最新第六章-原子结构教学讲义ppt课件.ppt

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1、第六章-原子结构教学目的:1.了解核外电子运动的特殊性——波粒二象性2.理解波函数角度分布图，电子云角度分布图和电子云径向分布图3.掌握四个量子数的量子化条件及其物理意义；掌握电子层，电子亚层，能级和轨道等的含义4.能写出一般元素的原子核外电子排布式和价电子构型5.理解原子结构与元素周期表的关系原子结构理论的发展简史古代希腊的原子理论：产生公元前400年，希腊哲学家德模克利特提出万物由原子产生的思想道尔顿的原子理论：19世纪初，道尔顿创立了原子学说:①一切物质都是由不可见的，不可再分的原子组成，原子不能自生自灭；②同种类的原子具有相同的性质，不同的原子性质不同；③每一种物质都由

2、特定的原子组成。频率(s-1),Rydberg常数R=3.2891015s-1n1、n2为正整数，且n1

3、①在原子中，电子只能沿着一定的轨道绕核转动。电子在这种轨道上转动时，与外界没有能量交换，这种轨道称为定态原子轨道。②电子在不同轨道上作围绕原子核的运动时具有不同的能量，电子运动时所具有的能量状态称为能级，各能级的能量值是不同的。不能解释多电子原子光谱和氢光谱的精细结构氢光谱解释:①氢原子在正常或稳定状态时，电子尽可能处于能量最低的状态—基态。即基态电子在距核52.9pm的圆形轨道上运动。②当基态氢原子中的电子接受了外界能量时，电子会跃迁到较高的能级而使氢原子处于激发态。③电子在不同轨道之间跃迁（transition）时,会吸收或幅射光子，其能量取决于跃迁前后两轨道的能量差：h—

4、Planck常数，h=6.62610-34J.s6.1.2微观粒子的波粒二象性波动性——衍射、干涉、偏振…微粒性——光电效应、光谱…1924年，年轻的法国物理学家LouisdeBroglie（德布罗意）提出实物粒子具有波粒二象性。他认为电子、质子、中子、原子、分子、离子等实物粒子的波长为：光=h/p=h/mvh—Planck常数，h=6.62610-34J.s3年之后，（1927年），C.J.Davisson（戴维逊）和L.S.Germer（革末）的电子衍射实验证实了电子运动的波动性——电子衍射图是电子“波”互相干涉的结果，证实了deBroglie的预言。6.1.3不确定

5、原理1927年W.Heisenberg（海森堡）提出。不确定原理—对于具有波粒二象性的微观粒子，不可能同时准确测定它们在某一时刻的位置和速度（或动量）。即如果微粒的运动位置测得愈准确，则相应的速度（或动量）越不易测准，反之亦然。xpxh显然，x,则px;x,则px;h—Planck常数，h=6.62610-34J.s例:对于m=10克的子弹，它的位置可精确到x＝0.01cm,其速度测不准情况为：微观粒子如电子,m=9.1110-31kg,半径r=10-18m，则x至少要达到10-19m才相对准确，则其速度的测不准情况为=6.62610-34/(

6、43.149.1110-3110-19)=5.291014m.s-16.2.1波函数和薛定谔方程1926年奥地利物理学家E.Schrödinger提出.用于描述核外电子的运动状态，是一个波动方程。为近代量子力学奠定了理论基础Schrodinger波动方程在数学上是一个二阶偏微分方程。6.2氢原子核外电子的运动状态(x,y,z)—描述核外电子在空间运动的数学函数式(波函数)，即原子轨道.h—Planck常数，h=6.62610-34J.s；m—电子质量；E—电子总能量/J；V—电子势能/J简写:2+82m/h2(E–V)=0式中，2—Laplace（拉普拉斯

7、）算符2=∂2/∂x2+∂2/∂y2+∂2/∂z2(x,y,z)－描述核外电子在空间运动的数学函数式(波函数)，即原子轨道.m—电子质量.严格说应该用体系的“约化质量”代替:当m1>>m2时，m2h—Planck常数，h=6.62610-34J.sE—电子总能量/JV—电子势能/J，在单电子原子/离子体系中：0—介电常数，e—电子电荷，Z—核电荷，r—电子到核距离。“解薛定谔方程”—针对具体研究的原子体系，先写出具体的势能函数表达式，代入薛定谔方程求出和E的具体表达式(“结构