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1、原子结构AtomicStructure1、核外电子运动状态2、核外电子排布和元素周期律3、元素性质的周期性0、前言苏州大学化学化工学院贾定先119世纪初，英国科学家道尔顿提出近代原子学说，他认为原子是微小的不可分割的实心球体。0、前言21897年，英国科学家汤姆生发现了电子。3卢瑟福原子模型4原子的构成、原子核的构成是怎样的?原子原子核核外电子质子中子{{5质子、中子、电子的电性和电量1个质子带一个单位正电荷1个电子带一个单位负电荷中子不带电61、核外电子运动状态19世纪初，英国科学家道尔顿提出近代原子学说，他认为原子是微小的不可分割的实
2、心球体；1897年，测试电子的荷质比，英国科学家汤姆生发现了电子；1911年，卢瑟福（Rutherford）α粒子散射实验，提出行星式原子模型。如根据经典电磁理论，绕核做加速运动的电子要向外辐射电磁波，电磁波的频率等于电子绕核旋转的频率等。不能回答的两个问题：⊙原子线状光谱⊙原子的稳定性7HδHαHβHγ名称λ/nm410.2434.1486.1656.31.1氢原子光谱和玻尔理论一、氢原子光谱光电管狭缝棱镜投影红外紫外可见光图8.1氢原子光谱示意图81883年，巴尔麦波长经验公式；氢光谱波长符合下列关系式：1913年，里得堡频率经验公式
3、；氢光谱频率符合下列关系式：ν＝C/λ，n为整数,B为常数λ＝C/ν，n＝3,4,5…里得堡常数R＝3.289×1015s-1.1.2玻尔理论1900年，Plank提出量子概念，能量象物质微粒一样是不连续的,能量包括大量微小分子的能量单位称为量子。物质吸收或发射的能量是量子整数倍。1913年，27岁丹麦科学家提出以下原子模型，成功解释了氢原子光谱9波尔原子模型10一、玻尔理论主要内容1.核外电子运动取一定的轨道，在基态轨道上电子不吸收也不放出能量。2.一定轨道上的电子具有一定的能量，该能量只能取某些由量子化条件决定的正整数倍的值。(eV=
4、1.602×10－19J)式中k,h,e均为常数,m为电子质量，Z为核电荷数推导出氢原子核外轨道能量：基态：n=1,E＝－13.6eV激发态：n=2,n=3,11二、解释（1）原子可稳定存在，在基态时不放出能量（n=1）（2）线状光谱：电子受到激发，从基态跃迁到高能级（激发态），当电子从高能级（E2）跃迁回到低能级时（E1），以光子的形式释放能量。常数3.289×1015与里得堡常数完全一致12图8.2氢原子光谱产生示意图n=6n=5n=4n=3n=2n=1帕邢线系(红外光区)巴尔麦线系(可见光区)赖曼线系（紫外区）n1=1,赖曼线系n2
5、=1,巴尔麦线系n3=1,帕邢线系HδHαHβHγλ/nm410.2434.1486.1656.313三、玻尔理论得失成功之处:1.指出了原子结构量子化特征2.成功的解释了氢原子光谱不足之处:1.未完全冲破经典力学范畴(固定轨道),只是加上一些人为的量子化条件2.无法解释原子光谱的精细结构1.3微观粒子的波粒二象性一、光的二象性1905年爱因斯坦光子说:E=hv，普朗克常数h＝6.626×10-34J.S－1相对论：E=mc2左边表示粒子性(动量、能量等)：与实物能量交换、光电效应。右边表示波动性（波长、频率）：干涉、衍射现象。14二、德
6、布罗意的预言（微观粒子的波粒二象性）1924年法国的De.Broglie大胆提出电子、原子等实物微观粒子也具有二象性,这种波叫物质波或德布罗薏波例：已知电子质量m=9.11×10-31Kg，其速度为1×106,计算电子波长解：1927年Davisson和Germer电子衍射实验：证明电子的波动性电子发射源金属箔电子束15三、海森堡测不准原理测不准原理是微观粒子波粒二象性的必然结果，1927年德国Heisenberg提出微观粒子测不准关系式：∆X为微观粒子位置测不准量，∆v为微观粒子速度测不准量。宏观物质：已知了运动方程就可确定唯一时刻物体
7、的位置与速度，对微观粒子，由于其运动的二象性不可能同时准确地测知其位置和动量。例：质量为50g的子弹，运动速度变为3×104m.s-1，若速度测不准量为原速度的0.01%,则其位置的不准确值为：对相同速度的电子，位置的不准确值为：原子半径为10－10m数量级。16说明：对宏观物质来说，测不准情况是微不足道的。ΔX和的值均小到可以被忽略的程度，即宏观物体的位置和动量是可以同时准确测定的。测不准关系反映了微观粒子的运动特征，再次说明微观粒子不能用经典力学来处理;测不准关系并不是说微观粒子的运动是虚无缥缈的，不可认识的，而对微观世界的微观规律有
8、了更全面的认识。8．1．4核外电子运动状态的描述假设电子束很小，电子一个一个地从阴极灯丝飞出。开始电子无规则分布无法预言下一个电子的出现位置。时间无限延长，开始出现衍射环，电子出现的几率表现为
