原子结构与元素周期律绪论

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1、第6章原子结构与元素周期律8学时6核外电子运动状态的描述345核外电子的排布元素周期表元素基本性质的周期性主要内容23近代原子结构理论的确立微观粒子运动的特殊性11、核外电子的运动状态（基本概念）：氢原子光谱和玻尔理论，微观粒子的波粒二象性，波函数和原子轨道，几率密度和电子云，波函数的空间图象，四个量子数（重点）。2、核外电子的排布和元素周期系（重点）：鲍林的原子轨道近似能级图，核外电子的排布原则，原子的电子层结构和元素周期系。3、元素基本性质及其周期性（重点）：原子半径，电离能，电子亲和能，电负性。主要内

2、容古希腊哲学家Democritus在公元前5世纪指出，每一种物质是由一种原子构成；原子是物质最小的、不可再分的、永存不变的粒子。原子atom一词源于希腊语，原义是“不可再分的部分”。4－1－1原子结构模型4－1近代原子结构理论的确立100年前的今天，正是人类揭开原子结构秘密的非常时期。我们共同回顾这一时期科学发展史上的一系列重大的事件。随着质量守恒定律、当量定律、倍比定律等的发现，人们对原子的概念有了新的认识。1896年法国人贝克勒（Becquerel）发现铀的放射性1879年英国人克鲁科斯（Crookes

3、）发现阴极射线1897年英国人汤姆生（Thomson）测定电子的荷质比，发现电子1898年波兰人玛丽∙居里（MarieCurie）发现钋和镭的放射性1904年英国人汤姆生（Thomson）提出正电荷均匀分布的原子模型1900年德国人普朗克（Planck）提出量子论1909年美国人密立根（Millikan）用油滴实验测电子的电量1905年瑞士人爱因斯坦（Einstein）提出光子论，解释光电效应1911年英国人卢瑟福（Rutherford）进行粒子散射实验，提出原子的有核模型1913年丹麦人玻尔（Bohr）

4、提出玻尔理论，解释氢原子光谱4－1－2氢原子光谱用如图所示的实验装置，可以得到氢原子光谱，这是最简单的一种原子光谱。红橙黄绿青蓝紫氢原子光谱特征：不连续光谱,即线状光谱，其频率具有一定的规律。1913年瑞典物理学家Rydberg找出了能概括谱线的波数之间普遍联系的经验公式——Rydberg公式式中σ为波数（指1cm的长度相当于多少个波长），RH称为里德堡常数，其值为1.097105cm-1，n1和n2为正整数，且n2n1。σ=（）―1n221n12RH1913年，丹麦物理学家Bohr在Planck量子论

5、、Einstein光子论和Rutherford有核原子模型的基础上，提出了新的原子结构理论，即著名的Bohr理论。4－1－3玻尔理论Bohr理论解释了当时的氢原子线状光谱，既说明了谱线产生的原因，也说明了谱线的波数所表现出的规律性。Planck的量子论：物质的能量是不连续的，量子化的，能量以光的形式传播时，其能量的最小单位称光量子，也叫光子。与光的频率成正比：E:轨道的能量ν：光的频率h：Planck常数=6.626×10-34J.s物质吸收或发射的能量只能是的整数倍。就像电量的最小单位是一个电子电量一样。

6、1.核外电子只能在有确定半径和能量的轨道上运动,且不辐射能量；因此，在通常的条件下氢原子是不会发光的。2.通常，电子处在离核最近的轨道上，能量最低，原子处于基态；原子获得能量后，电子被激发到高能量轨道上，原子处于激发态。玻尔理论主要内容：3.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。E轨道能量；h普朗克常量虽然，玻尔理论极其成功地解释了氢原子光谱，但它的原子模型仍然有着局限性，在计算氢原子的轨道半径时，仍是以经典力学为基础的，因此它不能正确地反映微观粒子运动的规律。h=E2—E14－2微观粒

7、子运动的特殊性4－2－1微观粒子的波粒二象性1924年，法国年轻的物理学家德布罗意（deBroglie）指出：对于光的本质的研究，人们长期以来注重其波动性而忽略其粒子性；与其相反，对于实物粒子的研究中，人们过分重视其粒子性而忽略了其波动性。德布罗意将爱因斯坦的质能联系公式E=mc2和光子的能量公式E=h联立得到mc2=h所以mc2＝hcλ故mc＝hλ用p表示动量，p=mc，故有公式式子的左侧动量p是表示粒子性的物理量，而右侧波长是表示波动性的物理量，二者通过公式联系起来。德布罗意认为具有动量p的微观粒

8、子，其物质波的波长为。德布罗意的假设被后来的实验所证实。p＝hλ电子枪衍射环纹感光屏幕薄晶体片电子束1927年，戴维森和汤姆生应用Ni晶体进行电子衍射实验。感光荧屏上得到明暗相间的环纹，类似于光波的衍射环纹。因此，研究微观粒子的运动，不能忽略其波动性。所以说，微观粒子运动具有波粒二象性，描述微观粒子运动不能使用经典的牛顿力学，要用量子力学。电子衍射实验证实了德布罗意的预言,这种物质波称为德布罗意波。4－2－2不