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1、第11章原子结构11.1经典原子核模型的建立11.2氢原子光谱与Bohr理论11.3微观粒子的运动特征11.4氢原子的量子力学模型11.5多电子原子结构与周期律11.6元素基本性质的周期性1803道尔顿（Dalton)：原子和原子量的概念门捷列夫(Mendeleev):元素周期表1911卢瑟福：散射原子核的存在原子结构的行星模型1913玻尔:氢光谱玻尔原子模型1924-1928：德布罗意、薛定锷、海森堡、狄拉克：量子力学原子结构、分子结构11.1经典原子核模型的建立11.2氢原子光谱与Bohr理论1.连续光谱:太阳或白炽灯发出
2、的白光,通过三棱镜折射后，可分出红、橙、黄、绿、青、兰、紫等波长的光谱，称为连续光谱。2.原子光谱(1)氢原子光谱:在抽成真空的放电管中充入少量氢气,通过高压放电，可观测到氢原子的发光的图像，这种图像称之为氢原子光谱，在可见光区，它的光谱只由几根分立的线状谱线组成,称为线状光谱或不连续光谱，其波长和代号如下所：谱线HαHβHγHδH…编号(n)12345…波长/nm656.279486.133434.048410.175397.009氢、氦、锂、钠、钡、汞、氖的发射光谱(从上到下)(2)原子光谱(LineSpectra):在抽成
3、真空的放电管中充入少量气体,通过高压放电，可观测到其原子的发光的图像。光谱仪可以测量物质发射或吸收的光的波长，拍摄各种光谱图.光谱图就像“指纹”辨人一样,可以辨别形成光谱的元素。人们用光谱分析发现了许多元素,如铯、铷、氦、镓、铟等十几种。如下图：原子光谱特征:①不连续的、线状的，②有规律的.氢原子光谱由五组线系组成,即紫外区的莱曼(Lyman)系,可见区的巴尔麦(Balmer)系,红外区的帕邢(Paschen)系、布莱克特(Brackett)系和芬得(Pfund)系.任何一条谱线的波数(wavenumber)都满足简单的经验关系式
4、:R为里德伯常量,实验确定为1.09737×105cm-1;n2>n1,二者都是不大的正整数.3.Bohr理论(Bohr’sModel)Bohr在爱因斯坦的光子学说普朗克的量子化学说氢原子的光谱实验卢瑟福的有核模型的基础上，建立了Bohr理论.(1)Bohr理论的主要内容DanishphysicistNielsBohr(1885-1962)Hewonthe1922NobelPrizeforphysics★定态规则★频率规则★量子化规则玻尔模型认为,电子只能在若干圆形的固定轨道上绕核运动.固定轨道(orbit)是指符合一定条件的轨
5、道,这个条件是,电子的轨道角动量L只能等于h/(2π)的整数倍：定态(stationarystate)：所有允许能态统称为定态.核外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):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(excitedstate):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.能量的吸收和发射：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
6、小决定于跃迁所涉及的两条轨道间的能量差.根据普朗克关系式,该能量差与跃迁过程产生的光子的频率互成正比：ΔE=E2－E1=h关于轨道能量量子化的概念:电子轨道角动量的量子化也意味着能量量子化.即原子只能处于上述条件所限定的几个能态,不可能存在其他能态.E:轨道的能量：光的频率h:Planck常数Bohr理论的局限性不能解释氢原子光谱的精细结构不能解释氢原子光谱在磁场中的分裂不能解释多电子原子的光谱(2)Bohr理论的成功之处及局限性解释了H及He+、Li2+、B3+的原子光谱说明了原子的稳定性对其他发光现象（如Ｘ光的形成）也能解
7、释计算氢原子的电离能Bohr理论的成功之处：波尔理论的缺陷，促使人们去研究和建立能描述原子内电子运动规律的量子力学原子模型。11.3微观粒子的运动特征11.3.1光的波粒二象性1.Planck量子论(1900)：能量象物质微粒一样是不连续的。能量包含着大量微小分立的能量单位,称为量子(quanta)。不管物质吸收或发射能量,总是吸收或发射相当于量子的整数倍的能量。每一个量子的能量与相应的电磁波频率成正比：E=nhvh:Planck常数6.626×10-34J.s；n:为正整数1，2，3，……普朗克提出了当时物理学界一种全新的概念,
8、但它只涉及光作用于物体时能量的传递过程(即吸收或释出).3.光子的波粒二象性(1)光的粒性2.Einstein光子学说(1905)一束光是具有粒子特征的光子(photon)所组成，每一个光子的能量与光的频率成正比，即E光子＝hv光的微粒说：17世纪
