《原子结构基础》PPT课件.ppt

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1、第5章原子结构基础Chapter5TheBaseofAtomicStructure1．初步了解原子核外电子运动的近代概念、原子能级、波粒二象性、原子轨道（波函数）和电子云概念.2．了解四个量子数对核外电子运动状态的描述，掌握四个量子数的物理意义、取值范围.3．熟悉s、p、d原子轨道的形状和方向.4．理解原子结构的近似能级图，掌握原子核外电子排布的一般规则和s、p、d、f区元素的原子结构特点.本章教学要求6．了解化学键的本质、共价键键长、键角等概念；7．了解杂化轨道理论的要点，并能用该理论说明一些分子的空间构型；8．了解分子间力和晶体结构及其对物理性质的影响。本章教学要求5．学会从原子的

2、电子层结构了解元素性质，熟悉原子半径、电离能、电子亲合能和电负性的周期性变化.5.1原子结构的近代概念TheRecentConceptofAtomicStructure本章教学内容5.2多电子原子的电子分布方式和周期系TheElectronicDistributionofManyElectronAtom&PeriodicSystem5.3化学键与分子间相互作用力ChemicalBond&IntermolecularForce5.4晶体结构CrystalStructure5.1.1波函数（WaveFunction）5.1.2电子云（ElectronCloud）5.1原子结构的近代概念Th

3、eRecentConceptofAtomicStructure夸克质子中子原子核电子原子(离子)微观宇宙单质化合物星体宏观纳米材料化学研究的对象分子本章涉及的结构部分原子结构化学键分子间力氢原子结构的量子力学模型：波尔模型(thequantummechanicalmodelofthestructureofhydrogenatom—Bohr’model)①不连续的、线状的；②是很有规律的.氢原子光谱特征:Theelectromagneticspectrum5.1.1波函数（WaveFunction）著名的普朗克方程：E=hv……………(1)h—叫普朗克常量(Planckconstant)

4、,值为6.626×10-34J·s.●光的波粒二象性：相对论中的质能联系定律：E＝mc2.........(2)联立(1)(2)式，得：λ＝h/mc......................(3)c—光速，值为3×108m·s-1体现波动性体现粒子性●电子的波粒二象性：1924年，法国年轻的物理学家德布罗意(LouisdeBroglie)提出实物粒子、电子、原子等也具有波粒二象性：λ＝h/mvv—实物粒子运动速率(m·s-1)1927年，通过电子衍射证实了德布罗意的假设。matterwave电子的衍射图电子的波动性是电子许多行为的统计结果。∵电子的一次行为并不能确定其出现的具体位置。

5、概率波短时间长时间微观粒子电子：宏观物体子弹：m=1.0×10-2kg,υ=1.0×103m•s-1,λ=6.6×10-35mQuestion波粒二象性是否只有微观物体才具有？以波的微粒性（即能量量子化概念）为基础建立了他的氢原子模型.波粒二象性对化学的重要性在于：H+HH-DHe等则以微粒波动性为基础建立起原子的波动力学模型.波尔薛定鳄如果某一物理量的变化是不连续的，而是以某一最小单位作跳跃式的增减，这一物理量就是量子化的，其最小单位就称这一物理量的量子(quantum)。量子：一、微观粒子的运动特征原子的量子力学模型1.量子性如宏观物体所带的电荷量从Q增加到Q+dQ，Q>>dQ，

6、但dQ所包含的电子个数却是很大的(例如1库仑的电荷量为6.241018个电子的电量)从宏观上QQ+dQ可以认为是连续变化的。在微观领域里，一个微观粒子如果是一个离子，所带电荷只有一个或几个电子，从而离子所带电荷的变化，如A-A2-A3-，就不能认为是连续变化的，而是跳跃式的变化。氢原子核外电子所处的能级是不连续的，即电子所具有的能量是量子化的。当电子从一个能级跃迁到另一个能级上是时，粒子能量的改变是跳跃的。4.海森堡的测不准原理（Heisenberg’uncertaintyprinciple）2.波粒二象性德布罗依波或物质波：实物微粒除具有粒子性外，还具有波的性质，这波称为(

7、matterwave)。λ＝h/mv概率密度：单位体积的概率。概率波：电子运动在空间出现的概率可以由波的强度表现出来，因此电子及其微观粒子波（物质波），又称概率波。3.微观粒子运动的统计性Δx·Δp≥h/(2π)即不可能同时测得电子的精确位置和精确动量！薛定锷方程二、核外电子运动状态的近代描述★方程中既包含体现微粒性的物理量m,也包含体现波动性的物理量ψ;★求解薛定锷方程,就是求得波函数ψ和能量E;★解得的不是具体的数值,而是包括三个常数(