哈尔滨医科大学：《基础化学》课程教学课件（PPT讲稿）第8章 原子结构和元素周期律

第五节元素性质的周期性 第四节元素周期表 第三节多电子原子结构 第二节氢原子结构 第一节微观粒子的特征 周期律 第八章原子结构和元素

第八章原子结构和元素 周期律 第一节微观粒子的特征 第二节氢原子结构 第三节多电子原子结构 第四节元素周期表 第五节元素性质的周期性

第一节 微观粒子的特征 一、氢原子光谱和Bohr理论 二、电子的波粒二象性和不确定原理

第一节 微观粒子的特征 一、氢原子光谱和 Bohr 理论 二、电子的波粒二象性和不确定原理

、 氢原子光谱和Bohr理论 19世纪，物理学家Cr00kS等人在研究稀薄 气体放电现象时发现了电子。1897年，Thomson 测定出电子的荷质比(e/m)为1.76×1011Ckg1 实验表明，电子的荷质比是一个常数，它与电极 材料或放电管中气体的性质无关。 1909年，Millikan通过油滴实验测得电子的 电荷为1.6×1019C。根据电子的荷质比，求得电 子的质量为9.11×10-31kg。后来，科学家们还采 用了紫外光照射物质、加热金属丝、放射性元素 放出B射线等方法产生电子。测定结果表明，各 种来源的电子的电荷和质量均相同，电子普遍存 在于原子之中

一、氢原子光谱和 Bohr 理论 19世纪，物理学家 Crookes 等人在研究稀薄 气体放电现象时发现了电子。1897年， 测定出电子的荷质比(e/me)为 1.76×1011 C·kg-1 。 实验表明，电子的荷质比是一个常数，它与电极 材料或放电管中气体的性质无关。 1909 年，Millikan 通过油滴实验测得电子的 电荷为1.6×10-19C。根据电子的荷质比，求得电 子的质量为9.11×10－31kg。后来，科学家们还采 用了紫外光照射物质、加热金属丝、放射性元素 放出β射线等方法产生电子。测定结果表明，各 种来源的电子的电荷和质量均相同，电子普遍存 在于原子之中。 Thomson

原子是电中性的，原子中除了带负电的电子 外，必然还有带正电的部分。电子和正电部分在 小小的原子空间中是如何分布的？ l911年，Rutherford.用一束高速运动的u粒 子(He2+)流轰击一块10-610-7m厚的金箔。 发现绝大多数的α粒子几乎不受阻拦地直线通过， 约万分之一的仪粒子的运动方向发生偏转，极个 别的α粒子甚至被反弹回来

原子是电中性的，原子中除了带负电的电子 外，必然还有带正电的部分。电子和正电部分在 小小的原子空间中是如何分布的？ 1911年，Rutherford用一束高速运动的α粒 子（He2＋）流轰击一块10－6~10－7 m 厚的金箔。 发现绝大多数的α粒子几乎不受阻拦地直线通过， 约万分之一的α粒子的运动方向发生偏转，极个 别的α粒子甚至被反弹回来

Rutherford在u粒子散射实验的基础上，提 出了行星式原子轨道模型。他认为：原子像一个 行星系，其中心有一个体积很小却几乎集中了原 子全部质量的带正电荷的原子核，而带负电荷的 电子在核外空间绕核高速运动，就像行星围绕着 太阳运动一样

Rutherford 在α粒子散射实验的基础上，提 出了行星式原子轨道模型。他认为：原子像一个 行星系，其中心有一个体积很小却几乎集中了原 子全部质量的带正电荷的原子核，而带负电荷的 电子在核外空间绕核高速运动，就像行星围绕着 太阳运动一样

(一)氢原子光谱 人们肉眼能观察到的可见光的波长范围是 400~760nm。当一束白光通过石英棱镜时，形 成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等没有明显分 界线的彩色带状光谱，这种带状光谱称为连续 光谱

（一）氢原子光谱 人们肉眼能观察到的可见光的波长范围是 400~760nm。当一束白光通过石英棱镜时，形 成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等没有明显分 界线的彩色带状光谱，这种带状光谱称为连续 光谱

气态原子被火花、电弧或其他方法激发产生 的光，经棱镜分光后，得到不连续的线状光谱， 这种线状光谱称为原子光谱。 氢原子光谱是最简单的原子光谱。在抽成真 空的光电管中充入稀薄纯氢气，并通过高压放电， 所放出的光经棱镜分光后形成按波长次序排列的 不连续的线状光谱。氢原子光谱在可见光区有4 条比较明显的谱线，分别用H,HB,Hy,H表 示

气态原子被火花、电弧或其他方法激发产生 的光，经棱镜分光后，得到不连续的线状光谱， 这种线状光谱称为原子光谱。 氢原子光谱是最简单的原子光谱。在抽成真 空的光电管中充入稀薄纯氢气，并通过高压放电 所放出的光经棱镜分光后形成按波长次序排列的 不连续的线状光谱。氢原子光谱在可见光区有 条比较明显的谱线，分别用 Hα，Hβ，Hγ，Hδ表 示。 ， 4

氢原子光谱及实验示意图 相 410.2nm434.1nm 486.1nm 656.3nm 紫蓝绿

氢原子光谱及实验示意图

1913年，瑞典物理学家Rudberg总结出适用 氢原子光谱的谱线频率的通式： O=R 1n2 在某一瞬间一个氢原子只能产生一条谱线， 实验中之所以能同时观察到全部谱线，是由于很 多个氢原子受到激发，跃迁到高能级后又返回低 能级的结果

1913年，瑞典物理学家 Rudberg 总结出适用 氢原子光谱的谱线频率的通式： 在某一瞬间一个氢原子只能产生一条谱线， 实验中之所以能同时观察到全部谱线，是由于很 多个氢原子受到激发，跃迁到高能级后又返回低 能级的结果。 2 2 1 2 1 1 R ( ) n n  = − 

(二)Bohr理论 1913年，丹麦青年物理学家Bohr提出了 新的原子结构模型。其要点如下： (1)电子只能在某些特定的圆形轨道上绕 核运动，在这些轨道上运动的电子既不放出能 量，也不吸收能量。 (2)电子在不同轨道上运动时，其能量是 不同的。在离核越远的轨道上，能量越高；在 离核越近的轨道上，能量越低。轨道的这些不 同的能量状态称为能级，其中能量最低的状态 称为基态，其余能量高于基态的状态称为激发 态。原子轨道的能量是量子化的，氢原子轨道 的能量为： E,3.6

（二）Bohr 理论 1913 年，丹麦青年物理学家 Bohr 提出了 新的原子结构模型。其要点如下： （1）电子只能在某些特定的圆形轨道上绕 核运动，在这些轨道上运动的电子既不放出能 量，也不吸收能量。 （2）电子在不同轨道上运动时，其能量是 不同的。在离核越远的轨道上，能量越高；在 离核越近的轨道上，能量越低。轨道的这些不 同的能量状态称为能级，其中能量最低的状态 称为基态，其余能量高于基态的状态称为激发 态。原子轨道的能量是量子化的，氢原子轨道 的能量为： 2 13.6 E n eV n − =