第 6 章 原子结构和元素周期律课件.ppt

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1、第6章原子结构和元素周期律§6.1近代原子结构理论的确立§6.2微观粒子运动的特殊性§6.3核外电子运动状态的描述(AtomicStructureandperiodiclawofelement)§6.4核外电子的排布§6.5元素周期表§6.6元素基本性质的周期性第6章原子结构与元素周期律AtomicStructureandperiodiclaw原子结构的探索过程1.天然放射性的发现2.电子的发现3.原子核的发现4.核电荷的确定5.质子的发现6.中子的发现第6章原子结构与元素周期律§6.1近代原子结构理论的确立§6.1.1原子结构模型§6.1近代原子结

2、构理论的确立（从经典力学到早期量子论）（1）黑体辐射与能量量子化（Planck提出量子论P109）（2）光电效应与光量子化（Einstein提出光量子(光子)概念P109）第6章原子结构与元素周期律§6.1近代原子结构理论的确立§6.1.2氢原子光谱(HydrogenAtomicSpectrum)微观世界中状态量子化的另一证据是原子的线状光谱。连续光谱：又称带状光谱。是由不间断的各种波长的光组成的光谱。如太阳光或白炽灯发出的白光，通过玻璃三棱镜时，所含不同波长的光可折射成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等没有明显分界线的光谱。第6章原子结构与元素周期律§6

3、.1近代原子结构理论的确立第6章原子结构与元素周期律§6.1近代原子结构理论的确立线状光谱：不连续的光谱。是由不同频率的一系列普线所组成的光谱。原子（包括氢原子）得到能量（高温、通电）会发出单色光，经过棱镜分光得到线状光谱。连续光谱一般由分子发出，而线状光谱由原子发出。任何单原子气体在激发态时都会产生线状光谱。每种元素都有自己的特征线状光谱。1、实验第6章原子结构与元素周期律§6.1近代原子结构理论的确立第6章原子结构与元素周期律§6.1近代原子结构理论的确立2、特点★在可见光有四条明显的谱线。★四条谱线的波长满足：（当n=3、4、5、6时，为Bal

4、mer线系）★四条谱线的波数也满足Rydberg公式：(n2＞n1，RH为Rydberg常数)第6章原子结构与元素周期律§6.1近代原子结构理论的确立n=3红（Hα）n=4青（Hβ）n=5蓝紫（Hγ）n=6紫（Hδ）Balmer线系：（1）假设核外电子不能沿任意轨道运动，而只能在确定半径和能量的轨道上运动；正常情况下，原子中电子尽可能处在离核最近的轨道上运动，此时能量最低—原子处于基态（最低能级n1=1）。当原子受到辐射获得能量后，电子可跃迁到离核较远的轨道上—原子处于激发态（较高能级n2）；2.玻尔理论(Bohr’sTheory)第6章原子结构与元

5、素周期律§6.1近代原子结构理论的确立处于激发态的电子不稳定，可以跃迁到离核较近的轨道上，能量差以电磁波的形式辐射E：轨道能量(OrbitalEnergy)：频率(Frequency)h：Planck常数(PlanckConstant)普朗克第6章原子结构与元素周期律§6.1近代原子结构理论的确立（2）求出氢原子轨道的半径、能量、辐射能频率r=0.053n2(nm)如n=1，r=0.053(nm)，E=-2.17910-18J第6章原子结构与元素周期律§6.1近代原子结构理论的确立由Bohr模型,结合经典力学运动定律,可解出Rydberg常数的理论

6、值，进而计算各已知线系波数.结果与实验值相当符合。第6章原子结构与元素周期律§6.1近代原子结构理论的确立波尔理论的成功与缺陷第6章原子结构与元素周期律§6.1近代原子结构理论的确立成功解释了氢原子光谱的产生；证实了里德堡公式；提出了能级概念；无法解释多电子原子的光谱和氢光谱精细结构等问题。未能完全冲破经典物理的束缚，电子在原子核外的运动采取了宏观物体的固定轨道，没有考虑电子本身具有微观粒子所特有的规律性——波粒二象性。§6.2.1微观粒子的波粒二象性(wave-particlequality)1.实物粒子的波粒二象性第6章原子结构与元素周期律§6.

7、2微观粒子运动的特殊性§6.2微观粒子运动的特殊性Newton认为：光是由光子流组成。Huygens认为：光是一种波。Maxwell用电磁场实验证实了波动性，Einstein的光子学说（光电效应）又证明了光的粒子性。第6章原子结构与元素周期律§6.2微观粒子运动的特殊性LouisdeBroglie认为：对于光，其波动性发现在先，微粒性发现在后；对于实物微粒是否可以颠倒过来，即微粒性发现在先，波动性发现在后呢？同时指出：电子及所有实物粒子应与光相似，既具有波动性又具有微粒性。deBroglie关系式为：证实：电子衍射实验的干涉图纹电子衍射示意图1927

8、年，Davisson和Germer实验：定向电子射线晶片光栅衍射图象应用Ni晶体进行的电子衍射实验，证实了电