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《《医用化学》课件：第5章 原子结构和元素周期律.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、第五章原子结构和元素周期律第一节核外电子运动的特殊性第二节核外电子运动状态的描述第三节多电子原子结构第四节元素周期表第五节元素性质的周期性元素周期表第一节核外电子运动的特殊性一、玻尔理论二、电子的波粒二象性一、玻尔理论19世纪初，道尔顿提出了著名的原子学说。19世纪末，汤姆逊提出了原子的“枣糕模型”。1911年，卢瑟福提出了“行星系式”原子模型。1913年，玻尔以“量子化”和“能级”的观点提出了“定态模型”，即原子核外的电子只能在符合一定量子化条件的轨道上绕核运动。其中能级最低为基态,其余能级高于基态的为激发态,原子轨道的能量是量子化的
2、.并推得氢原子轨道能量为En=-13.6/n2(ev),n为量子数.氢原子光谱及实验示意图二、电子的波粒二象性德布罗意(L.deBroglie)提出了电子等实物粒子与光一样也有波粒二象性的假设。对于质量为m，速率为v的微粒，动量为p，其波长为λ==hphmv这就是著名的deBroglie关系式，反映粒子性的p、m、v和反映波动性的λ通过Planck常数h联系在一起。h=6.626×10-34J·S波动性的证实:1927年物理学家戴维逊(Davisson)和革末(Germer)用电子束通过金属单晶光栅进行了电子衍射实验。所以，电子波是概率波(p
3、robabilitywave),反映了电子在空间各区域出现的概率的大小。电子衍射图单个电子穿过晶体光栅后投射在屏幕上多个电子穿过晶体光栅后投射在屏幕上在电子出现多的地方，出现亮的环纹。电子出现少的地方，出现暗的环纹。第二节核外电子运动状态的描述一、波函数核外电子具有波粒二象性，1926年薛定谔(Schrodinger)提出了描述电子运动规律的量子力学基本方程。∂2ψ∂x2+++(E-V)ψ=0∂2ψ∂y2∂2ψ∂z28π2mh2(x，y，z)是电子在空间的坐标，m是电子的质量，E是电子的总能量，V是核对电子的吸引能，ψ是描述核外电子运动状态的
4、数学函数，称为波函数(wavefunction)。波函数ψ波函数是直角坐标(x,y,z)或球极坐标(r,θ,)的函数，是Schrodinger方程合理解。
5、ψ
6、2却有明确的物理意义，表示在空间某处(x,y,z)电子出现的概率密度(probabilitydensity)，即在该点周围微单位体积中电子出现的概率。ψ(x,y,z)或ψ(r,θ,)本身物理意义不明确。波函数ψn,l,m(r,θ,)可写成两部分的乘积径向波函数角度波函数一、波函数ψn,l,m(r,θ,)=Rn,l(r)·Yl,m(θ,)
7、ψ
8、2=
9、R(r)
10、2·
11、Y(θ,
12、)
13、2在r相同时，
14、Y(θ,)
15、大则概率密度大量子力学中将原子波函数ψ称为原子轨道(atomicorbital，AO)。氢原子的一些波函数轨道ψn,l,m(r,θ,)Rn,l(r)Yl,m(θ,)1s2s2pz2px2py二、波函数主量子数n（轨道）角（动量）量子数l磁量子数m自旋（角动量）量子数s要解Schrodinger方程，需要确定三个参数的数值，这三个参数表示电子某种类型的运动状态，分别用n、l、m表示，称为量子数。另外，核外电子还存在自旋运动，用量子数s来描述给定一套合理的n、l、m，就可解出一个相应的波函数ψ，即
16、一套n、l、m就代表一个原子轨道。（一）主量子数n(principalquantumnumber)取值：任意非零正整数，即n＝1、2、3、…n意义：俗称电子层。n值越大，电子出现概率最大的区域距核越远，能量越高。当n＝1、2、3、4……时，光谱学符号K、L、M、N……。(2)决定多电子原子电子能量的主要因素。(1)反映了电子在核外空间出现概率最大的区域离核的远近；（二）角量子数l(orbitalangularmomentumquantumnumber)取值：受n限制，l＝0、1、2、3…(n-1)正整数，共可取n个值。l意义:(1)决定了同一
17、电子层中不同的亚层（能级）；n值1234l值00，10，1，20，1，2，3(2)决定原子轨道和电子云的形状。l值012345亚层符号形状s球形pdfgh双球形花瓣形（第n层有n个亚层）（二）轨道角动量量子数l(orbitalangularmomentumquantumnumber)亚层表示举例：n=2，l＝0的称2s电子亚层；n＝3，l＝1的称为3p电子亚层Ens18、子数m(magneticquantumnumber)取值：受l限制，可取包括0、±1、±2、±3……直至±l，共2l+1个数值。m意义：决定原子轨道和电子云在空间的
