第六章原子结构ATOMICSTRUCTURE1756年由罗蒙偌索夫提出了质量守恒定律1779年普劳斯特法提出定组成定律，纯净的物质其格组份元素的质量之间都有一定的比例1803年道尔顿提出倍比定律以上的三大定律三现代化学的根基1900年德国人Planck提出量子论1905年瑞士人Einstein提出光子论解释光电效应1909年美国人Millikan用油滴实验测电子的电量1911年英国人Rutherford进行粒子散射实验提出原子的有核模型1913年丹麦人Bohr提出Bohr理论解释氢原子光谱光和电磁辐射§6.1氢原子光谱和玻尔理论n=3,4,5,6经典电磁理论认为电子绕核作高速圆周运动，发出连续电磁波→连续光谱，电子能量↓→坠入原子核→原子湮灭事实：氢原子光谱是线状（而不是连续光谱）；原子没有湮灭。玻尔理论的要点：核外电子只能在一些特定半径的圆形轨道上运动，即电子运动的角动量M必须等于h/2整数倍。通常原子所处的能量最低状态(电子在离核较近,能量较低轨道上运动)。玻尔计算得到了电子运动的轨道半径和能量：原子能级如何用其来说明氢光谱：波尔理论的重要意义和存在的问题1.电子的波粒二象性1924年，法国青年物理学家DeBroglie大胆地提出电子也具有波粒二象性的假说。并预言：对于质量为me，运动速率为的电子，其相应的波长可由下式给出：爱因斯坦光子学（1905年）说：光既是一种波，也具有粒子性。电子衍射实验:1927年,两位美国科学家Davissson和Germer应用Ni晶体进行电子衍射实验，证实了德布罗意关系式的正确性。W.Heisenberg（海森堡）式中:称为波函数,是核外电子出现区域的函数;E为原子的总能量;V为原子核对电子的吸引能();m为电子的质量;h为普朗克常数;x、y、z为电子的空间坐标。解薛定谔方程式时,为方便起见,将直角坐标(x,y,z)变换为球极坐标(r,,):从薛定谔方程解出来的波函数，是球坐标的函数式，记为常将波函数分解为两个函数的乘积：电子在原子核外空间的运动状态，可以用波函数来描述，每一个就表示电子的一种运动状态，通常把波函数称为原子轨道。注：是没有明确的物理意义的，但︱︱2却有明确的物理意义，表示空间某处单位体积内电子出没的几率即几率密度。氢原子的某些波函数、径向波函数和角度波函数2、用四个量子数描述电子的运动状态2).角量子数l意义:在主量子数表示电子层时，决定了同一电子层中具有不同形状的分层.取值:受主量子数n的限制，对于确定的n,l可为：0,1,2,3,4,…….(n-1),为n个取值，符号:s,p,d,f,……如：n=3,表示角量子数可取：l=0，1，2原子轨道的形状取决于l:注：其和主量子数n一起来决定电子的能量n=4,l=0:表示轨道为第四层的4s轨道，形状为球形l=1:表示轨道为第四层的4p轨道，形状为哑铃形l=2:表示轨道为第四层的4d轨道，形状为花瓣形l=3:表示轨道为第四层的4f轨道，形状复杂2024/10/62024/10/62024/10/6单电子原子中电子的能量由n决定多电子原子中电子的能量由n和l共同决定3).磁量子数m：m取值受l的影响,对于给定的l,m可取:个值.例如:l=3,则,2l+1=7共7个值。意义:对于形状一定的轨道(l相同电子轨道),m决定其空间取向.例如:l=1,,有三种空间取向(能量相同)l=2,d轨道,m取值为5个伸展方向,(dxy,dxz,dyz,dx2-y2,dz2)所以,m只决定原子轨道的空间取向,不影响轨道的能量。因n和l一定,轨道的能量则为一定,空间取向(伸展方向)不影响能量。4)自旋量子数(ms):自旋量子数它决定电子在空间的自旋方向，自旋量子数只有2个值,+1/2,-1/2，通常用“↑”“↓”表示。2.以波函数Ψ(n,l,m)表示原子轨道时，正确的表示是A.Ψ3，2，0B.Ψ3，1，1/2C.Ψ3，3，2D.Ψ4，0，-1E.Ψ5，1，-14.下列说法中错误的是（）A.只要n,l相同，径向波函数R(r)就相同B.波函数的角度分布图形与主量子数无关C只要l,m相同，角度波函数Y(θ,φ)就相同D.s轨道的角度分布波函数Ys(θ,φ)也与角度θ，φ有关1)½Y½2物理意义：½Y½2代表空间上某一点电子出现的概率密度。量子力学原理指出：在空间某点（x,y,z）附近体积元d电子出现的概率dp为：2)电子云图：假想将核外一个电子每个瞬间的运动状态,用照相的方法摄影,并将这样数百万张照片重叠,得到如下的统计效果图,形象地称为电子云图.3)径向分布和角度分布：P=|y|2V=|R(r)Y(q,j）|2VV是薄球壳体积,只考虑径向部分，则有：P=|R(r)