《无机化学》电子教案：原子结构

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1、《无机化学原理》讲义要点第8章原子结构【教学要求】1.掌握多电子原子轨道近似能级图和核外电子排布，并能确定它们在周期表中的位置;掌握周期表元素的分区、结构特征.2.熟悉四个量子数的名称、符号、取值和意义;熟悉s、p、d原子轨道与电子的形状和空间的伸展方向;熟悉原子半径、电离能、电子亲和能和电负性的变化规律.3.了解氢原子光谱和能级的概念;了解原子轨道、概率和概率密度、电子云等概念.【教学重点】1.核外电子的运动状态，Schrodinger方程，波函数和电子云.2.核外电子排布与原子轨道能级图，核外电子分布的三原则，屏蔽效应和穿透效应.3.原子

2、半径、电离能、电子亲和能和电负性的变化规律.【教学难点】1.Schrodinger方程.2.核外电子排布的原子轨道能级图；屏蔽效应和穿透效应.【教学课时】6【内容概要】1•微观粒子运动的特殊性微观粒子的波粒二象性，测不准原理，微观粒子运动的统计性规律；2•核外电子运动状态的描述定谭方程，用四个量子数描述电子的运动状态，儿率和儿率密度径向分布和角度分布；3•核外电子排布和元素周期律多电子原子的能级，科顿（F.A.Cotton）轨道能级图，核外电子排布原则，元素周期表4•元素基本性质的周期性原子半径，电离能，电子亲合能，电负性。§8.1核外电子的

3、运动状态100年前，正是人类揭开原了结构的秘密的非常时期。我们共同来回顾19世纪末到20世纪初，科学发展史上的一系列重大的事件。1879年英国人Crookes发现阴极射线1896年法国人安东尼•亨利•贝克勒尔AntoineHenriBecquerel发现铀的放射性1897年英国人thomson测电了的荷质比发现电了1898年波兰人MarieCurie发现针和镭的放射性1899年英国人Rutherford发现二，忙，「射线1900年德国人Planck提出量子论1905年瑞士人Einstein提出光了论解禅光电效应1909年美国人Millikan

4、用油滴实验测电子的电量1911年英国人Rutherford进行工粒子散射实验提出原子的冇核模型1913年丹麦人Bohr提出Bohr理论解释氢原子光谱§8.1.1氢原子光谱和玻尔理论人们对原子中电子的分布和运动状态的了解，起初受到光谱的启发。1.连续光谱1865年J.C.Maxwcll指出光是电磁波，即是电磁辐射的一种形式。电磁辐射包括无线电波、TV波、微波、红外、可见光、紫外X射线、丫射线和宇宙射线（如图8・1所示）。可见光仅是电磁辐射的一小部分，波长范围是400nm（紫光）至700nm（红光）。7-niysX计v£InfraredMicro

5、wavesRadio11一」L图可见光与电磁辐射太阳光或白炽灯发出的白光，通过玻璃三棱镜时，所含不同波长的光口J折射成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等没有明显分界线的光谱，这类光谱称为连续光谱。2氢原子光谱一■原子发射光谱原子（包括氮原子）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。即原了光谱属于不连续光谱。每种元素都有白己的特征线状光谱。氢原子光谱如图所示。四条谱线的波长、频率的关系式一并列出。c=以c=2.988x108m*s4氢原子光谱的特征：★不连续光谱，即线状光谱。★其频率具有一定的规律。p=3.289x10^（-^2

6、■—j）s]Balmer经验公式：2n”=3,4,5,6请思考!式中2,n,3.289X1O15各代表什么意思?3氢原子光谱特点（1）.不连续的线状光谱（2）.谱线频率符合式中,频率v（s-l）,Rydberg常数R=3.289x1015s-1如、n2为正整数，且wi

7、灭。事实：氢原了光谱是线状（而不是连续光谱）；原了没有湮灭。5玻尔理论1913年丹麦物理学家Bohr发表了原子结构理论的4点假设：▲核外电子只能在有确定半径和能量的轨道上运动，且不辐能量。▲通常，电了处在离核最近的轨道上，能虽最低一某态；原子得能虽后，电了被激发到高能轨道上，原子处于激发态。▲从激发态回到基态释放光能，光的频率収决于轨道间的能量差。Balmer线系hv=总2・E]原子能级II-SLyno係图匕2氢原了光谱与氢原了能量△E=加6.626x10*34J-sx3.289x10152.179x10'18)1V=:3.289x1015n

8、=3红（比）h=4青（H卩）n=5蓝紫(Hy)n=6紫（h6）p■p)宀日2"圧V=h心为Rydberg常量，其值为2.179xlO_18J当11]=1,门2=8