第九章原子結(jié)構(gòu)與原子的基本結(jié)構(gòu)質(zhì)子:原子序數(shù)質(zhì)子:原子序數(shù)十十十十Fundamentalchemistry基.礎(chǔ)化學(xué)已初，英國(guó)Dalton提出近代原子學(xué)說(shuō)，認(rèn)為原子是微小的不可分割的英國(guó)化學(xué)及物理學(xué)家1904年，Thomson提出原子是一個(gè)平均分布著正電荷的粒子，其中鑲嵌著許多帶負(fù)電電子的模型。英籍新西蘭物理學(xué)家盧瑟福盧瑟福原子模型多數(shù)粒子走直線，達(dá)到對(duì)面位置——沒(méi)有受到任何阻礙——原子內(nèi)部有很大空間器少數(shù)路徑彎曲，甚至被反射——似乎在同一個(gè)地方撞到一個(gè)東西 -可能是帶正電荷而且更重的粒子漿不同金屬箔得到的結(jié)果大體相同，只是粒子曲折的角度不同，且與原子量(原子大小)有關(guān) 不同元素的原子中這個(gè)使粒子偏離的帶正電的微粒大小是不同的。捉山帶核原子結(jié)構(gòu)模型：原子里有一個(gè)帶不同正電荷不同質(zhì)量的原子核有若干電子圍繞原子核旋轉(zhuǎn)黎在核外面有很大的空間梁黎由于原子呈電中性，因此原子核所帶正電荷同電子總負(fù)電荷數(shù)目相等。二：建立了一個(gè)實(shí)驗(yàn)方法——基于衍射(diffraction)的測(cè)量方法。能微粒里沖擊一個(gè)靶，在另一端搜集反映微粒途徑的“中彈點(diǎn)”的分布，以考察這些微粒的途徑和偏轉(zhuǎn)角度，從而推測(cè)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。分析手段。器無(wú)法解釋為什么電子可以在原子核外面旋轉(zhuǎn)。Bymeasure:時(shí)間，尺寸，體積，能量黎量子論的基礎(chǔ)：能量是量子化的，能量的釋放或者吸收是不連續(xù)的，是一個(gè)一個(gè)小單位能量的最小單元是量子(quantum)。吊一節(jié)核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其特性吊一節(jié)核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其特性 、氫原子和氫原子的Bohr模型原子結(jié)構(gòu)模型玻爾原子模型定軌道上運(yùn)動(dòng)的電子有一定的能量(能級(jí))。這能量只能取某些由量子化條件決定的分立數(shù)值，而不能處于兩個(gè)相鄰軌道之間。如：氫原子核外軌道的能量公式：激發(fā)態(tài)c處于激發(fā)態(tài)的電子極不穩(wěn)定，它會(huì)迅速?gòu)哪芰枯^高光子的形式發(fā)射出來(lái)，光子能量等于兩軌道的能級(jí)差，E?=-n,氫氣低壓放電時(shí)，電子束碰撞到原子，原子中的v:頻率Bohr理論R:里得堡常數(shù)優(yōu)點(diǎn)：成功地解釋了氫原子光譜揭示了電子運(yùn)動(dòng)的量子化特征缺點(diǎn)：無(wú)法解釋多電子原子的光譜1900年，1900年，Planck發(fā)現(xiàn)光即是微粒又是波。波粒二象性波(光):E=hv(Planck基本粒子)Plank常數(shù)頻率mc2=hvp=mc=hv/c=h/λ微觀粒子有質(zhì)量，故有能量，故有頻率，故有波動(dòng)，就像光子那樣，即是粒子又是波，即物質(zhì)波。物質(zhì)波公式：λ:波長(zhǎng)宏觀世界與微觀世界的不后占礎(chǔ)代連續(xù)變化不連續(xù)性粒子性波粒二象性可同時(shí)精確測(cè)得不可同時(shí)確定不確定經(jīng)典力學(xué)位置、動(dòng)量量子力學(xué)波函數(shù)出頓力當(dāng)定律要同時(shí)精確地知道一個(gè)要同時(shí)精確地知道一個(gè)粒子的位置和動(dòng)量是不可能的。第二節(jié)氫原子的波函數(shù)四個(gè)量子數(shù)(重點(diǎn)掌握)黎尿丁結(jié)構(gòu)的量子力學(xué)模型——Schr?dinger尿丁結(jié)構(gòu)的量子力學(xué)模型——Schr?dinger染Schr?dinger提出了一個(gè)符合電子的波粒二象性和能量量子化觀點(diǎn)，表示電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的新的軌道概念和描述軌道的函數(shù)——波函梁4:描述某一時(shí)刻，原子內(nèi)某一點(diǎn)出現(xiàn)電子的概率(probability)大小。黎Schr?dinger方程式：表達(dá)某一時(shí)刻電子空薛定諤方程的解薛定諤方程的解但是除H原子，對(duì)其他原子，這個(gè)方程式都還不能解。并不需要求解。波函數(shù)代表各個(gè)軌道(orbital)。黎不是有電子才有軌道，沒(méi)電子的軌道叫做空染能量最低的軌道是電子運(yùn)動(dòng)的首選。黎一個(gè)軌道中最多只能容納2個(gè)電子。理解的過(guò)程中自然而然出現(xiàn)的——電子運(yùn)動(dòng)。。K,L,M,N...單電子體系(2)軌道角動(dòng)量量子數(shù)1Sommerfeld設(shè)想：電子繞原子核運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道應(yīng)為橢圓形，因此，一層中會(huì)有偏心率不同的橢圓形。s,p,d,f…(n個(gè)取值)Es<Ep<Ea<E量子數(shù)mmm表示這些橢圓軌道在微弱磁場(chǎng)中的不同伸展方向。證明電子自旋(spin)的實(shí)驗(yàn)plate SS1122 軌道中最多只能容納兩個(gè)電子? 軌道中最多只能容納兩個(gè)電子?黎Pauli不相容原理(exclusionprinciple)同一軌道上只能存在兩個(gè)電子，而且必須自旋方向。(從而形成一個(gè)封閉的磁場(chǎng)，否則就互相排斥。)梁在量子力學(xué)模型中引入描寫(xiě)電子自旋的第四個(gè)量子數(shù)，自旋量子數(shù)s,其值為1/2和-1/2只需這四個(gè)量子數(shù)，就可以把任何一個(gè)原子里每一個(gè)電子在什么軌道，有多大的能量描述出spdfFundamentafchemistry基，礎(chǔ)代學(xué)3d2px或2py或2pzsspdf121D.4,2,0,+1/23l00m00Sn電子層】分層取向多軌道