《物质结构简介》PPT课件

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1、1§4-2原子的量子力学模型§4-3原子核外电子结构§4-4元素基本性质的周期性变化§4-5离子键第四章物质结构简介2§4-8晶体知识简介§4-7分子间力和氢键§4-6共价键3教学指导重点掌握描述电子运动状态的四个量子数的物理意义及取值规则。难点掌握原子核外电子排布规律,并判断元素在周期表中的位置及主要性质。掌握杂化轨道与分子空间构型及分子极性的关系。原子的量子力学模型;杂化轨道理论。41.了解电子等微观粒子运动的特殊性：能量的量子化、波粒二象性，了解不确定原理。2.了解原子轨道、波函数、概率、概率密度、电子云的概念，了解原子轨道和电子云的角度分布特征,重点掌握描述电

2、子运动状态的四个量子数的物理意义及取值规则。3.根据电子排布三原则和近似能级图，掌握原子核外电子排布规律,并根据电子排布式判断元素在周期表中的位置及主要性质。讲授建议54.了解屏蔽效应、钻穿效应、能级组、价电子构型等概念；5.了解原子半径、有效核电荷、电离能、电子亲和能、电负性的概念及递变规律；6.了解离子键、共价键理论要点，掌握杂化轨道与分子空间构型及分子极性的关系，了解晶体的种类及基本性质。7.利用化学键、分子间力、氢键和晶体类型说明物质的有关性质及递变规律。6§4-1氢原子光谱一、氢原子光谱二、玻尔理论7一、氢原子光谱1911年，英国物理学家卢瑟福通过粒子散射

3、实验，提出了著名的“含核原子模型”——原子行星模型:确认原子是由带正电荷的原子核及带负电荷的电子组成。确定了原子的组成问题。8贡献：卢瑟福原子模型说明了原子的组成。问题：1.原子光谱应为连续光谱；2.电子运动发射电磁波，能量渐失，直到最后堕入原子核使原子湮灭。按其模型而事实是：原子光谱是不连续光谱——线状光谱；原子也没有湮灭。9核外电子的分布规律和运动状况及近代原子结构理论的研究和确立则是从氢原子光谱实验开始的。.卢瑟福原子模型利用经典电磁学理论已解释不了氢原子的线状光谱，解释不了氢光谱与核外电子运动状态之间的关系；1011二、玻尔理论1913年，丹麦物理学家玻尔(卢

4、瑟福的学生)在卢瑟福原子模型基础上，根据普朗克的“量子学说”和爱因斯坦“光子学说”,提出了“玻尔理论”，成功解释了氢原子光谱。玻尔12玻尔理论要点：（1）在原子中，电子不能任意运动,只能在有确定半径和能量的特定轨道上运动，电子在这样的轨道上运动时是稳定的，不吸收或放出能量。（2）电子在不同轨道上运动具有不同能量,电子运动时所处的能量状态称为能级。电子的能量是量子化的。13玻尔推导出轨道半径和能量计算式：rn=a0n2(a0=52.9pm，玻尔半径)En=-B/n2(n为量子数，n=1,2,3…)B为氢原子基态能量,2.17910-18Jn=1的能级能量最低,称为基态

5、或最低能级；其他称为激发态或较高能级。14（3）只有当电子在不同能级上跃迁时，才吸收或放出能量，辐射一定频率的光。E1E2ΔE=E2-E1=hh普朗克常量(6.626×10－34J·s)E的常用单位为J玻尔理论不是直接由实验方法确立的，是在上述三条假设基础上进行数学处理的结果。15玻尔理论成功地解释了氢原子光谱的形成和规律性，玻尔因此获得1922年诺贝尔物理学奖。应用玻尔理论可以解释氢原子光谱，当电子从n=3，4，5，6，7等轨道跳回n=2的轨道时，按上式计算出来的波长分别等于656.3nm，486.1nm，434.0nm，410.2nm，397.0nm，即为氢光谱

6、中可见光区的H,H，H,H,H的波长。16贡献：成功地解释了氢原子光谱的形成和规律性，还可解释类氢离子（He+,Li2+,Be3+等）的光谱。问题：不能说明多电子原子光谱，也不能说明氢原子光谱的精细结构，对于原子为什么能够稳定存在也未能作出满意的解释。原因：电子是微观粒子，它的运动不遵守经典力学的规律而有其特有的性质和规律。因此玻尔理论必定要被随后发展完善起来的量子力学理论所代替。17§4-2原子的量子力学模型一、微观粒子的波粒二象性二、核外电子运动状态的近代描述四、原子轨道和电子云的图像三、四个量子数18一、微观粒子的波粒二象性1905年爱因斯坦提出光子学

7、说——光有波粒二象性，结束了近200年对光波动性和粒子性的争论。1.德布罗意波1924年，年轻的法国物理学家德布罗意大胆提出：“一切实物粒子都具有波粒二象性。”这种波称为德布罗意波或物质波。19物质波波长：m—实物粒子的质量v—实物粒子的速度p—实物粒子的动量（粒子性）电子、原子、分子、中子等微观粒子具有物质波，都具有波粒二象性；质量m较大的宏观物体，波动性不显著,可视其无波动性。20实验依据——1927年，美国的戴维森、杰尔麦的电子衍射实验证明了德布罗意的假设电子束衍射图和光衍射图是极相似的同心圆环——证明电子确实有波动性。电子衍射原理示意图21玻