第五章原子结构与元素周期表

nullnull第五章 原子结构与元素周期性5.1.1 氢原子光谱与Bohr理论5.1.1 氢原子光谱与Bohr理论1.光和电磁辐射可见光: 连续光谱null2.氢原子光谱null 不连续光谱, 即线状光谱 其频率具有一定的规律n= 3,4,5,6式中 2，n各代什么意义？经验公式：氢原子光谱特征：null3.Bohr理论 三点假设： ①核外电子只能在有确定半径和能量的圆形轨道上运动,且不辐射能量； ②通常，电子处在离核最近的轨道上，能量最低——基态；原子获得能量后，电子被激发到高能量轨道上，原子处于激发态； ③从激发态回到基态释放光能，光的频率取决于轨道间的能量差。E：轨道能量 h：Planck常数nulln = 3 红（Hα） n = 4 青（Hβ ） n = 5 蓝紫 （ Hγ ） n = 6 紫（Hδ ）Balmer线系null原子能级5.1.2 电子的波粒二象性5.1.2 电子的波粒二象性 1924年，Louis de Broglie认为：质量为 m ，运动速度为υ的粒子，相应的波长为： 1927年，Davissson和Germer进行电子衍射实验，证实电子具有波动性。λ=h/(mυ)=h/p， h=6.626×10-34J·s，Plank常量。null微观粒子运动的特性：从波粒二象性的特点出发，原子中电子的运动规律是怎样的？ 由慢射电子枪实验，推论：原子中个别电子某时刻在什么地方出现虽然不能确切知道，但核外电子的分布是有规律的：电子在核外空间某区域出现的几率较大，而另一些区域电子出现的几率较小。 量子力学认为：原子核外电子的运动具有按几率分布的统计规律性。 null5.2 原子轨道 5.2.1、波函数 1926年薜定谔根据波一粒二象性的概念提出了一个描述微观粒子运动的方程——薜定谔波动方程。 式中： 波函数，E为体系的总能量，V为微粒势能，h为普朗克常数，m为微粒的质量，x、y、z为空间直角坐标。 对氢原子体系: 描述氢原子核外电子运动状态的数学表示式，是空间直角坐标(x.y.z)的函数。 =f(x.y.z)；E为氢原子H的总能量；V为电子的势能（即核对电子的吸引能）；m为电子质量。null 可见，量子力学是用波函数和与其对应的能量来描述微观粒子运动状态的。 既然是描述电子运动状态的数学表示式，而且又是空间坐标的函数， =f(x.y.z)可以用其作图，其空间图象可以形象地理解为电子运动的空间范围——俗称“原子轨道（原子轨函）”。 波函数的空间图像就是原子轨道，原子轨道的数学表示式是波函数，故波函数和原子轨道常作同义语使用。 对氢原子，null2、原子轨道角度分布图 =f(x.y.z)，将直角坐标变为球坐标（r.θ.φ）然后利用数学中的变量分离法，将 =f(r.θ.φ) =R(r)·Y(θ.φ)。 波函数就分成了径向分布部分R(r)和角度分布部分Y(θ.φ) 。 用角度部分Y(θ.φ)作的图称为原子轨道的角度分布图。 注意图中的“+”“－”不是正、负电，而是 函数的正负值。null4.3 电子云 1、概率密度 电子在原子核外空间某处单位体积内出现的概率，称为概率密度（ρ）。概率密度ρ与 间的关系: ρ∝电子在原子核外某处出现的概率密度可直接用 来表示。null2、电子云 为了形象地表示核外电子运动的概率分布情况，化学上常用黑点分布的疏密来表示电子出现概率密度的相对大小。 密 —— 概率密度大，单位体积内电子出现的机会多. 用小黑点的疏密来描述电子在核外出现的概率密度分布所得的空间图像称电子云。 由于概率密度ρ∝ ，若以 作图，可得到电子云的近似图象。 将它的角度分布部分作图，所得图象称为电子云角度分布图。nullnull比较原子轨道角度分布图Y和电子云角度分布图Y2 ： 相似点：图形基本相似。 不同点: (1) 原子轨道角度分布图Y有“+”、“-”之分，而电子云图均为“+”； （2）电子云图Y2要“瘦”些，因Y值一般是小于1的。 null（四）量子数 描述原子中各电子的状态（电子所在的电子层，原子轨道能级，形状，方向及电子自旋方向等）需要四个参数: 1、主量子数（n） 含义：（1）描述电子层离核的远近； （2）描述电子层能量的高低。 取值：取零以外的正整数，每一个数代表一个电子层。 主量子数（n）：1 2 3 4 5 … 电子层： 第一层 第二层 第三层 第四层 第五层 电子层符号： K L M N O … n值越小，电子层离核越近，能量越低。 null2、副（角）量子数（l） 意义：（1）在多电子原子中与n一起决定电子亚层的 能量，l值越小，亚层能量越低。 （2）每一个l 值决定电子层中的一个亚层； （3）每一个l值代表一种电子云或原子轨道的形状。 取值：0, 1, 2, 3, ……(n-1) 正整数 副量子数l : 0 1 2 3 … （n-1） 电子亚层符号: s p d f … 原子轨道（亚层)：球形 哑铃形 花瓣形 null3、磁量子数(m) 含义：描述原子轨道或电子云在空间取向。 取值：-l,…-2, -1, 0, 1, 2,……+l(即0,±1±2…±l) 原子轨道符号：s Px , Pz,Py dyz dxz, dz2 dx2-y2,dxy 4、自旋量子数（ms） 含义：描述核外电子的自旋状态 (绕电子自身的轴旋转运动）。 取值：± 综合上述，对原子核外的电子运动状态可用四个参数结合描述。 null n, l, m 一定，轨道也确定l 0 1 2 3 … 轨道 s p d f … 例如: n =2， l =0， m =0， 2s n =3， l =1， m =0， 3pz n =3， l =2， m =0， 3dz2思考： 当n为3时, l ,m 分别可以取何值？nullnull研究表明：在同一原子中，不可能有运动状态完全相同的电子存在。 原子结构的近代概念，要点： （1）由于电子具有波粒二象性，所以核外电子运动没有固定的轨道，但具有按照几率分布的统计规律性。 （2）可用薜定谔方程描述核外电子的运动，方程中每一个合理的解，就表示核外电子的某一种可能的运动状态。 （3）原子轨道为的空间图象，角度分布的空间图象作为原子轨道角度分布的近似描述。 （4）以||2的空间图象——电子云来表示核外空间电子出 现的概率密度。 （5）以四个量子数来确定核外任意一个电子的运动状态。 5.2.1 多电子原子轨道能级5.2.1 多电子原子轨道能级轨道：其电子运动状态 (轨道)可描述为 1s, 2s, 2px, 2py, 2pz, 3s… 能量：能量不仅与n有关, 也与l有关; 在外 加场的作用下, 还与m有关。null（二）多电子原子轨道的能级： 原子中各原子轨道能级的高低，主要根据光谱实验确定，也可从理论上计算，原子轨道能级的相对高低，用图示法近似表示就为近似能级图。 （1）各电子层能级相对高低为K分析

定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析