教学指导--原子结构和元素周期律

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1、龜屋亡產鼻疽厨豆可可首页基本要求重点难点讲授学时内容提要1基本要求[TOP]1.1掌握四个量了数的取值限制和它们的物理意义，量了数组合和轨道数的关系；原了轨道、电了云的角度分布；基态原子核外电子排布遵守的三条规律（Pauli不相容原理，能量最低原理，Hund规则）。1.2熟悉原子轨道和概率密度的观念；熟悉原子轨道的角度分布图、径向分布函数图的意义和特征；熟悉电子组态与元素周期表的关系，有效核电荷、原子半径及电负性变化规律。1.3了解氮原子的Bohr模型；电子的波粒二象性，测不准原理；电子云的径向分布；元素性质的周期性变化规律；元索和人体健康。2重点难点[TOP]2.1重点2.1.1

2、原子轨道、概率密度的观念；八、/、加、$4个量子数；电子组态和价层电子组态。熟悉的意义和特征；熟悉电子组态与元索周期表的关系，冇效核电荷、原了半径及电负性变化规律。2.1.2原子轨道的角度分布图和径向分布函数图；了解原子结构的有核模型和Bohr模型；了解了解元索和健康的关系。2.1.3电子组态的书写、与元素周期表的关系；元素性质的变化规律。2.2难点2.2.1电了的波粒二象性、测不准原理；波函数和原了轨道。222原子轨道的角度分布图和径向分布函数图。2.2.3熟悉电子组态与元素周期表的关系。3讲授学时[TOP]建议4〜6学吋4内容提要[TOP]笫一节笫二节笫三节笫四节4.1第一节氢

3、原子的结构4.1.1氢光谱和氢原了的Bohi•模型氢原子的发射光谱是不连续的线光谱。经典物理学对微观粒子高速运动领域的实验结果已经解释不ToBohrN综合关于热辐射的量子论、光子说和原子有核模型，提出原子结构的三项基本假定：1.电子在处于某些定态的原子轨道上绕核作圆周运动。2.原了可由一种定态（能级为）跃迁到另一种定态（能级屁），在此过程中吸收或发射辐射，辐射的频率可由公式力a=E,-EX决定。3.定态时，电子的轨道运动角动量L必须等于力/2Ji的整数倍。计算出氢原子定态的能量为En=-^-（沪1,2,3,4,…），解禅了氢原子光谱。n~4.1.2电了的波粒二象性法国物理学家d

4、eBroglieL导出微观粒子（如电子、原子等）具有波动性的deBroglie关系式hhZ=-=—（p为粒子的动量，刃为质量，"为粒子运动速度；人为粒子波波长），提出微观粒子具pmu有波粒二彖性。微观粒子的波动性和粒子性通过普朗克常量力联系和统一起来。deBroglie关系式分别被美国物理学家DavissonCGermerI.及英国ThomsonGP的电了衍射实验所证实。BornM从统计的角度解释了电子的这种波动也即衍射图像上，亮斑强度人的地方，电子出现的概率人；反之，电子出现的概率小。所以，电子波是概率波，空间任一点的波强度是和电子在该处出现的概率成正比。4.1.3测不准原理由于

5、微观粒了的运动兼具波动性，则町料想它不会同时具冇确定的位置和动量。1927年，德国科学家HeisenbergW提出著名的测不准原理。他指出，具冇波动性的粒子当某个坐标被确定得越精确，则在这个方向上的动量（或速度）就越不确定，反Z亦然：△*・△pPh/S（△九为朋标上粒子在*方向的位置误差，△以为动量在/方向的误差）。测不准原理表切微观粒子的运动不存在确定的运动轨迹。4.2第二节量子数和原子轨道[TOP]4.2.1量了数波函数（妙）描述了电子的运动状态，I©I'表示在原子核外空间某处电子出现的概率密度，即在该处单位体积中电子出现的概率。

6、肖

7、2的儿何图形直观地衣示电子概率密度的人小，

8、俗称电子云。在量子力学中，原子轨道仅仅是波函数的代名词，绝无经典力学中的轨道含义。原子轨道在空间是无限扩展的，一般把电了出现概率在99%的空间区域作为原了轨道的大小。0（原子轨道）是空间坐标的函数，表示成〃（厂，&,0）。合理的波函数，必须满足一些整数条件，否则波函数将为零。这些整数分别被称为主量子数（刀）、角量子数（/）、磁量子数5）。当刀、/和刃的取值一定时,一个不为零的波函数Sd,0）就确定了。此时,它才代表一种确定的运动状态。研究电子的运动状态实则上是研究原子中电子在核外空间出现的概率密度分布，可以说波函数给出了电了运动的全部信息。因此，运用一组量了数的组合就可以方便地了解

9、原了轨道，而不必去记忆波函数复杂的数学式。量子数的取值限制和它们的物理意义如下：1.刀是决定电子能量的主要因素，可以取任意正整数值，即1,2,3,・・・。77越小，能量越低。氢原子的能量只由主量子数决定。多电子原子由于存在电子间的静电排斥，能量在一定程度上还取决于量了数7o主最子数还决定原子轨道的大小，〃愈人，原子轨道也愈人。〃也称为电子层。电子层用下列符号表示：电子层符号KLMN••-n1234-・2./决定原了轨道的形状，只能取小于〃的正整数和零：0,1,2,3,