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1、第六章原子结构§6.1微观粒子的波粒二象性§6.2氢原子核外电子的运动状态§6.3多电子原子核外电子的运动状态§6.4原子结构和元素周期律作业1.连续光谱(continuousspectrum)2.线状光谱(原子光谱)(linespectrum)3.氢原子可见光谱§6-1微观粒子的波粒二象性一、氢原子光谱4.巴尔麦(J.Balmer)经验公式(1885):谱线波长的倒数,波数(cm-1).n:大于2的正整数.R∞：常数,1.097107m-1n=3,4,5,6分别对应氢光谱中↓↓↓↓H、H、H、H、Balmer系里得堡(Ryd
2、berg)------瑞典1913n2>n1n2,n1均为正整数矛盾：1.原子光谱是不连续的，是线状的2.核外电子不会毁灭二、玻尔（Bohr）理论的三点假设1.特定的轨道有特定的角动量2.轨道离核越远，其能量越高3.电子尽可能处于能量最低的轨道结论：1.原子轨道半径2.轨道能量3.原子的线性光谱玻尔理论的局限性：1.多电子原子光谱2.氢原子的精细光谱三、微观离子的运动规律1.光的波粒二象性2.微粒的波粒二象性(LouisdeBroglie,1924)3.革末衍射实验感光屏幕薄晶体片电子枪电子束电子枪发射高速电子通过薄晶体片射击感光荧屏，得
3、到明暗相间的环纹，类似于光波的衍射环纹。衍射花纹测不准原理(WernerHeisenberg,1926)微观粒子，不能同时准确测量其位置和动量测不准关系式：四、测不准原理x－粒子的位置不确定量－粒子的运动速度不确定量例1:对于m=10克的子弹，它的位置可精确到x＝0.01cm,其速度测不准情况为：∴对宏观物体可同时测定位置与速度1例2:对于微观粒子如电子,m=9.1110-31Kg,半径r=10-10m，则x至少要达到10-11m才相对准确，则其速度的测不准情况为：∴若m非常小，则其位置与速度是不能同时准确测定的速度不准确程度
4、过大§6-2氢原子核外电子的运动状态一、波函数和薛定谔方程ErwinSchrodinger奥地利物理学家x,y,z为微粒的空间坐标，(x,y,z)波函数1.薛定谔方程(1926))－量子力学中描述核外电子在空间运动的数学函数式，即原子轨道E－轨道能量（动能与势能总和）V－原子中电子的势能m－微粒质量，h－普朗克常数坐标变换再经过“变量分离”直角坐标与球坐标之间的关系(x,y,z)→(，，)(x,y,z)=R(r)·Y(，)将直角坐标三变量x，y，z变换成球坐标三变量r，，。yzxoPP′r最后可以解得(n,l
5、,m,)(，，)P129表6-2nlm轨道名称轨道数1001s1002s2102p4±12p004s110,±14p3420,±1±24d51630,±1,±2,±34f7氢原子轨道与三个量子数的关系见P129表6-12.四个量子数(1)主量子数n，n=1,2,3…正整数，它决定电子离核的远近和能级。(2)角量子数l，l=0,1,2,3…n-1，以s，p，d，f…对应的能级表示亚层，它决定了原子轨道或电子云的形状(3)磁量子数m，原子轨道在空间的不同取向，m=0,1,2,3...l,一种取向相当于一个轨道，共可取2l+1个数
6、值。m值反应了波函数(原子轨道)或电子云在空间的伸展方向(4)自旋量子数ms，ms=1/2,表示同一轨道中电子的二种自旋状态根据四个量子数的取值规则，则每一电子层中可容纳的电子总数为2n2.(4)粒子的运动不存在经典的轨道，而只呈现几率分布。3.核外电子运动状态(量子力学的方法)(1)电子在原子中运动服从薛定谔方程(n,l,m)(x,y,z)是薛定谔方程的合理解。表示原子核外轨道的一种运动状态(2)每一波函数(n,l,m)(x,y,z)都有确定的能量E(n,l)。(3)n，l，m规定了核外轨道的运动状态。（7）在同一原子中，不可能存
7、在四个量子数完全相同的电子。（6）表示电子云,表示在微体积元d内电子出现的几率,代表了核外电子的几率密度。（5）粒子分布呈波动性，可以为正值、负值或零。1、直角坐标与球坐标之间的关系(n,l,m)(x,y,z)→(，，)(n,l,m)(x,y,z)=R(n,l)(r)·Y(l,m)(，)2、波函数的角度分布图[Y(，)-，图]（原子轨道角度分布图）二、原子轨道的图形以2pz为例(m=0)s、p、d轨道角度部分剖面图（1）P131图6-5s、p、d轨道角度部分剖面图（2）P131图6-5P131图6-63.电子云
8、角度分布图Y2(，)-，图4.电子云径向分布图D(r)R2(r)D(r)R2(r)D(r)52.9图6-7氢原子电子云径向分布函数图(1)图6-7氢原子电子云径向分布函数图(2)三、轨
