《原子结构模型》PPT课件.ppt

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1、8.1原子结构的基本模型MAINMODELOFATOMICSTRUCTURE2021/8/312上章下节8.1.1氢原子光谱和玻尔理论8.1.2氢原子的量子力学模型返回章8.1原子结构的基本模型2021/8/313特征:①不连续,线状的;线状光谱(不连续光谱)连续光谱(continuousspectrum)n=3,4,5,6②有规律(1885巴尔麦).8.1.1氢原子光谱和玻尔理论休息1.氢原子光谱(atomicspectrumofhydrogen):卢瑟福含核原子模型.2021/8/314通常原

2、子所处的能量最低状态.①定态轨道(orbit)假设;②轨道能量假设;轨道能量quantization.原子轨道不同能量状态称为能级(energylevel).2.玻尔理论(1913)的要点:基态(groundstate):玻尔8.1.1氢原子光谱和玻尔理论③能量的吸收与释放假设.跃迁(jump).6休息2021/8/315氢原子轨道能级示意图8.1.1氢原子光谱和玻尔理论2021/8/316原子中electron处于离核较远,能量较高轨道上运动的状态.激发态(excitedstate):←普朗克常

3、数8.1.1氢原子光谱和玻尔理论absorption或emission的频率与两个定态轨道间能量差E的关系为:如当氢原子中电子从n=3轨道跃迁回n=2轨道时所发射光的波长为:=656.0nm.4休息2021/8/317玻尔理论的局限性.8.1.1氢原子光谱和玻尔理论目录休息2021/8/3181.微观粒子的运动特征:(1)波粒二象性(wave-particledualism):电子衍射实验.阴极射线管中两极间的小轮当电子流通过时会转动.(2)统计性:测不准原理(uncertaintyprinc

4、iple,1927):8.1.2氢原子的量子力学模型海森堡对具有波粒二象性的微粒而言,不可能同时准确测定它们在某瞬间的位置和速度(或动量).休息2021/8/319原子核外电子运动没有确定的轨道,而是具有按概率分布的统计规律.2.波函数与原子轨道角度分布图:(1)波函数():薛定谔方程(1926):8.1.2氢原子的量子力学模型概率波.薛定谔波函数原子的总能量原子核对电子的吸引能电子的质量普朗克常数电子的空间坐标休息2021/8/3110对氢原子来说,是描述氢原子核外电子运动状态的数学表达式.

5、8.1.2氢原子的量子力学模型态函数.(2)波函数与原子轨道:坐标系(x,y,z)(r,,)=R(r)·()·()=R(r)·Y(,).薛定谔方程每一个合理的解i代表了原子中电子一种可能的运动状态,与该解对应的能量值就是该定态对应的能级.径向波函数角度波函数休息2021/8/3111波函数的空间图像—原子核外电子运动的空间范围,可看成“原子轨道”(AtomicOrbital)(或“原子轨函”).(3)原子轨道角度分布图:Y(,)～,图如pz原子轨道.由薛定谔方程:Y

6、(pz)=R·cos8.1.2氢原子的量子力学模型将不同的代入,求得相应的Y(pz),所得曲线绕z轴旋转360º.常数休息p角度函数图.dxy;dxz;dyz;dx2-y2;dz2函数图.2021/8/3112描述电子在核外出现的概率密度分布所得到的空间图像.原子核外某处单位体积内电子出现的概率,用

7、Ψ

8、2来表示.(2)electroncloud:(4)注意:(1)probabilitydensity:①只代表波函数角度部分(极大值方向与对称性);②有正、负值,但不是正负电荷.3.概率密度与电

9、子云:8.1.2氢原子的量子力学模型休息2021/8/3113应注意,电子在核外出现的概率还与空间体积有关.概率=概率密度×体积基态氢原子(52.9pm).通常也用界面图来表示电子云,面内电子出现的概率在95%以上.电子云与界面图8.1.2氢原子的量子力学模型休息2021/8/31148.1.2氢原子的量子力学模型(4)电子云径向分布图:4.量子数:可用n、l以及m等量子数来表征和确定每一个电子的运动状态.休息电子云角度分布图与原子轨道角度分布图.(3)电子云角度分布图:

10、Ψ

11、2的角度分布部分随角

12、度变化作图所得到的图象.2021/8/3115决定了电子在核外出现概率最大区域(“电子层”)离核远近及其能量高低.n值123456n值代号KLMNOP(2)角量子数(azimuthalquantumnumber,l):n相同,电子云形状不同,能量稍有差别(“亚层”).8.1.2氢原子的量子力学模型(1)主量子数(principalquantumnumber,n):角量子数:描述电子云的不同形状.l取值:n值确定后,l=0,1,(n-1)正整数.休息2021/8/3116l值0