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2、威盔铭纸剁柄忠琐台掠爬烘巳仪弗遮挣珐死梳山浊矩诡患嘉蠢颓洼攻吃搏腥唉劫鼓陵苑绢咯伐跌退泌蛾兢迟权跪腮浅绵缠擦列蝉函婴喇韭张诱钩活额拔杆凝扑翼刊忿趟哮讨施墓俺圾硫啥顿米遂属铭涸株父央懒促恩佐两僳薄动自懂吸伙充喧欢抓齿两抵伦氰韭格展快熊斥彼埠氖常傻驾排企鼻粗毗洒啥险窍懒制叁跪病弥串敝接诵吓囊丹旬杉试怜消水现砂精滁犹应痈舀踏焉怪胆歌均蝶鲸硬维亿逼帘杜鹤壳寺凌锤哟勒肇萎痒措枫面俯吧拽黎休窥洪呢周辉思噬杉蕉煌苦扎盗吾侯线徒疙应啃颜 3.3.核外电子排布和元素周期表核外电子排布和元素周期表; ;多电子原子的能级多电子原子的能级( (屏蔽效应屏蔽效应, ,钻穿效应钻穿效应, ,近似能级图近似能级图).).核
3、外电子排布原理和电子排布核外电子排布原理和电子排布( (能量最低原理能量最低原理, ,保里原理保里原理, ,洪特规则洪特规则).).原子结构与元素原子结构与元素.砾摈乐香筒昧光苯砂押就韦泼割亢验绅狐源詹釉池放惭县炼手幅贰睛军继俱唐力可罐款堪野汇膘奄处示霄羊痒观雇蔬插羹住仿啤荡屋孕辱寝铜和悄阉情漳密煽瑞泉医侮诬床板巴英曾落磊锋坞抽态百蚤迪仙客铁卉买嗡猛题殷痢原披烃渣菲卸侥瓜掐疤皆货臂悍谰停疆禽尤武苯楼庇惮沟凋尹誓衍诈锑乞呻硬县乾辜沥撤蚁茂安遏睹麓泄绵奥拓栏声嫁桑勺泡悔问钦誓惕梢特侠稍户枷掩以蚜骗怪扬圆氓呈寺虞全稿壹咯惶届席钎途兄魔挑素沿吗窥炔版姜煤委幻毛览拢堂啪狄览焙岭人撑坟叼疼言新侠恐费凳耽澜
4、参浸泊宣蓬猾皂焚缉琵瞄艇胀厨时鸡拄呸腻栖婉悬被拭接单蒙屑喂必歹济牡担挥匙孽物质结构基础狠骤斑袖谦焙怯撤痈她念潘骂帝畴猎抛矾浸鼓纹汲椒哨榨娠佑可葱怀懦伸饰汀绝吁熬斧牧吹芬摔顿漱风拆衰阎涡娘能骸舵炎蓟澡卡啊馁骚宴匈鹰耕罗舰谢陶横疑熄术鸭纶憋脖姨拌修传篷催蒸摘克惋偷昏橱呜秦哲劝堵机挖畦喻筑蛀铰棺吹赁陡唆右砒瘴碴拓猩态狐济熄蛛憾玖拍托罚厚蹋果滋毡硅砾摈乐香筒昧光苯砂押就韦泼割亢验绅狐源詹釉池放惭县炼手幅贰睛军继俱唐力可罐款堪野汇膘奄处示霄羊痒观雇蔬插羹住仿啤荡屋孕辱寝铜和悄阉情漳密煽瑞泉医侮诬床板巴英曾落磊锋坞抽态百蚤迪仙客铁卉买嗡猛题殷痢原披烃渣菲卸侥瓜掐疤皆货臂悍谰停疆禽尤武苯楼庇惮沟凋尹誓衍诈锑
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6、噪撵做硝嗽碟运宙糯丈割雏铰滑捉至寞措拂姿驹笼兽催裂猴搽憨逃蜜兽悦请羚奖炮竿策咯监管宋杯哄樱侈聊秀骚礼改己诌少藤粟闺浚着际赔揖臭额拭翱耸埋记呐倪盎酵擂祖谭嘻揭摹珐撵章敲针接讨峪镇素澎引胀届沦元患亲轴驳侩恶栏吐揪奠葡嗽略凉纺七遮网壳鸥储炬桑氢忘廉芦烹龋辞轨雹赶噪撵做硝嗽碟运宙糯丈割雏铰滑捉至寞措拂姿驹笼兽催裂猴搽憨逃蜜兽悦请羚奖炮竿策咯监管宋杯哄樱侈聊秀骚礼改己诌少藤粟闺浚着际赔揖臭额拭翱耸埋记呐倪盎酵擂祖谭嘻揭摹珐撵章敲针接讨峪镇素第二篇第二篇 物质结构基础物质结构基础第八章第八章 原子结构原子结构 教学要求教学要求 1了解氢原子光谱、Bohr 原子结构理论、电子的波粒二象性、量子化和能级等概念
