《无机化学及分析化学》课程教学课件（PPT讲稿）第7章 物质结构基础

7第章物质结构基础

第7章 物质结构基础

《物质结构基础》的内容《物质结构》主要研究原子、分子及晶体的结构以及它们和性质间的关系。核外电子运动规律原子研究对象化学键与分子结构分子晶体结构与性质晶体

《物质结构基础》的内容 研 究 对 象 原子 分子 晶体 核外电子运动规律 化学键与分子结构 晶体结构与性质 《物质结构》主要研究原子、分子及晶体的 结构以及它们和性质间的关系

化学中的原子结构核外电子的运动状态

化学中的原子结构 核外电子的运动状态

7.1.1氢原子光谱和玻尔理论1.氢原子光谱10-410-810-1010-1210-1410-210-6A/m10十无线电波红外辐射紫外辐射学宙射线X射线可见光丫射线TV微波波3×10183×10223×10103×10163×10203×1012Vis-!3×1083×101AnmGOE5O670紫红橙黄绿青蓝7×10145×1014Vis-6×1014连续光谱：太阳光、白炽灯光等，光谱间没有明显的分界线。线状光谱：分立的、有明显界线的谱线，不连续，又称原子光谱气体经高温火焰、电火花、电弧等作用产生

7.1.1 氢原子光谱和玻尔理论 1. 氢原子光谱 红 橙 黄 绿 青 蓝 紫 连续光谱：太阳光、白炽灯光等，光谱间没有明显的分界线。 线状光谱：分立的、有明显界线的谱线,不连续,又称原子光谱 气体经高温火焰、电火花、电弧等作用产生 7.1 核外电子的运动状态

β80?410.2 nm434.1656.3486.1V=3.289×10n=3,4,5,6.n矛盾★实验现象：不连续谱线。经典物理学：只能解释连续谱

氢原子光谱 实验现象： 不连续谱线。 矛盾 经典物理学: 只能解释连续谱。 1 2 2 1 5 ) s 1 2 1 3.289 10 ( − =  − n  n=3,4,5,6

1、玻尔理论1913年，28岁的Bohr在爱因斯坦的光子学说普朗克的量子学说氢原子的光谱实验卢瑟福的有核模型基础上，引入两个假设，提出了H原子结构模型即Bohr模型，成功地解释了氢原子光谱的产生

1、玻尔理论 1913年，28岁的Bohr在 爱因斯坦的光子学说 普朗克的量子学说 氢原子的光谱实验 卢瑟福的有核模型 基础上，引入两个假设，提出了H原子结构模型即 Bohr模型，成功地解释了氢原子光谱的产生

(1）定态假设电子不是在任意轨道上绕核运动，而是在一些符合一定条件（有确定能量和半径）的轨道上运动。这些轨道的能量是固定的，称为定态轨道。电子在定态轨道上运动时，不放出能量，是稳定的。(2)跃迁规则基态能量最低最稳定电子的能量状态3激发态能量较高不太稳定6能级跃迁：Ez-E,=△E=hvh一普朗克常数（6.626×10-34J·S）

⑴ 定态假设 电子不是在任意轨道上绕核运动，而是在 一些符合一定条件（有确定能量和半径）的轨道上运动。这 些轨道的能量是固定的，称为定态轨道。电子在定态轨道上 运动时，不放出能量，是稳定的。 ⑵ 跃迁规则 普朗克 • 1 2 3 基 态 激发态 电子的能量状态 能量最低 最稳定 能量较高 不太稳定 能级跃迁：E2 - E1 = E = h h —普朗克常数（6.626×10 -34 J · S）

波尔理论的成功之处解释了H及Het、Li2+、B3+的原子光谱HaWavetypeHbHgHd656.2486.1434.0410.1Calculated value/nm656.3486.1434.1410.2Experimentalvalue/nm说明了原子的稳定性对其他发光现象（如X光的形成）也能解释计算氢原子的电离能

计算氢原子的电离能 波尔理论的成功之处 解释了 H 及 He+ 、Li2+ 、B3+ 的原子光谱 Wave type Ha Hb Hg Hd Calculated value/nm 656.2 486.1 434.0 410.1 Experimental value/nm 656.3 486.1 434.1 410.2 说明了原子的稳定性 对其他发光现象（如Ｘ光的形成）也能解释

波尔理论的不足之处不能解释多电子原子的光谱不能解释谱线的多重性不能解释电子的衍射实验结果人们不得不反思：是否因为人类对电子的属性尚未明了，才会导致上述的种种困惑呢？

人们不得不反思： 是否因为人类对电子的属性尚未明了，才会导致上述的 种种困惑呢? 波尔理论的不足之处 ● 不能解释多电子原子的光谱 ● 不能解释谱线的多重性 ● 不能解释电子的衍射实验结果

2.微观粒子的波粒二象性（频率和波长）“波动性”1)“光子学说”“粒子性”（能量和动量）改变光的二象性光的认识M局限性光Einstein波粒二象性

1)“光子学说” “波动性” “粒子性” （频率和波长） （能量和动量） 光的二象性 改变 光的认识 Einstein 波粒二象性 光 局限性 2. 微观粒子的波粒二象性