《物质结构与性质》专题1_第一单元_原子结构 第2课时课件.ppt

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1、第二课时第一节原子结构美丽的激光五彩缤纷的焰火能量最低原理、基态与激发态、光谱1.能量最低原理:原子的电子排布遵循构造原理使整个原子的能量处于最低状态2.基态原子与激发态原子处于最低能量的原子叫基态原子;当基态原子的电子吸收能量后,电子会跃迁到较高能级成为激发态原子。3.基态、激发态的相互转化与能量转化的关系基态原子激发态原子电子吸收能量（）电子释放能量（）E4.光谱与光谱分析:（1）光谱：不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱总称原子光谱（2）光谱分析：利用原子光谱的特征谱

2、线来鉴定元素锂、氦、汞的发射与吸收光谱锂、氦、汞的发射光谱锂、氦、汞的吸收光谱科学史话光谱的提出1672年，牛顿“七基色”英国科学家牛顿在1666年用三棱镜观察光谱，可以说是最早的光谱实验。此后不少科学家从事光谱学方面的研究。1800年，英国天文学家赫歇尔测量太阳光谱中各部分的热效应，在世界上首次发现了红外线。1801年里特发现了紫外线。1802年沃拉斯顿观察到太阳光谱的不连续性，发现中间有多条黑线，这本来是很重要的发现，他却误认为是颜色的分界线。1803年英国物理学家托马斯·杨进行了光的干涉的实验，第一次提供了测定波长的方法。德国

3、物理学家夫琅和费，重新发现和编绘了太阳光谱图，内有多条黑线（700多条），并对其中的重要黑线用从a到h等字母标记（人称"夫琅和费线"），这些黑线后来成为比较不同玻璃材料色散率的标准。这些成果在1814年至1815年间陆续发表。夫琅和费还发明了衍射光栅。开始他用银丝缠在两根螺杆上，做成光栅，后来建造了刻纹机，用金钢石在玻璃上刻痕，做成透射光栅。光谱仪的发明科学史话1859年，本生和基尔霍夫发明了光谱仪。光谱分析的应用研究是从基尔霍夫和本生开始的。本生是德国汉堡的化学教授。他发明了本生灯，对各种物质在高温火焰中发生的变化很有研究，基尔霍

4、夫是汉堡的物理学教授，对光学熟悉。他们两位合作制成了第一台梭镜光谱仪（分光镜）。该仪器利用了牛顿1666年首创技术，使光通过三棱镜中，展开成为一道彩虹光带（光谱）。他们用透镜把物质在本生灯燃烧时发出的光线集成一束平行光，通过一条窄缝，再通过三棱镜，用望远镜放大观察所成的光谱。基尔霍夫和本生发现，每种化学元素燃烧时发出的火焰都有独特的颜色，可以据此加以鉴别。1860年及1861年他们用光谱仪发现铯和铷。此后借助光谱分析方法研究目光，发现地球上许多元素太阳上也有。1868年法国天文学家詹森和英国天文学家罗克耶分别用光谱法发现了当时地球上

5、还没有发现的一种元素，他们认为这是太阳大气中特有的元素，取名氦，即"太阳"的意思。这样光谱方法也应用到了天文学方面。光谱方法研究工作急速的发展，也出现了新的问题，主要问题之一是缺乏足够精度的波长标准，致使观测结果混乱，无法相互交流。1868年埃斯特朗发表"标准太阳光谱"图表，记有上千条夫琅和费线的小波长，以10-8厘米为单位，精确到6位数，为光谱工作者提供了极其有用的资料。为纪念他的突出贡献，10-8厘米后来就作为埃斯特朗单位，简写作埃（）。十几年后被更为精确的罗兰数据表所代替。现代光谱仪不用三棱镜而用衍射光栅。这是一种上面刻有千条

6、线的板，把光分开，然后把光谱拍摄或记录下来，再用电子仪器进行分析。光谱仪广泛应用于冶金、地质、环境等各领域。氢原子光谱的认识玻尔学说指出原子就象一个微型的太阳系，电子在重核周围的轨道上旋转。其中一个极其重要的差别就在于经典物理学定律认为行星轨道的大小可以是任意的，而玻尔假定原子的电子只能在某些大小确定的轨道上旋转，只有轨道半径使整个原子的全部角动量是普朗克常数的倍数时才有可能，而中介值则不行。每个确定的轨道都具有与其相关的确定能量。当一个电子从一个确定的轨道跃迁到另一个确定的轨道时，辐射出来的光的频率就等于能量的变化再除以普朗克常数

7、。玻尔学说代表着对经典物理学说的一次彻底突破。一些富于想象力的科学家（如爱因斯坦）迅即称颂玻尔的论文是一部杰作，虽然起初有许多其他人对新学说提出了质疑。玻尔学说经受住了关键性的检验，圆满解释了氢原子光谱。长期以来人们就知道氢气遇高温时就开始进行光辐射。但是它辐射的光并不包括所有颜色的光，而只包括某些频率非常固定的光。玻尔原子学说的一个很大的优点在于它从几个简单的假说出发，以惊人的准确性解释了氢原子辐射的所有谱线（颜色）的精确长度。而且玻尔学说预示有更多的谱线存在，这些谱线以前并未观察到，而不久就被实验所证实。此外玻尔原子结构学说第

8、一次明确地解释了原子为什么具有它们所有的体积。由于具备这些令人信服的证据；玻尔学说很快就被公认。1922年，玻尔获得诺贝尔物理奖。科学史话玻尔学说虽然成功地解释了只有一个电子的原子（如氢原子）的光谱，但是它不能正确地预示出其它原子的光