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3.第三章 原子结构.ppt

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3.第三章 原子结构,1第三章第三章 原子结构(原子结构( 6学时)学时)教学内容教学内容§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系§3-3 元素基本性质的周期性引言 1897年,汤姆逊,阴极射线 → 电子 → 原子模型。 1909年,美,密立根:e- =1.602×10-19Cme=9.109×10-31kg 21911,卢瑟福 ,α粒子散射实验 → 原子的行星式模型光的衍射 电子衍射图,明亮处电子出现的机会多。20世纪初:光的波粒二象性电子运动的二 象 性3§3-1 核外电子的运动状态真空管中含少量 H2(g),高压放电,1-1 氢原子光谱实验和玻尔理论图 3-2 氢原子光谱实验示意图( 1)氢原子光谱 (p48-49)在可见光区内产生四条明显的谱线:Hδ Hγ Hβ Hα4① 氢原子光谱的特征 (要点)a 是不连续的线状光谱,b 从长波到短波,谱线间距变小。 ② 谱线的表征 1883年 , 瑞士物理学家 Balmer l = B n2n2 – 41913年 , 瑞典物理学家 Rydberg n = 3, 4, 5, 6 ? = R n211n221 n2>n1 R= 3.289?1015s–1 ? = RH n211n221RH= 1.097?105cm–1 ? = l1 c?=带状光谱 5Brachet 线系 Paschen线系 (红外) Balmer线系 (可见) Lyman线 系 (紫外) 图 3-4 氢原子光谱(原子能级)示意图( p54)n结论: n是不连续的, E不连续 , 所以 ? 、 λ也不连续。6( 2)玻尔 理论 要点(丹麦, Bohr, 1913年 )① 核外电子在 符合一定条件的 轨道上运动 ; 能量 是量子化的 ;② 电子在离核最近的轨道上 运动即 基态 ,获得能量后处于 激发态 ;③ 电子 从 激发态 回到 低能级态 放 出 能 量 , 以光的形式表现出来, 光的频率取决于 两个 轨道间的能量差。E-轨道能量 Planck常数 :h = 6.626×10- 34J·s 1900年,德国 Planck量子论; 1905年瑞士 Einstein光子论;Bohr结合 Rutherford 的原子模型,提出新的原子结构理论。 71-2 微观粒子的波粒二象性⑴ 光的波粒二象性( 20世纪初) Einstein: E = h? 光的波动性: 如衍射实验 光的粒子性: 如光电效应实验 P = mc⑵ 微观粒子都具有波粒二象性( 1924,法,德布罗依) 相对论: E = mc2 (3) 测不准原理( 1927,德国,海森堡) ① 有关计算: ② 电子运动的三个特征? 要点:81-3 波函数和原子轨道(1) 电子的波动方程( 1926,奥地利, Schrodinger )原子中电子的势能:(即方程的解 ,复杂的数学函数式)薛定谔 方程的解:为得到合理的解,引入了量子数 n,l,m。9坐标变换: ( p61-62)x = rsin?cos? y = rsin?sin ?z = rcos ?xy变换后的薛定谔方程:10n = 1, l = 0, m =0?1,0,0 = Zao1?p3/2e Zrao–n = 2, l = 0, m =0n = 2, l = 1, m =0?2,0,0 = Zao14?2p3/2 e Zr2ao–Zrao2 – ?2,1,0 = Zao14?2p3/2 e Zr2ao–r cos??n,l,m (r, ?,

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