哈尔滨医科大学：《无机化学》课程教学资源（PPT课件）第八章 原子结构和元素周期律

第八章原子结构和元素周期律 第一节 氢原子光谱和玻尔理论 第二节 微观粒子的特征 第三节 氢原子结构 第四节 多电子原子结构 第五节 元素周期表 第六节 元素性质的周期性

第八章 原子结构和元素周期律 第一节 氢原子光谱和玻尔理论 第二节 微观粒子的特征 第三节 氢原子结构 第四节 多电子原子结构 第五节 元素周期表 第六节 元素性质的周期性

第一节氢原子光谱和玻尔理论 一、氢原子光谱 二、玻尔理论

第一节 氢原子光谱和玻尔理论 一、氢原子光谱 二、玻尔理论

1897年，英国物理学家汤姆逊发现了电子，并 确认电子是原子的组成部分。 1911年，英国物理学家卢瑟福在0粒子散射实验 的基础上，提出了行星式原子轨道模型：原子像一 个行星系，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。 1913年，年轻的丹麦物理学家玻尔在卢瑟福的 原子结构模型的基础上，应用普朗克的量子论和爱 因斯坦的光子学说建立了玻尔原子结构模型，成功 地解释了氢光谱，°推动了原子结构理论的发展。· (供药学类及医学检验专业用

1897 年，英国物理学家汤姆逊发现了电子，并 确认电子是原子的组成部分。 1911年，英国物理学家卢瑟福在α粒子散射实验 的基础上，提出了行星式原子轨道模型：原子像一 个行星系，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。 1913 年，年轻的丹麦物理学家玻尔在卢瑟福的 原子结构模型的基础上，应用普朗克的量子论和爱 因斯坦的光子学说建立了玻尔原子结构模型，成功 地解释了氢光谱，推动了原子结构理论的发展

氢原子光谱 人们用眼睛能观察到的可见光的波长范围是 400~760nm。一束白光通过石英棱镜时，不同波 长的光由于折射率不同，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。 学 1开习 连续光谱四了

一、氢原子光谱 人们用眼睛能观察到的可见光的波长范围是 400~760 nm。一束白光通过石英棱镜时，不同波 长的光由于折射率不同，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。 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，它在可见 光区有四条比较明显的谱线，分别用H、HB、 H、H表示。此外，在红外区和紫外区也有一系 列不连续的光谱。 无机化学 (供药学类及医学检验专业用)

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，它在可见 光区有四条比较明显的谱线，分别用 Hα、Hβ、 Hγ、Hδ表示。此外，在红外区和紫外区也有一系 列不连续的光谱

410.2nm434.1nm4861nm 656.3mm 学 氢原子光谱及实验茶意图

氢原子光谱及实验示意图

1913年，瑞典物理学家里德伯总结出适用氢 原子光谱的谱线频率的通式： o=R( 11 1n2 n G为波数， o=1/λ=v/c；1 。为里德伯常数， R=1.097×107m1;n1和n2为正整数，n2>n1o 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。 (供药学类及医学检验专业用)

1913 年，瑞典物理学家里德伯总结出适用氢 原子光谱的谱线频率的通式： σ为波数， ； 为里德伯常数， ；n1 和 n2 为正整数，n2 > n1。 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  = −    = = 1/ / v c R 7 1 R 1.097 10 m−  = 

二、玻尔理论 玻尔的原子结构模型的基本要点如下： (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。学“十五国家规划课题牙究成果 (2)电子在不同轨道上运动时，它的能量是 不同的。电子在离核越远的轨道上运动时，其能 量越高；在离核越近的轨道上运动时，其能量越 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=-13.6eV. (供药学类及医心检验专业用

二、玻尔理论 玻尔的原子结构模型的基本要点如下： （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，它的能量是 不同的。电子在离核越远的轨道上运动时，其能 量越高；在离核越近的轨道上运动时，其能量越 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 − =

(3)当电子在能量不同的轨道之间跃迁时， 原子就会吸收能量或放出能量。当电子从能量较 高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，原子以光的 形式释放出能量，释放出光的频率与轨道能量间 的关系为：育科学十五 国家规课晒研究成果 E2-E V= h 无机化学 (供药学类及医学检验专业用)

（3）当电子在能量不同的轨道之间跃迁时， 原子就会吸收能量或放出能量。当电子从能量较 高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，原子以光的 形式释放出能量，释放出光的频率与轨道能量间 的关系为： E E 2 1 v h − =

玻尔理论成功地解释了原子稳定存在的事实 和氢原子光谱。 在正常状态时，核外电子处于最低的基态， 在该状态下运动的电子既不吸收能量，也不放出 能量，电子的能量不会减少，因此不会落到原子 核上，原子不会毁灭。 当原子从外界接受能量时，电子就会跃迁到 能量较高的激发态。而处于激发态的电子是不稳 定的，它会跃迁回能量较低的轨道，同时将能量 以光的形式发射出来，发射出的光的频率决定于 跃迁前后两个轨道间的能量美。由于轨道的能量 是不连续的，发射出的光的频率也是不连续的， 因此得到的氢原子光谱是线状光谱

玻尔理论成功地解释了原子稳定存在的事实 和氢原子光谱。 在正常状态时，核外电子处于最低的基态， 在该状态下运动的电子既不吸收能量，也不放出 能量，电子的能量不会减少，因此不会落到原子 核上，原子不会毁灭。 当原子从外界接受能量时，电子就会跃迁到 能量较高的激发态。而处于激发态的电子是不稳 定的，它会跃迁回能量较低的轨道，同时将能量 以光的形式发射出来，发射出的光的频率决定于 跃迁前后两个轨道间的能量差。由于轨道的能量 是不连续的，发射出的光的频率也是不连续的， 因此得到的氢原子光谱是线状光谱