中国海洋大学：《无机化学 Concise Inorganic Chemistry》课程教学资源（PPT课件，中文）第8章 原子结构

第8章原子结构内容·核外电子运动状态·核外电子排布规律元素价电子结构与元素周期律的关系

第 8 章 原子结构 内容 • 核外电子运动状态 • 核外电子排布规律 • 元素价电子结构与元素周期律的关系

1核外电子运动状态方法：实验事实一→结论自的：用量子数描述电子的运动状态微观粒子（r<10-8m）

1 核外电子运动状态 方法：实验事实 → 结论 目的：用量子数描述电子的运动状态 微观粒子 (r < 10-8m)

Cavendish卡文迪什实验室ErnestRutherford卢慧福JosephJohnThomson汤姆孙（1871-1937)1908(1856-1940)FatheroftheAtomicand NuclearPhysicsNBohn玻尔OttoStern斯特恩E.Schrodinger薛定号LouisVictordeBroglie德布罗意(1887-1961）1933(1888-1969)1943（1892-1987）1929(1885-1962）1922

N Bohn 玻尔 （1885-1962）1922 Otto Stern 斯特恩 (1888–1969 ) 1943 E.Schrödinger 薛定谔 (1887-1961）1933 Louis Victor de Broglie德布罗意 （1892-1987）1929 Joseph John Thomson 汤姆孙 （1856-1940) Cavendish 卡文迪什实验室 Ernest Rutherford 卢瑟福 （1871-1937) 1908 Father of the Atomic and Nuclear Physics

波尔以波的微粒性即能量量子化概薛定鳄以微粒的波动性为基础念为基础建立了氢原子模型建立起原子的波动力学模型

波尔以波的微粒性即能量量子化概 念为基础建立了氢原子模型 薛定鳄以微粒的波动性为基础 建立起原子的波动力学模型

屏幕棱镜700nm600nm500nm400nm

棱镜 屏幕

1-1电子运动的特点1-1-1量子性Detector(photographic plate)HighvoltageSliHydrogen gasPrism410nm434nm486 nm656 nm图8-1氢光谱实验（1885年，巴尔麦）

1-1 电子运动的特点 图 8-1 氢光谱实验（ 1885年，巴尔麦) 1-1-1 量子性

1913年，里德堡经验公式E,-0E4频率=c/=4Paschen spectral lines=R(1/n2-1/n2)E3n=3=3.289×1015(1/n2-1/n,2)Balmerspectral lines里德堡常数R=3.289×1015sE2n=2ni,n为正整数，且nz>nLyman spectral linesEi图8-2氢原子的能级图

1913年，里德堡经验公式 频率v = c/  = R (1/n1 2 - 1/n2 2 ) = 3.289  1015 (1/n1 2 - 1/n2 2 ) 里德堡常数 R = 3.289  1015 s -1 n1 , n2 为正整数, 且 n2 > n1 . n= ∞ n= 2 n= 3 n= 4 n= 1 E∞= 0 E4 E3 E2 E1 Lyman spectral lines Paschen spectral lines Balmer spectral lines 图 8-2 氢原子的能级图

根据经典物理学概念：电子在运动过程中要发射电磁波，氢原子光谱应为连续光谱●带电微粒在力场中运动时总要产生电磁辐射井逐渐失去能量，运动着的电子轨道会越来越小，最终将与原子核相撞并导致原子毁灭Anunsatisfactoryatomicmodel原子毁灭的事实从未发生，原子光谱是线状且有规律性经典物理学概念无法解释

An unsatisfactory atomic model 根据经典物理学概念： 原子毁灭的事实从未发生，原子光谱是线状且有规律性。 —— 经典物理学概念无法解释 ⚫电子在运动过程中要发射电磁波，氢原子 光谱应为连续光谱； ⚫带电微粒在力场中运动时总要产生电磁辐 射并逐渐失去能量, 运动着的电子轨道会越来 越小, 最终将与原子核相撞并导致原子毁灭

玻尔理论建立在普朗克的量子论和爱因斯坦的光子学说的基础上量子论：物质吸收和发射能量是不连续的，即物质只能以最小单位（hv）一份一份地吸收或发射能量，能量最小的单位是光量子。光子学说：光既有波动性，又有粒子性E-hyE-光量子的能量V-光的频率h—普朗克常数h=6.626×10-34J·s

量子论：物质吸收和发射能量是不连续的，即物质只能以最小单位(hν)一份一份地吸收或发射 能量，能量最小的单位是光量子。 玻尔理论建立在普朗克的量子论和爱因斯坦的光子学说的基础上 光子学说：光既有波动性，又有粒子性。 E=hν Ｅ－ 光量子的能量 ν － 光的频率 h — 普朗克常数 h = 6.626 10-34 J∙s

玻尔理论要点（1）氢原子的核外电子只在符合一定条件的轨道上绕核运动，这些轨道满足mrv = nh / 2元n =1,2,3...n量子数m电子的质量电子离核的距离V电子运动的速度普朗克常数：h=6.626×10-34J·s

玻尔理论要点 (1) 氢原子的核外电子只在符合一定条件的轨道上绕核运动，这些轨道满足: mrv = nh / 2π n =1,2,3. n 量子数 m 电子的质量 r 电子离核的距离 v 电子运动的速度 普朗克常数： h = 6.626 10-34 J∙s 里德堡