第七章 原子结构-元素周期律-xz.ppt

第七章 原子结构-元素周期律-xz.ppt普通化学
张金桐教授
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第七章原子结构和
周期系
Chapter 7
Atomic Structure
and Periodicity of Elements
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核外电子的运动状态
夸克
质子
中子
原子核
电子
原子
(离子)
分子
化合物
微观
宇观
宇宙
单质
星体
宏观
纳米
材料
化学研究的对象
当今化学发展的趋势大致是:
由宏观到微观,由定性到定量,由稳定态向亚稳态,由经验上升到理论并用理论指导实践,进而开创新的研究领域.
实物
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原子结构模型的建立
1. 留希伯(Leucippus)、德谟克利特(Democritus公元前460-370年)的原子论: 物质是由原子构成的。
2. 道尔顿(J. Dalton,1766至1844年,英国化学家、物理学家)原子论,即近代原子论: 原子有一个中心硬核。
3. 汤姆森(J. Thomson,英国物理学家,1897年)原子模型: 原子为密度均匀且带有正电的球体。
4. 卢瑟福(E. Rutherford,英国物理学家,1911年) 原子结构模型
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Rutherford’s experiment on α particle bombardment of metal foil
Rutherford 根据粒子散射实验,创立了关于原子结构的“太阳-行星模型”. 其要点是:
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1. 所有原子都有一个核即原子核(nucleus);
2. 核的体积只占整个原子体积极小的一部分;
3. 原子的正电荷和绝大部分质量集中在核上;
4. 电子像行星绕着太阳那样绕核运动.
n+
-
-
-
-
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缺陷:根据当时的物理学概念, 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. 由于原子毁灭的事实从未发生, 将经典物理学概念推到前所未有的尴尬境地.
An unsatisfactory atomic model
+
+
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玻尔(Bohr)原子结构模型
①不连续的、线状的;
②有规律的.
特征:
氢原子的发射光谱是所有原子发射光谱中最简单的.
可见光
氢放电管
透镜
狭缝
棱镜
底板
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玻尔(Bohr 1913 ) 3条假定:
(1)原子中电子是沿特定的轨道绕核作圆周运动,轨道的半径为:
r 为轨道半径,m、e分别为电子质量(×10-28kg)和电荷(×10-19库伦), h 为普朗克常量; n :主量子数,取1,2,3,…等正整数.
n = 1 时轨道的半径= Å 波尔半径.
(2)在一定稳定轨道上运动的电子,具有一定能量,对于氢原子,核外电子的能量为:
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n确定后,电子处于一定能级或电子层。n=1, E1=-,电子能量E1最低,离核最近;
定态(stationary state):
核外电子只能在有确定半径和能量的定态轨道上运动, 且不辐射能量,这些允许能态─定态。
基态(ground state):
基态是能量最低即最稳定的状态:n 值为最小值的定态.
n=2 :E2=- ; n=3 :E3 =-
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