构与元素周期系 CHAP.7 ATOMIC STRUCTURE AND PERIODIC SYSTEM OFELEMENTS 7.1 原子结构的基本模型 MAIN MODEL OF ATOMIC STRUCTURE7. 不连续的,线状的; 线状光谱(不连续光谱) 带状光谱(连续光谱) 有规律. 1.1 玻尔的氢原子模型 1.氢原子光谱:氢原子光谱特征: 1 22 15 s) 1 2 1 (10289.3 − −×= n v 发现: 任何单原子气体受激时都发射线状光谱.不同元素原子所发出的谱线各不相同,相同元素原子所发 出的谱线都是一样的 特征谱线: 元素原子所发出谱线. 2.玻尔理论的要点: 核外电子只能在定态轨道运动,且既不吸收,也不辐射能量;不同定态轨道能量不同,且不连续;原子轨道不 同能量状态称为能级.基态: 通常原子所处的能量最低状态(电子在离核较近,能量较低轨道上运动). 激发态: 原子中电子处于离核较远,能量较高轨道上运动的状态. 电子可在不同的定态轨道间跃迁,在这过程中吸收一定的辐射或以光的形式放出能量. 吸收或发出辐射的频率 n 与两个定态轨道间能量差 DE 的关系为: h EE h E − 始终 = Δ ν = 式中 h 为普朗克常数(6.626×10-34J·s).例如当氢原子中电子从 n=3 的轨道跃迁回 n=2 的轨道时所发射 光的波长为: )1045.5(1042.2 101000.310626.6 19 19 34 98 − − − ×−−×− ×××× = Δ = E hc λ = 656.0nm 不同的原子,由于核电荷数和核外电子数不同,电子运动轨道的能量有差别,因而不同元素的原子就具有自 己的特征谱线. 正由于原子轨道的能量是不连续的(即量子化),所以原子光谱是一种线状光谱. 3.玻尔理论的不足: 7.1.2 量子力学原子模型 1. 微观粒子的运动特征: (1)波粒二象性:光具有波粒二象性. 1927 年,Davissson 和 Germer 应用 Ni 晶体进行电子衍射实验,证实电子也具有波动性. 阴极射线管中两极间的小轮当电子流通过时会转动说明电子也具有粒子性. (2)统计性: 1927 年,海森堡提出的测不准原理能说明电子这种微观粒子的运动规律 电子衍射实验:测不准原理: 对于具有波粒二象性的微粒而言,不可能同时准确测定它们在某瞬间的位置和速度(或动量). 原子核外电 子运动没有确定的轨道,而是具有按概率分布的统计规律. 2.波函数与原子轨道角度分布图: 1 (1) 波函数(Y): 1926 年薛定谔提出了描述微观粒子运动的基本方程薛定谔方程:式中:Y 称为波函数; E 为原子的总能量; V 为原子核对电子的吸引能; m 为电子的质量; h 为普朗克常数; x、y、z 为电子的空间坐标.对于氢原子来 Ψ−−= ∂ Ψ∂ + ∂ Ψ∂ + ∂ Ψ∂ )( 8 ( ) 2 2 2 2 2 2 2 VE h m zyx π