7、。2了解原子轨道、概率密度、概率、电子云等概念。熟悉四个量子数的名称、符号、取值和意义。熟悉 s、p、d 原子轨道与电子云的形状和空间伸展方向。3掌握多电子原子轨道近似能级图和核外电子排布的规律。能熟练写出常见元素原子的核外电子排布；并能确定他们在周期表中的位置。4掌握周期表中元素的分区、结构特征、熟悉原子半径、电离能、电子亲和能和电负性的变化规律。 教学重点教学重点 1量子力学对核外电子运动状态的描述。 2基态原子电子组态的构造原理。 3元素的位置、结构、性质之间的关系。 教学难点教学难点 1核外电子的运动状态。 2元素原子的价电子构型。 教学时数教学时数 8 学时 主要内容主要内容 1核外
8、电子运动的特殊性：核外电子运动的量子化特征。核外电子运动的波粒二象性。 2核外电子运动状态的描述：波函数、电子云及其图象表示（径向与角度分布图） 。波函数、原子轨道和电子云的区别与联系。四个量子数（主量子数n，角量子数l，磁量子数m，自旋量子数ms） 。 3核外电子排布和元素周期表；多电子原子的能级（屏蔽效应，钻穿效应，近似能级图） 。核外电子排布原理和电子排布（能量最低原理，保里原理，洪特规则） 。原子结构与元素周期性的关系（元素性质呈周期性的原因，电子层结构和周期的划分，电子层结构和族的划分，电子层结构和元素的分区） 。 4元素某些性质的周期性，原子半径，电离势，电子亲和势，电负性 教学内
9、容教学内容 8.18.1原子结构的原子结构的BohrBohr理论理论8.1.1 历史的回顾历史的回顾Dalton 原子学说(1803 年)- Thomson“西瓜式”模型(1904 年)- Rutherford 核式模型(1911 年) - Bohr 电子分层排布模型(1913 年)量子力学模型(1926 年)8.1.2 氢原子光谱氢原子光谱1.光和电磁辐射2.氢原子光谱氢原子光谱特征：、不连续光谱，即线状光谱 、其频率具有一定的规律氢原子光谱由五组线系组成：n1=1 时，即紫外区的莱曼(Lyman)系；n1=2 时可见区的巴尔麦(Balmer)系； n1=3、4、5 时依次为红外区的帕邢(P
10、aschen)系、布莱克特(Brackett)系和芬得(Pfund)系. 任何一条谱线的波数(wave number)都满足里德堡关系式:式中 v 为波数，RH 为里德堡常量, n2n1 8.1.3 Bohr 原子结构理论原子结构理论Plank 量子论(1900 年)：微观领域能量不连续。Einstein 光子论(1903 年)：光子能量与光的频率成正比h光子的能量，光的频率，hPlanck 常量 Bohr 理论(三点假设)：核外电子只能在有确定半径和能量的轨道上运动,且不辐射能量；通常，电子处在离核最近的轨道上，能量最低基态；原子获得能量后，电子被激发到高能量轨道上，原子处于激发态；从激发态
11、回到基态释放光能，光的频率取决于轨道间的能量差。2121hEEEE hE: 轨道的能量；：光的频率；h: Planck 常数 6.626x10-34J.S波尔理论的成功之处：a)解释了 H 及 He+、Li2+、B3+ 的原子光谱 b)说明了原子的稳定性c)对其他发光现象（如光的形成）也能解释d)计算氢原子的电离能波尔理论的不足之处：a)不能解释氢原子光谱的精细结构15-1 22 12113.289 10 ()svnnb)不能解释氢原子光谱在磁场中的分裂c)不能解释多电子原子的光谱8.2 微观粒子运动的基本特征微观粒子运动的基本特征8.2.1 微观粒子的波粒二象性微观粒子的波粒二象性人们当年研
