医用基础化学课件-第九章 原子结构.ppt

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1、第九章原子结构第一节核外电子运动状态及特征第二节氢原子的波函数和量子数第三节多电子原子的核外电子排布第四节原子的电子组态与元素周期表第五节核医学简介教学要求掌握核外电子运动的特殊性——波粒二象性掌握波函数、原子轨道、电子云的概念及意义掌握描述核外电子运动特征的四个量子数掌握原子轨道的角度分布图和电子云的角度分布图熟悉多电子原子原子轨道近似能级图掌握多电子原子核外电子排布规律及电子排布式熟悉元素周期表分区了解元素的原子半径、电负性等周期性变化规律原子结构的认识史古代哲学思想公元前四百年，古希腊卓越的唯物论者德谟克利特提出万物由“原子”产生。“原子”即不可分之意1741年，俄国的罗蒙诺索夫

2、曾提出物质构造的粒子学说，但由于缺乏实验基础，未曾受到重视。十八世纪末，欧洲进入资本主义的上升时期，生产的迅速发展推动了科学的进展。出现了较精密的天平，化学科学从定性研究进入定量研究。1.质量守恒定律　　1756年，罗蒙诺索夫2.定组成定律　　1779年，法国，普劳斯特：一种纯净的化合物不论来源如何，各组分元素的质量都有一定的比例。3.倍比定律　　1803年，英国中学教师道尔顿发现：当甲、乙两种元素互相化合生成两种以上化合物时，则在这些化合物中，与同一质量的甲元素化合的乙元素的质量互成简单的整数比。十九世纪初（1808年），道尔顿在继承了古希腊的原子论的基础上，提出了他的原子学说：1.

3、物质是由原子构成，原子不可分割，不能自生自灭2.同种元素的原子在质量、形状上、性质上完全一致，不同种类的原子则不同。3.每一种物质均由它自己的原子组成。单质由简单原子组成，化合物由复杂原子组成。而复杂原子又是由为数不多的简单原子所组成。复杂原子的质量又是组成它的简单原子的质量之和。1811年，意大利化学家阿佛加德罗引入“分子”的概念。认为原子虽是构成物质的最小微粒，但它并不能单独存在。恩格斯评价：化学中的新时代是从原子论开始的，近代化学的始祖是道尔顿而非拉瓦锡。原子分子论的建立，阐明了原子与分子间的联系与差别，使人们在认识物质的深度上产生一个飞跃，澄清了长期以来的混乱。——但它也只是一

4、定历史时期的相对真理。十九世纪末，科学上一系列的发现，打破了原子不可再分的观点，人们对物质结构的认识又进入了一个新的阶段。1895年X射线的发现伦琴天然放射性的发现，1896年法国贝克勒尔放射性理论的提出天然放射性物质都能放射出几种不同的射线，这些都是源自于核裂变，从而证明原子是可分的居里夫人电子的发现汤姆逊布丁模型，1897年α粒子散射实验卢瑟福行星模型，1911年但该模型与经典的电磁理论相矛盾。另外，原子光谱也是线状光谱（非连续光谱）。按麦克斯韦的电磁理论，绕核运动的电子应不停地连续向外辐射电磁波，得到连续光谱，由于电磁波的不断辐射，电子的能量应逐渐减小，终于落于核上。一、玻尔理论

5、的基础1.氢原子光谱巴尔麦里德堡1.09677×107m-1n1=2，巴尔麦系，可见光谱n1=3，帕邢系，红外光谱n1=1，莱曼系，紫外光谱第一节核外电子运动状态及特征2.能量量子化和光子学说－20世纪初1900年，普朗克（Planck）提出了能量量子化的概念。他认为黑体辐射频率为的能量是不连续的，只能是h的整数倍。h称为普朗克常数，6.626×10-34J·s。1905年，爱因斯坦提出了光子学说，圆满地解释了光电效应。——光的波粒二象性。光子能量光子质量动量光的强度取决于光子密度。能量像粒子一样是不连续的，具有最小的分立的能量单位——量子物质吸收或者发射的能量总是量子的整数倍光的

6、能量最小单位——光子电量的最小能量单位——电子量子理论只在微观世界有意义1913年，丹麦物理学家玻尔（Bohr）在牛顿力学的基础上，吸收了量子论和光子学说的思想，建立了玻尔原子模型。(定态同心圆模型)玻尔的氢原子模型1.定态假设：核外电子运动有一定的轨道，在此轨道上运动的电子既不放出能量也不吸收能量。称为定态。能量最低的定态称为基态能量高于基态的定态称为激发态2.量子化假设：在一定轨道上运动的电子具有一定的角动量和能量，这个角动量和能量只能取某些量子化的条件所决定的数值。n＝1,2,3,4,5‥‥‥，称为主量子数3.跃迁规则：电子吸收光子就会跃迁到能量较高的激发态，反之，激发态的电子会

7、放出光子，返回基态或能量较低的激发态；电子吸收或放出光子的能量为跃迁前后两个能级的能量之差。巴尔麦系帕邢系莱曼系但在解释多电子原子时，却遇到了难以解决的因难成功解释氢原子光谱及类氢离子光谱。误差在千分之一以下。优点：指出原子结构量子化的特性用量子化解释了原子结构和氢光谱的关系缺点：未能完全摆脱经典物理的束缚无法解释多电子系统和原子光谱的精细结构玻尔理论的优缺点对于原子中电子运动的描述，要在新的量子力学出现后，才能得到和实验结果相符合的结果。相对