本章预习应注意的问题

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1、本章预习应注意的问题：1.什么是氢原子光谱？Bohr理论的基本要点是什么？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、原子轨道和电子云概念。2.什么是四个量子数？理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。5.从原子的电子层结构了解元素的基本性质，熟悉原子半径、电离能、电子亲和能和电负性的周期性变化。第一章原子结构第一章原

2、子结构和元素周期系1-4原子结构的玻尔行星模型1-4-1氢原子光谱氢原子光谱由五组线系组成,任何一条谱线的波数(wavenumber)都满足简单的经验关系式:如：对于Balmer线系的处理n=3红（Hα）n=4青（Hβ）n=5蓝紫（Hγ）n=6紫（Hδ）玻尔模型认为,电子只能在若干圆形的固定轨道上绕核运动。它们是符合一定条件的轨道：电子的轨道角动量L只能等于h/(2)的整数倍：从距核最近的一条轨道算起,n值分别等于1,2,3,4,5,6,7。根据假定条件算得n=1时允许轨道的半径为53pm,这就是著

3、名的玻尔半径。1.关于固定轨道的概念1-4-2玻尔理论（Bohr’model）一、波尔理论的主要内容原子只能处于上述条件所限定的几个能态。指除基态以外的其余定态。各激发态的能量随n值增大而增高。电子只有从外部吸收足够能量时才能到达激发态。定态(stationarystates)：所有允许能态之统称。电子只能在有确定半径和能量的定态轨道上运动,且不辐射能量。基态(groundstate):n值为1的定态。通常电子保持在能量最低的这一基态。基态是能量最低即最稳定的状态。激发态(excitedstates)

4、:2.关于轨道能量量子化的概念3.关于能量的吸收和发射玻尔模型认为,只有当电子从较高能态(E2)向较低能态(E1)跃迁时,原子才能以光子的形式放出能量,光子能量的大小决定于跃迁所涉及的两条轨道间的能量差：ΔE=E2－E1=hνE:轨道的能量ν：光的频率h:Planck常量●计算氢原子的电离能●解释了H及He+、Li2+、B3+的原子光谱波型HαHβHγHδ计算值/nm656.2486.1434.0410.1实验值/nm656.3486.1434.1410.2●说明了原子的稳定性●对其他发光现象（如Ｘ射

5、线的形成）也能解释●不能解释氢原子光谱在磁场中的分裂●不能解释氢原子光谱的精细结构●不能解释多电子原子的光谱Why？1-5氢原子结构的量子力学模型1-5-1波粒二象性和德布罗意（deBroglie）关系式德布罗意预言：微观粒子具有光的特征性质——波粒二象性，即1-5-2海森堡(Heisenberg)不确定原理不可能同时准确测得电子的位置和动量！其测不准关系如下：●重要暗示——不可能存在Rutherford和Bohr模型中行星绕太阳那样的电子轨道。●具有波粒二象性的电子，不再遵守经典力学规律，它们的运动

6、没有确定的轨道，只有一定的空间概率分布。实物的微粒波是概率波。1.主量子数n(principalquantumnumber)1-5-3描述电子运动状态的四个量子数◆与电子能量有关，对于氢原子，电子能量只决定于n◆确定电子出现概率最大处离核的距离◆不同的n值，对应于不同的电子层（能层）１　２　３　４　５……KLMNO……◆与轨道角动量有关，对于多电子原子,l也与E有关◆l的取值0，1，2，3……n-1(亚层或能级）s,p,d,f…...◆l决定了波函数ψ的角度函数的形状2.角量子数l(angularmo

7、mentumquantumumber)nl1234（亚层0000s111p22d3f)◆与轨道角动量的取向有关，取向是量子化的◆m可取0，±1,±2……±l（共2l+1个值）◆取值决定了波函数ψ角度函数的空间取向◆m值相同的轨道互为等价轨道3.磁量子数m(magneticquantumnumber)lm轨道数0(s)1(p)2(d)3(f)0＋10－1＋2＋10－1－2＋3＋2＋10－1－2－31357s轨道(l=0,m=0):m一种取值,一种取向空间,一个s轨道p轨道(l=1,m=+1,0,-1)m

8、三种取值,三种取向,三个等价(简并)p轨道d轨道(l=2,m=+2,+1,0,-1,-2):m五种取值,空间五种取向,五个等价(简并)d轨道f轨道(l=3,m=+3,+2,+1,0,-1,-2,-3):m七种取值,空间七种取向,七个等价(简并)f轨道4.自旋量子数ms(spinquantumnumber)◆描述电子绕自轴旋转的状态◆自旋运动使电子具有类似于微磁体的行为◆ms取值+1/2和-1/2，分别用↑和↓表示磁场屏幕窄缝银原子流炉n,l,m一定,轨道