物质结构简介课件.ppt

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1、氢原子光谱原子核外电子结构元素周期律第五章物质结构简介原子的量子力学模型离子键共价键分子间力和氢键晶体知识简介物质结构物质性质物质组成分子结构原子结构认识物质世界的本质，必须首先认识原子的结构、性质以及原子间的作用方式和规律。研究化学变化的根本立脚点？化学变化的根本点就在于核外电子的运动状态的变化。在化学变化中，原子核并不发生变化，发生变化的只涉及原子核外电子运动状态，因此研究原子结构主要就是要研究核外电子的运动状态。1897年汤姆逊(Thomson)发现了电子，打破了原子不可再分的旧观点；1905年爱因斯坦(Einstein)提出了光子学说；1911年

2、卢瑟福(Rutherford)的粒子散射实验；1913年波尔(Bohr)的原子模型的提出；1926年薛定谔(Schrödinger)的量子力学方程等使人类对原子结构的认识有了突破性进展。1897年，英国物理学家汤姆生在阴极射线的实验中发现电子（一种带负电的粒子）。〖在封闭的玻璃管内有两个电极(阴极和阳极），抽出管内空气(压强在10－2mmHg以下)，这就是阴极射线管。当两极间加高电压时，从阴极发出一种射线叫阴极射线，它能使对着阴极的玻璃管壁发出荧光。〗并确定电子的电荷与质量的比值。发现不同物质做成的阴极发出的射线都有相同的e/m值。表明这种带电粒子是一切不同

3、元素的原子的共同组成部分。称它约电子。后来，在X射线使气体电离和光电效应等实验现象中，都从原子中击出了电子，表明电子是原子的组成部分，是比原子更小的微粒，电子的发现打破了原子不可分的信念。电子的发现，认识到原子是可分的，是人类对物质结构认识上的一次飞跃，开创了探索原子内部构造和物质微观结构的新时代。既然电子是原子的组成部分，而原子又是中性的，那么原子里还存在带何种电的物质。电子的发现原子是一个球体，正电荷均匀分布在整个球内，电子则镶嵌在原子里。原子的几乎全部质量都集中在正电荷，电子的质量很小。当时汤姆生认为原子是中性的，由质量很小的电子（如枣子）镶嵌在集中了原

4、子的几乎全部质量的正电荷（如糕）中构成，电子是不动的。汤姆生原子结构模型α粒子(He)散射实验α粒子散射实验的结果是：⑴绝大多数α粒子穿过金箔后几乎不偏转。少数α粒子发生大角度偏转，⑵极少数α粒子偏转角超过了90°，有的甚至几乎达到180°。α粒子散射实验原子是由带正电荷的原子核及带负电荷的电子组成，原子核在原子中心，电子在原子核周围旋转。原子核模型：§5.1氢原子光谱一氢原子光谱不连续光谱,即线状光谱。其频率具有一定的规律。（2）经验公式：（1）氢原子光谱特征：(Balmer)经验公式：(Rydberg)经验公式：1=RH()1n12-1n22(瑞士)(瑞

5、典)氢原子光谱的发现，使当时被科学界承认的卢瑟福原子模型无法解释；而建立在普朗克的量子学说和爱因斯坦的光子学说的波尔理论成功解释了这一现象。近代原子结构理论的研究和确立都是从氢原子光谱实验开始的。对氢光谱实验事实，当时的核原子模型，按照经典电磁学理论，无法解释：由于电子能量是逐渐降低的，发射的光谱应该是连续的。如果电子绕核作圆周运动，它应该不断发射连续的电磁波，那么原子光谱应该是连续的，而且电子的能量应该因此而逐渐降低，并最后堕入原子核。氢原子光谱与氢原子核外电子的运动状态有怎样的关系？???二玻尔理论辐射能的放出或吸收并不是连续的，而是按照一个基本量或基

6、本量的整数倍被物质放出或吸收，这种情况称作量子化。这个最小的基本量称为量子或光子，每个量子的能量为E=hv。1普朗克量子学说光即是一种波，又有粒子性（光量子）。2爱因斯坦光子学说3.玻尔理论的三点假设：①核外电子只能在有确定半径和能量的轨道上运动,且不辐射能量；②通常电子处在离核最近的轨道上，能量最低——基态；原子获得能量后，电子被激发到高能量轨道上，原子处于激发态；③从激发态回到基态释放光能，光的频率取决于轨道间的能量差。E：轨道能量h：Planck常数波尔理论成功地解释氢光谱产生的原因和规律性：⑴在通常情况下，氢原子中的电子在特定轨道上运动，这时它不会放

7、出能量，即不会放光；⑵当氢原子受激发时，核外电子获得能量从基态向激发态跃迁，处于激发态电子极不稳定，会以光子的形式放出能量，回到能量低的轨道；⑶由于轨道的能量是量子化的，所以放出光子的频率是不连续的，氢光谱是线状。波尔理论成功解释了氢原子光谱产生的原因和规律，而荣获1922年诺贝尔物理学奖。波尔理论局限之处：这是因为电子是微观粒子，它的运动规律不遵守经典力学的规律而有其特殊规律。波尔理论虽引入了量子化，但它的电子绕核运动的固有轨道的观点不符合微观粒子运动的特性。不能解释多电子原子光谱，甚至不能解释氢光谱的精细结构。对于原子为什么能够稳定存在未能作出满意解释

8、。③没有正确描述电子的微观状态。