信阳农业高等专科学校：《无机及分析化学》课程教学资源（PPT课件）第五章 原子结构

第五章原子结构 ●5.1氢原子光谱和玻尔理论 ‖·52核外电子运动状态的描述 劉·5.3核外电子排布和元素周期系 ●54元素性质的周期性

第五章 原子结构 ⚫ 5.1氢原子光谱和玻尔理论 ⚫ 5.2核外电子运动状态的描述 ⚫ 5.3核外电子排布和元素周期系 ⚫ 5.4元素性质的周期性

1.元和奄慼辐与Bohr理论 10-8 1O-10 10-12 TV 红外辐射 外 射 光 宙射线 3×1033×10103×10123×10 3×1018 1 3×10 doe 红 橙 黄绿 青蓝 紫 5×1014 6×10 7×1

1.光和电磁辐射 5.1 氢原子光谱与Bohr理论 红 橙 黄 绿 青 蓝 紫

2氢原子光谱 通电 410.2434.0 486.1 656.3 2/nm 7316.91 607 4.57 (×10)v/s 光速c=2998×103m·s

2.氢原子光谱 8 1 2.998 10 m s − = c =   c 光速   Hα 656.3 4.57 Hβ 486.1 6.07 Hγ 434.0 6.91 Hδ 410.2 7.31  /nm1 ( 10 ) /s 1 4 −  

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 经验公式: =3,289×1051 机邵学电國图 2 n=34.5.6 式中2,n,3.289×1015各代表什么意义?

• 不连续光谱,即线状光谱 • 其频率具有一定的规律 1 2 2 1 5 )s 1 2 1 3.289 10 ( − =  − n v n= 3,4,5,6 式中 2，n，3.289×1015各代表什么意义？ 经验公式： 氢原子光谱特征：

3.Bohr理论 点假设: ①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 ②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 ③从激发态回到基态释放光能,光的频率 机邵学电國图 取决于轨道间的能量差 hv=e2-el E:轨道能量 E、-E, h h: Planck常数

3.Bohr理论 三点假设： ①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； ②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； ③从激发态回到基态释放光能，光的频率 取决于轨道间的能量差。 h E E h E E 2 1 2 1 − = = −   E：轨道能量 h：Planck常数

Bame线系 V=3289×10( 2 n=3红(H) 4青(Hg) 机邵学电國图 n=5蓝紫(H,) n=6紫(H;)

1 2 2 1 5 )s 1 2 1 3.289 10 ( − =  − n v n = 3 红（Hα） n = 4 青（Hβ ） n = 5 蓝紫 （ Hγ ） n = 6 紫（Hδ ） Balmer线系

原子能级 机邵学电國图 B almer 线系

原子能级 Balmer线系

v=3.289×10 15 S △E=hv 6626×1034J·s×3289×1015( 机邵学电國图 =2.179×10 18 )J △E=R H )R: Rydberg常数,其值 为2.179×101J

-1 2 2 2 1 15 )s 1 1 3.289 10 ( n n v =  − n2  n1 E = hv RH：Rydberg常数，其值 为2.179×10-18J。 ) 1 1 ( 2 2 2 1 H n n E = R − )J 1 1 2.179 10 ( 2 2 2 1 -1 8 n n =  − -1 2 2 2 1 3 4 1 5 )s 1 1 6.626 10 J s 3.289 10 ( n n =     − −

△E=R1( 当n1=1,n2=∞时,△E=2.179×10-13J, 这就是氢原子的电离能 △E=h V=3.289×10151 机邵学电國图 3.289×10 52179×108 h 可见该常数的意义是 电离能除以 Planck常数的商

) 1 1 ( 2 2 2 1 H n n E = R − 电离能除以 常数的商。 可见该常数的意义是： Planckh 1 8 1 5 2.179 10 3.289 10 −   = ) 1 1 1 3.289 10 ( 2 2 1 5  E = h  =  − 这就是氢原子的电离能。 当n1 =1，n2 = 时，E = 2.17910−1 8 J

借助于氢原子光谱的能量关系式可定 出氢原子各能级的能量: △E=R1( 2)△E=E2-E1 令n2=∞,则E2=0,E1=-△E 你朵 m1=1,E1=-Rub=-2.179×10J 机学电 2,E2=-kH72 =-545×10-J H3=3,E 3=-R12=-2.42×10J R1 E

借助于氢原子光谱的能量关系式可定 出氢原子各能级的能量： ) 1 1 ( 2 2 1 2 2 1 H E E E n n E = R −  = − J 2 H n R  En = − 2.42 10 J 3 1 3 1 9 3 3 H 2 − n = ，E = −R = −  5.45 10 J 2 1 2 1 9 2 2 H 2 − n = ，E = −R = −  2.179 10 J 1 1 1 1 8 1 1 H 2 − 当n = ，E = −R = −  令n2 = ，则E2 = 0，E1 = −E