九章节原子结构.ppt

第九章 原子结构,李海霞,海南医学院,（二） 连续光谱 太阳光谱,一、玻尔模型建立的基础,线性光谱 氢光谱,1.不连续的线状光谱 2.谱线频率符合,（一） 路瑟福的核模型,第一节 玻尔的氢原子模型,（三） 能量量子化和光子学说 量子论：能量是一份一份不连续的，能量最 小的单位是量子（0=hv），物质 吸收和发射的能量总是量子的整数倍。,光子学说：能量以光的形式传播也是量子化 光子最小的单位是光子的能量 (0=hv)。,二、玻尔理论的三点假设,1.定态假设,一定轨道中的电子具有一定的能量,不吸收也不辐射能量（定态）。,正常情况下：各电子尽可能处 在离核最近的轨道上,离核越近，能量越低 Emin: 基态，其余的：激发态。,原子由某一定态跃迁到另一定态时,就要吸收或者放出一定频率的光.且光的能量等于这两个定态的能量差.,2. 频率假设:,3. 量子化条件假设,电子运动的角动量：,n: 量子数 n = 1, 2, 3,轨道能量:,轨道半径:,量子化的能量状态为能级.,电子衍射实验,少量，几次,大量，千万次,一、微观粒子的波粒二象性,(一) 光的波粒二象性,电子等微粒也具有波粒二象性, 是统计性的几率波.,(二) 德布罗依波,(三)测不准原理(uncertainly principle),不能同时准确的确定微观粒子的位置和动量.,是微观粒子的固有属性.,第二节 氢原子的量子力学模型,薛定谔方程,x, y,z ：空间坐标 E:总能量 V:总势能 （描述微观粒子运动状态的量子力学波动方程),可以简化为一组量子数(n、l、m）来表示。,二、氢原子的量子力学模型,不是一个数值,而是空间坐标、y、z或球坐标(、)的函数.能反应核外电子在核外可能出现的区域.,波函数：,习惯把一个波函数称为一个原子轨道， 波函数和原子轨道可视为同义语.,（一）波函数和原子轨道,（二）四个量子数,主量子数n，n: 1， 2， 3， 4， 5， 6，7， 光谱学符号: K，L，M，N， O，P，Q，,用它来描述原子中电子出现几率最大区域离核的远近和轨道能量的高低。,n值越小，电子离核越近，能量越低； n值越大，电子离核越远，能量越高。,2. 角(副)量子数l， l= 0, 1, 2，3，4， n-1 光谱学符号: s, p, d ，f，g，,表示同一电子层中的不同状态的分层，决定原子 轨道和电子云的形状.俗称电子亚层.,1）n,l共同决定轨道能量的大小，一组(n,l)对应一个能级.,氢原子或类氢原子只有一个电子，n相同，轨道能量相同.,2) n相同，l越大,能量越高. EnsEnpEndEnf,多电子体系,单电子体系,能量相同的轨道称为简并轨道(equivalent orbital) 或等价轨道(degenerate orbital),例: n=2, l=0, m=0, 波函数为,用波函数表示原子轨道,或,3. 磁量子数m，m=0, ±1, ±2 ±l (2l+1),决定了原子轨道或电子云在空间的伸展方向. 磁量子数m与能量无关,表92,每一层的原子轨道数： n2 每一层可容纳的电子数： 2n2,4. 自旋量子数ms，ms=±1/2,表示电子运动的自旋方向。自旋只有两个方向：顺时针、逆时针。同一轨道只能容纳两个自旋相反的电子.,顺时针：,逆时针：,描述一个原子轨道上运动的电子,需用四个量子数.,