结构化学 (2)2优秀课件.ppt
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1、结构化学课件第1页,本讲稿共25页第二章 原子的结构和性质 教学目标教学目标 学习要点学习要点 学时安排学时安排 通过通过H原子薛定谔方程的求解,了解原子结构中量原子薛定谔方程的求解,了解原子结构中量子数的来源,类氢离子波函数的图形及其物理意义。掌子数的来源,类氢离子波函数的图形及其物理意义。掌握多电子原子的原子轨道能级等,推导原子基态光谱项。握多电子原子的原子轨道能级等,推导原子基态光谱项。H原子和类氢离子波函数量子数的物理意义。原子和类氢离子波函数量子数的物理意义。掌握多电子原子的原子轨道能级、电离能的求解。掌握多电子原子的原子轨道能级、电离能的求解。推导等价、非等价电子的原子光谱项,掌握
2、基态原推导等价、非等价电子的原子光谱项,掌握基态原子谱项的快速推算法。子谱项的快速推算法。学时学时-10学时学时 第2页,本讲稿共25页原子:由一个核和若干个电子组成的体系。原子:由一个核和若干个电子组成的体系。Rutherford在在19091911年间,提出行星绕太阳旋转的原子年间,提出行星绕太阳旋转的原子模型。模型。Bohr氢原子结构模型:氢原子结构模型:1913年,年,Bohr综合了综合了Planck的的量子论、量子论、Einstein的光子说和的光子说和Rutherford的原子模型,提的原子模型,提出两点假设:出两点假设:(1)定态规则定态规则:原子有一系列定态,每一个定态有一相:
3、原子有一系列定态,每一个定态有一相应的能量,电子在这些定态的能级上绕核作圆周运动,既应的能量,电子在这些定态的能级上绕核作圆周运动,既不放出能量,也不吸收能量,而处于稳定状态;电子作圆不放出能量,也不吸收能量,而处于稳定状态;电子作圆周运动的角动量周运动的角动量M必须为必须为h h/2 的整数倍,的整数倍,Mnhnh/2,n n1,2,3,(2 2)频率规则频率规则:当电子由一个定态跃迁到另一定态时,:当电子由一个定态跃迁到另一定态时,就会吸收或发射频率为就会吸收或发射频率为 E/E/h h的光子。的光子。第3页,本讲稿共25页Bohr半径的导出:电子稳定地绕核作圆周运动,半径的导出:电子稳定
4、地绕核作圆周运动,其离心力与电子和核间的库仑引力大小相等:其离心力与电子和核间的库仑引力大小相等:mvmv2/r/r e e2/40r r2 (0=8.85410-12 C2 J1 m1)电电子子轨轨道道运动运动角角动动量量 Mmvrmvrnhnh/2 电电子的子的总总能量能量 Emvmv2/2e e2/40r r e e2/80r re e2/40r r=(e e2/80r r)电电子子绕绕核核运动运动的半的半径径:r r n n2h h2 0/meme2,r n2a0 N N 1时,时,r r 52.92 pm a a0(Bohr半径)半径)Bohr模型成功地解释了氢原子光谱模型成功地解释
5、了氢原子光谱此式与氢原子光谱的经验公式此式与氢原子光谱的经验公式完全相符,完全相符,R即为即为Rydberg(里德伯)常数。(里德伯)常数。按按Bohr模型得出的氢原子能级:模型得出的氢原子能级:第4页,本讲稿共25页Bohr模型对于单电模型对于单电子原子在多方面应用子原子在多方面应用得很有成效,对碱金得很有成效,对碱金属原子也近似适用属原子也近似适用.但它竟不能解释但它竟不能解释 He 原子的光谱,更不必原子的光谱,更不必说较复杂的原子。说较复杂的原子。Bohr模型有很大局模型有很大局限性的根源:波粒二限性的根源:波粒二象性是微观粒子最基象性是微观粒子最基本的特性,而本的特性,而Bohr模型
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