第51講 化學(xué)(九)(2011年新版)

1、聯(lián)系聯(lián)系QQ1165557537QQ1165557537第六節(jié)原子結(jié)構(gòu)和周期律前面五節(jié)是從宏觀方面介紹化學(xué)反應(yīng)基本規(guī)律。本節(jié)要用現(xiàn)代原子結(jié)構(gòu)理論的基本概念，介紹原子核外電子分布規(guī)律及元素性質(zhì)遞變的周期性規(guī)律。一、氫原子光譜玻爾理論當(dāng)電流通過充有H2的放電管時(shí)，便會(huì)發(fā)光。光束經(jīng)過分光棱鏡后，就得到線狀的不連續(xù)的氫原子光譜圖，如圖3一6一1.為了解釋氫原子光譜，丹麥物理學(xué)紅―可見區(qū)―紫家玻爾（Bohr）提出了下述假設(shè)，建立了玻爾原子模型，這

2、就是后人稱作的玻爾理論：1原子中核外電子只能在一些特定的不連續(xù)的軌道（半徑不同的同心圓）圖3一6一1氫原子可見光譜上繞核運(yùn)動(dòng)。電子在這些軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)氫放電管發(fā)光的光譜，由許多輝線構(gòu)成，輝線間的空隙處于穩(wěn)定狀態(tài)，不輻射能量。為氫原子不能發(fā)光的頻率范圍2在不同軌道上運(yùn)動(dòng)的電子具有不同的能量。電子從一個(gè)軌道轉(zhuǎn)人另一軌道，不是連續(xù)的漸變過程，而是一種跳躍式突變，稱為躍遷。只有當(dāng)電子在不同軌道間躍遷時(shí)，才吸收或輻射能量。吸收或輻射的能量，就等于二

3、個(gè)軌道的能級差△E=E2一El。若吸收或輻射的能量以光的吸收或輻射形式進(jìn)行，則被吸收或輻射光的頻率，就是一些不連續(xù)的特定值，可由相應(yīng)的△E求出：Hv=△E=E2一El(3一6一1)此式稱為玻爾頻率定則，h為普朗克常數(shù)。玻爾理論成功地解釋了氫原子的線狀光譜，并預(yù)測在紫外區(qū)和紅外區(qū)還有一系列譜線，后來都得到了證實(shí)。但是玻爾理論無法解釋光譜中的精細(xì)結(jié)構(gòu)，也不能很好解釋多電子原子的光譜。這是因?yàn)椴柪碚撝皇窃诮?jīng)典物理的框架下，加人了一些人為的假

4、設(shè)，對其作了一些修補(bǔ)而已。其實(shí)，（三）四個(gè)量子數(shù)(1）主量子數(shù)nn又稱為能量量子數(shù)，是決定電子能量大小的主要量子數(shù)。n取值為123…等正整數(shù)。n越大，表示電子運(yùn)動(dòng)的能量越高，電子出現(xiàn)幾率最大的區(qū)域離核越遠(yuǎn)。n不同的原子軌道稱為不同一的電子層。用符號K、L、M、N……等分別表示n=1、2、3、4……等電子層。(2）副量子數(shù)ll又稱為角量子數(shù)，是決定電子運(yùn)動(dòng)角動(dòng)量的量子數(shù)。l的取值受n所限，l=0、1、2……（n一1)，它和波函數(shù)的角度分布

5、（空間形狀）有關(guān)，是決定電子運(yùn)動(dòng)能量的次要量子數(shù)。(3）磁量子數(shù)mm是決定電子運(yùn)動(dòng)的角動(dòng)量在外磁場方向上分量的大小的量子數(shù)。m取值受l的限制，即對應(yīng)每一個(gè)l，m可取m=0，士1，士2.…士l，它和波函數(shù)ψ在空間的取向有關(guān)。nl相同而優(yōu)不同的彼函數(shù)對應(yīng)的電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、只是空間的取向不同，當(dāng)原子單獨(dú)存在時(shí)，這些m不同的軌道具有相同的能級稱為簡并軌道。如n＝2l＝1時(shí)，m可能等于0，＋1，－1，即，三個(gè)等價(jià)軌道。而當(dāng)該原子處于外電場中，或與其