氢原子光谱的的实验规律ppt课件.ppt

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1、一.氢原子光谱的的实验规律原子发光是重要的原子现象之一，光谱学的数据对物质结构的研究具有重要意义。氢原子谱线的波长可以用下列经验公式表示：里德伯常量波数§16.4氢原子光谱波尔的氢原子理论赖曼系，紫外区巴尔末系，可见光区帕邢系，红外区布拉开系，红外区普丰德系，红外区哈弗莱系，红外区其他元素的光谱也有类似的规律性。原子光谱线系的规律性深刻地反映了原子内部的规律性氢原子光谱二.玻尔的氢原子理论（1）定态假设原子系统只能处在一系列不连续的能量状态，在这些状态中，电子虽然作加速运动，但并不辐射电磁波，这些状态称为原子的稳定状态（简称

2、定态），相应的能量分别为。（2）频率条件当原子从一个能量为的定态跃迁到另一能量为的定态时，就要发射或吸收一个频率为的光子。玻尔辐射频率公式玻尔（3）量子化条件在电子绕核作圆周运动中，其稳定状态必须满足电子的角动量等于的整数倍的条件。角动量量子化条件为量子数三.氢原子轨道半径和能量的计算根据电子绕核作圆周运动的模型及角动量量子化条件可以计算出氢原子处于各定态时的电子轨道半径。玻尔半径电子处在半径为的轨道上运动时，可以计算出氢原子系统的能量为能量是量子化的。基态能级；的各稳定态称为受激态；时能级趋于连续。玻尔的氢原子理论氢原子的

3、能级图赖曼系巴耳末系帕邢系玻尔的氢原子理论根据氢原子的能级及玻尔假设，可以得到氢原子光谱的波数公式与氢原子光谱经验公式是一致的。R理论值与实验值符合得很好。玻尔的创造性工作对量子力学的建立有着深远的影响。玻尔的氢原子理论所以例题18-6在气体放电管中,用能量为12.5eV的电子通过碰撞使氢原子激发,问受激发的原子向低能级跃迁时,能发射那些波长的光谱线?解：设氢原子全部吸收电子的能量后最高能激发到第n能级因为n只能取整数,所以氢原子最高能激发到n=3的能级,当然也能激发到n=2的能级.于是能产生3条谱线。此能级的能量为：4.玻

4、尔理论的缺陷玻尔理论仍然以经典理论为基础，定态假设又和经典理论相抵触。●量子化条件的引进没有适当的理论解释。●对谱线的强度、宽度、偏振等无法处理。●量子理论：具有确定能量的原子不辐射电磁波；仅当电子在不同的“轨道”跃迁或者说在不同的能级间跃迁时才辐射。频率满足n—主量子数1、2、3、4……K、L、M、N……n=1基态65432第一激发态L.S.B.S.P.S.1、能量量子化-13.6eVn13.6电离一个基态氢原子需要13.6eV能量；电离一个第一激发态氢原子需要3.4eV能量。四、量子理论例题：氢原子光谱的巴耳末系中波长最

5、大的谱线1，其次为2，求比值1/2.解：n=2n=3n=412例题：处于第三激发态的氢原子，可能发出的光谱线有多少条？其中可见光谱线几条？解：第三激发态n=4六条谱线喇曼系3条——紫外线巴耳末系2条——可见光帕邢系1条——红外线n=4n=3n=2n=12、角动量量子化具有确定能量的电子角动量可有若干，角动量大小spd角量子数l=0、1、2……n-1l决定角动量大小。En——nn个例：第二激发态的电子n=3对应角量子数l=012—3s——L=0—3p——L=—3d——L=3、角动量取向量子化Z具有确定角动量的电子，

6、角动量方向可有若干，L在任意一轴上（如：沿磁场方向）投影LZ磁量子数m=0、±1、±2……±l决定角动量方向。对应一l可能有2l+1个不同取向。m=0——LZ=0例：m=1—LZ=m=2—LZ=m=-1——LZ=m=2—LZ=