原子结构与元素周期系原子结构与元素周期系主讲：郭琦、邓海威2原子结构与元素周期系原子结构与元素周期系元素基本性质的周期性核外电子的排布和元素周期系核外电子的运动状态3原子结构与元素周期系原子结构与元素周期系波函数的空间图象概率密度和电子云波函数和原子轨道微观粒子的波粒二象性氢原子光谱和玻尔理论四个量子数核外电子的运动状态4原子结构理论的发展简史原子结构理论的发展简史近代原子结构理论近代原子结构理论卢瑟福卢瑟福道尔顿道尔顿古希腊古希腊51803年道尔顿提出原子学说化学元素均由不可再分的微粒组成。这种微粒称为原子。原子在一切化学变化中均保持其不可再分性同一元素的所有原子，在质量和性质上都相同；不同元素的原子，在质量和性质上都不相同不同的元素化合时，这些元素的原子按简单整数比结合成化合物原子结构理论的发展简史原子结构理论的发展简史6原子结构理论的发展简史原子结构理论的发展简史可是，质子、电子的发现使人们意识到，原子是可分的于是，新的模型出现了7Rutherford提出“太阳-行星模型”：1.所有原子都有一个核即原子核(nucleus)；2.核的体积只占整个原子体积极小的一部分；3.原子的正电荷和绝大部分质量集中在核上；4.电子像行星绕着太阳那样绕核运动。原子结构理论的发展简史原子结构理论的发展简史8在对粒子散射实验结果的解释上,新模型的成功是显而易见的,至少要点中的前三点是如此.根据当时的物理学概念,带电微粒在力场中运动时总要产生电磁辐射并逐渐失去能量,运动着的电子轨道会越来越小,最终将与原子核相撞并导致原子毁灭。可是，这一发现使经典物理学概念面临窘境会不会？！原子结构理论的发展简史原子结构理论的发展简史9原子光谱也与经典力学产生矛盾原子光谱也与经典力学产生矛盾10光谱“光谱”(spectrum)一词是牛顿根据太阳光通过三棱镜后得到红、橙、黄、绿、青、蓝、紫而提出的。11原子光谱焰火是热致发光。把气体装进真空管，真空管两端施以高压电，气体也会发光，叫做电致发光。如霓虹灯、高压汞灯、高压钠灯就是气体的电致发光现象。例如，氢、氖发红光，氩、汞发蓝光。12原子光谱到1859年，德国海德堡大学的基尔霍夫和本生发明了光谱仪，奠定了光谱学的基础,使光谱分析成为认识物质和鉴定元素的重要手段。13氢原子光谱光谱仪可以测量物质发射或吸收的光的波长，拍摄各种光谱图。光谱图就像“指纹”辨人一样，可以辨别形成光谱的元素。人们用光谱分析发现了许多元素,如铯、铷、氦、镓、铟等十几种。然而，直到二十世纪初，人们只知道物质在高温或电激励下会发光，却不知道发光机理；人们知道每种元素有特定的光谱，却不知道为什么不同元素有不同光谱。（从上到下）氢、氦、锂、钠、钡、汞、氖的发射光谱特征:①不连续的、线状的;②是很有规律的。15氢光谱是所有元素的光谱中最简单的光谱。其波长和代号如下所示：谱线HαHβHγHδH…编号(n)１２３４５…波长/nm656.279486.133434.048410.175397.009…不难发现，从红到紫,谱线的波长间隔越来越小。ｎ>5的谱线密得用肉眼几乎难以区分。1883年，瑞士的巴尔麦（J.J.Balmer1825-1898）发现，谱线波长(λ)与编号(n)之间存在如下经验方程：氢原子光谱364600422.nn氢原子光谱由五组线系组成,任何一条谱线的波数(wavenumber)都满足简单的经验关系式:222111~nnR222111~nnR名字n1n2Lyman系Balmer系Paschen系Brackett系Pfund系123452,3,4,…3,4,5,…4,5,6,…5,6,7,…6,7,8,…如：对于Balmer线系的处理12215s)121(10289.3nvn=3红（Hα）n=4青（Hβ）n=5蓝紫（Hγ）n=6紫（Hδ）17氢原子光谱与经典力学的矛盾氢原子光谱与经典力学的矛盾原子是相对稳定的原子光谱是不连续的谱线而非连续光谱18Plank公式1900年,普朗克(PlankM)提出著名的普朗克方程：E=hv式中的h叫普朗克常量(Planckconstant),其值为6.626×10-34J·s。普朗克认为,物体只能按hv的整数倍(例如1hv,2hv,3hv等)一份一份地吸收或释出光能,而不可能是0.5hv,1.6hv,2.3hv等任何非整数倍。即所谓的能量量子化概念。普朗克提...
