第二章单电子原子ppt课件.ppt

《第二章单电子原子ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、原子分子光谱学原子光谱：原子外层电子在不同能级间运动所产生。1第二章单电子原子第一节氢原子的线系第二节类氢离子的光谱第三节能级和谱线的精细结构第四节碱金属原子的光谱2第一节氢原子的线系氢原子线系的实验事实氢原子线系：巴耳末线系赖曼线系帕邢线系n=3,4,5…n=2,3,4,…n=4,5,6…3第一节氢原子的线系氢原子线系的实验事实氢原子线系：布喇开线系普逢德线系汉弗菜线系n=7,8,9…n=6,7,8…n=5,6,7…4第一节氢原子的线系氢原子线系的实验事实线系限：当n→时为一个线系的线系限。氢原子的光

2、谱公式氢的里德伯常数RH=1.0967758×107m-15第一节氢原子的线系氢原子线系的实验事实氢原子的光谱项氢原子的光谱公式n=1.2.3……6第一节氢原子的线系氢原子线系的实验事实氢原子光谱的特点光谱是线状的，谱线有确定的波长值，而且是彼此分立的。谱线间有一定的关系，构成一个谱线系。每一谱线的波数都可以表达为二光谱项之差。7第一节氢原子的线系玻尔的氢原子理论玻尔假设定态假设：E1，E2，E3……跃迁假设：hf=/En-Em/角动量量子化假设：(普朗克常数h=6.6210-34J.s)（1）8第一节

3、氢原子的线系玻尔的氢原子理论氢原子核外电子轨道半径轨道半径n=1,2,3……（3）n=1时，第一轨道半径（玻尔半径）（2）由（1）（2）得9第一节氢原子的线系玻尔的氢原子理论氢原子的能级第n个轨道的能量值（4）由（2）（4）得（5）由（3）（5）得氢原子的能级公式（6）10第一节氢原子的线系玻尔的氢原子理论玻尔理论对氢原子光谱的解释当电子从n轨道跃迁到m轨道时，将放出频率为的光子（7）（8）将它与氢光谱的经验公式相比较，立刻得到里德伯常数的理论表达式11第一节氢原子的线系玻尔的氢原子理论玻尔理论对氢原子

4、光谱的解释（9）将（8）式中电子质量m换成折合质量折合质量12第一节氢原子的线系玻尔的氢原子理论玻尔理论的局限性原子如果连续辐射，它的能量E就逐渐降低，电子的轨道半径r就要连续地缩小，这样继续下去电子轨道会缩小到碰到原子核，即半径是10-15m的数量级，但事实不是。原子辐射时，其电子轨道连续缩小，轨道运动的频率就连续增大，那么所发光的频率应该是连续变化的，原子光谱应该是连续光谱，但事实不是，原子光谱的谱线是分立的。13第一节氢原子的线系量子理论薛定谔方程与牛顿运动方程的区别与联系经典力学中，质点的运动方

5、程→质点的状态（坐标、速度）质点的运动方程就是牛顿运动方程。量子力学中，微观粒子的状态用波函数来描写，决定粒子状态变化的方程就是薛定谔方程，求粒子运动状态的变化就要求解薛定谔方程。14第一节氢原子的线系量子理论薛定谔方程是波函数是哈密顿算符。特征方程氢原子的能量的本征值15第一节氢原子的线系量子理论为广义拉盖尔多项式，为连带勒让德多项式，n为主量子数，决定系统能量的主要部分。n=1、2、3为角量子数，=0、1、2…n-1m为磁量子数，即ml为轨道角功量L在磁场中某个方向上的投影。ml=、-1…0、-1、

6、…-16第一节氢原子的线系量子理论本征能量令（1）原子的能量、半径、轨道、均是量子化的。（2）轨道跃迁时，放出光子17第一节氢原子的线系氢原子的光谱氢原子在从高能级向低能级跃迁时能量应守衡，所以放出的能量转变为光子即=当给定时，变化形成一个线系。18第一节氢原子的线系选择定则当原子从一个态向另一个态跃迁时，发射或吸收电磁辐射，称为光学或辐射跃迁。辐射跃迁的跃迁几率正比于电偶极矩阵元，所以电偶极矩的矩阵元不为零的条件决定了能级间是否允许有偶极辐射跃迁,固而称为选择定则。氢原子跃迁的选择定则19第二节类氢离子

7、的光谱类氢离子的结构20第二节类氢离子的光谱实验事实毕克林线系与巴耳末线系的比较21第二节类氢离子的光谱实验事实毕克林线系经验公式K=令n1=422第二节类氢离子的光谱实验事实二次电离的Li++三次电离的的Be+++23第二节类氢离子的光谱类氢离子光谱项类氢离子本征能量24第二节类氢离子的光谱里德伯常数的改变25第三节能级和谱线的精细结构考虑电子质量对速度的依赖相对论中电子质量电子能量26第三节能级和谱线的精细结构考虑电子质量对速度的依赖质量对速度依赖的微扰项因为所以27第三节能级和谱线的精细结构考虑电子

8、质量对速度的依赖根据微扰理论28第三节能级和谱线的精细结构考虑电子质量对速度的依赖微扰引起的能级移位为精细结构常数能量的里德伯单位29第三节能级和谱线的精细结构考虑电子自旋的影响史特恩-盖拉赫实验30第三节能级和谱线的精细结构考虑电子自旋的影响轨道角动量自旋角动量轨道磁矩自旋磁矩0,1…n-131第三节能级和谱线的精细结构考虑电子自旋的影响原子核在电子处产生一个磁场磁场和电子的自旋磁矩产生附加能量32第三节能级和谱线的精细结构