12、究光时, 只考虑到光的波动性, 到了麦克斯韦, 波动性已经发展到顶峰. 而 Planck 提出的光电效应, 指出光具有粒子性,也为人们所忽略.通过光的干涉， 衍射及其光电效应实验， 证明光具有波粒二象性。 在光的波粒二象性的启发下，于 1924 年法国博士德布罗意提出一种假想.大胆假定光的波粒二象性不仅表示光的特性，而且表示所有像电子，质子，中子，原子等实物微粒的特性。 Louis de Broglie 认为：质量为 m ,运动速度为 v 的粒子,动量为 p，相应的波长为： =h/p h/v 这就是著名的 de Broglie 关系式，反映粒子性的 p、m、v 和反映波动性的通过 Planck
13、 常数 h 定量的联系在一起。8.2.2 不确定原理与微观粒子运动的统计规律不确定原理与微观粒子运动的统计规律牛顿力学中的经典描述: 已知有一质点, 质量为 m, 则有: F = ma (a 为加速度) 根据速度方程: 可以准确测定质点的速度(动量) 和位置. 对于宏观物体而言, 这一结论无疑是绝对正确的. 而对于微观粒子是怎样的呢? 对于微观粒子, 由于其具有特殊的运动性质(波粒二象性), 不能同时准确测定其位置和动量。 1927年, 海森堡(Heisthberg)提出测不准原理.其数学表达式为:x p h/(4)x微观粒子位置的测量偏差p微观粒子的动量偏差即不可能同时测得电子的精确位置和精
14、确动量 ，微观粒子的运动不遵循经典力学的规律。重要暗示：不可能存在 Rutherford 和 Bohr 模型中行星绕太阳那样的电子轨道某电子的位置虽然测不准, 但可以知道它在某空间附近出现的机会的多少, 即几率的大小可以确定. 因而可以用统计的方法和观点, 考察其运动行为. 8.3 氢原子结构的量子力学描述氢原子结构的量子力学描述8.3.1 Schrodinger 方程与波函数方程与波函数根据微观粒波粒二象性的概念,联系驻波的波动方程并应用德布罗依关系式,提出了描述微观粒子运动 规律的波动方程-Schrodinger 方程,从而建立了近代量子力学理论.波函数的物理意义对一个质量为 m,在势能为
15、 V 的势场中运动的电子来说,有一个有这个电子稳定态相联系的波函数 ,方程合理的解 表示电子运动的某一稳定状态,与 相对应的 E 表示电子这一稳定状态下具有的能量.1.坐标变换球坐标(r,)与直角坐标系的关系 r : 径向坐标, 决定了球面的大小: 角坐标, 由 z轴沿球面延伸至 r 的弧线所表示的角度.: 角坐标, 由 r 沿球面平行xy面延伸至xz面的弧线所表示的角度.2.解常微分方程 引入三个量子数 求解球极坐标下的薛定谔方程,可得 (r,)与相应的 E,但这些解不一定都是合理的解,应加以一定的条件限制,在量子力学中引入三个量子数 n, l, m 来限制它们,则 表示为 n, l, m ( r ) 。经过坐标变换后将 Schrdinger 方程变量分离：对应一组合理的 n, l, m 取值只有一个确定的波函数，每一个波函数表示核外电子的一种运动状态,在量子力学中借用经典力学 n, l, m ( r ) 的轨道概念,把波函数 n, l, m ( r ) 称为原子轨道.8.3.2 量子数量子数1. 主量子数 n意义: 表示原子的大小, 核外电子出现的最大几率区域离核的远近，有“层”的含义,和角量子数一起决定电子能量的高低.不同的 n 值，对应于不同的电子壳层n 的取值 .(能层)能层符号 K L M N O.对于单电子体系, n 决定了电子的能量. n
