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1、化学反应能否发生，反应速率的快慢，以及反应进行的程度大小等均与反应物和生成物的组成和结构等性质有关，与原子间的结合方式有关。化学反应的本质反应物分子之间原子的重新组合如：H2+Cl2→2HCl为了研究反应的本质、物质的性质及变化规律，就必须研究物质的结构。分子的结构与性质物质结构原子结构和元素周期性固体的结构与性质无机化学多媒体电子教案第五章原子结构和元素周期性主要内容1.原子结构的近代概念2.原子中的电子分布3.元素周期系与核外电子分布的关系4.元素原子性质的周期性变化第五章原子结构和元素周期性主要内容基本要求1.微观粒子的波粒二象性2.波函数与原子轨道、概率
2、密度与电子云3.四个量子数6.元素性质的周期性变化4.原子核外电子分布原理及其分布5.元素周期系与核外电子分布的关系第五章原子结构和元素周期性基本要求目录5-1原子与元素5-2原子结构的近代概念5-3原子中电子的分布5-4原子性质的周期性目录第五章原子结构和元素周期性一、氢光谱和能级：氢光谱由激发态原子所发的光通过棱镜而得到的是明暗间隔的若干条彩色光线，称为线状光谱，又因为是由原子发射的，所以又称为原子光谱。原子光谱中最简单的是氢光谱。连续光谱:太阳光谱;彩虹线状光谱(或称不连续光谱):原子光谱光谱通过棱镜的色散作用，把复色光分解成为单色光并按不同波长排列而成的
3、彩色光带，称为光谱。光谱§1.原子核外电子的运动状态：5-1-3原子轨道能级日光通过棱镜分光，可得到红、橙、黄、绿、青、蓝、紫连续变化的谱带装有低压高纯H2(g)的放电管所发出的光,通过棱镜分光后，在可见光区波长范围内，可以观察到不连续的四条谱线aa为连续光谱δγβαnm410.2434.1486.1656.3aaHHHH为线状光谱氢原子光谱实验示意图名称HαHβHγHδ波长656.2486.1434.0410.2颜色红深绿青紫这些谱线的波长服从如下公式：其中为里德堡常数，n为大于2的正整数。n2>n1n1和n2为正整数。后来在紫外区和红外区又发现了氢原子光谱的
4、若干谱线，并所有谱线均服从以下一个通式：其中入（谱线）的不连续性→核外电子运动的能量是不连续的（即量子化）。并且核外电子运动的能量E=hE:为电子运动的能量，反映出了电子粒子性；h:为普郎克常数；:为波谱线的频率.通过普郎克常数h把电子的粒子性和波动性联系起来了。量子化的概念：物质吸引或发射能量是不连续的，即量子化的。也就是说，只能以单个的，一定份量的能量的方式吸收或发射能量。氢光谱这些实验事实，无法用经典的电磁学理论加以解释。根据经典的电磁学理论：1、电子不断发射能量，自身能量会不断减少，电子运动的轨道半径将逐渐缩小，电子很快会落在原子核上，即原子是一个不稳定
5、的体系。2、电子自身能量逐渐减少，电子绕核旋转的频率也要逐渐地改变，。辐射的电磁波频率将随着旋转频率的改变而逐渐变化，因而原子发射的光谱应是连续的.为了解释氢原子光谱的实验事实，1913年丹麦物理学家玻尔提出了原子结构理论，对氢原子光谱作了很好的解释。波尔的原子结构理论的主要要点为：1、原子中的电子只能在一些特定的轨道上运动，运动的电子既不发射能量也不吸收能量。2、在一定轨道中运动的电子具有一定的能量，能量E=-（n=1，2，3…）.电子轨道离核越远,能量越高.通常电子是在离核最近的轨道上运动,这时原子的能量最低,称为基态.当原子从外界获得能量时,电子可以跃迁到
6、离核较远的高能量轨道上去,此时称为激发态.3、电子由一个轨道跃迁到另一个轨道,它要吸收或放出一定的能量,吸收或放出的能量(n2>n1,n是正整数1,2,3,…),若从高能级的轨道上跃迁到低能级的轨道上,跃迁过程中原子释放出的能量以光的形式释放出来.波尔贡献：成功地解释了氢光谱产生的原因和规律，从氢光谱的不连续性推出原子中电子能量的不连续性。波尔理论的缺陷：1.有固定轨道的概念;2.不能解释多电子原子。波尔理论缺陷的原因：在于他的理论是在经典牛顿理论的基础上提出来的。二、核外电子运动的波粒二象性：德布罗依在光的波粒二象性的启发下，他大胆地提出电子也应具有波粒二象性
7、假设。他假设的依据：电子质量me=9.11×10-31kg很小,速度υe=106m.s-1很大,又接近光速(υ光=3.0×108m.s-1),所以,他认为电子也应该具有波粒二象性。并且预言，高速运动的电子波长入：入=（P为动量）。戴维逊和革末成功地做出了电子衍射实验，证明了德布罗意的假设是正确的。电子的衍射实验三、测不准原理：德国物理学家海森堡提出动量的测不准值（Δp）和位置的测不准值（ΔX）符合以下关系式：ΔXΔp该式就是量子力学中的一个重要关系式---测不准关系式。对于宏观物体，其质量太大，速度太小，产生的波长太短而无法测到，因而认为无波动性。例：质量为10
8、g的子弹，以103m.s
