原子中的電子ppt課件VIP

第23章 原子中的電子,1,氫原子的可見光光譜：,測(cè)得氫可見光光譜的紅線，,23.1 氫原子的量子力學(xué)處理,一. 氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律,2,3,消去v，得到第n個(gè)軌道的半徑：,由牛頓定律:,氫原子軌道半徑和能量的計(jì)算,由角動(dòng)量量子化假設(shè):,n = 1,2,3,.,以n =1代入上式得到氫原子最小軌道半徑(稱為玻爾半徑):,軌道量子化: 軌道是不連續(xù)的 .,4,氫原子系統(tǒng)的能量等于這一帶電系統(tǒng)的靜電勢(shì)能和電子的動(dòng)能之和：,氫原子的基態(tài)能級(jí),E1= -13.6 eV,能量量子化: 能量取值是不連續(xù)的.,用 n =1代入得:,5,由頻率條件:,和氫原子的能級(jí):,實(shí)驗(yàn)值和理論值符合得很好！,氫原子光譜,6,巴耳末線系,萊曼線系,帕邢線系,7,玻爾理論的困難,玻爾理論既以經(jīng)典理論為基礎(chǔ)，又和經(jīng)典理論相矛盾；一方面保留了經(jīng)典的確定性軌道，另一方面又用量子化條件來限制電子的軌道；量子化假設(shè)沒有適當(dāng)?shù)睦碚撘罁?jù)；不能定量處理多電子原子的譜線及譜線的強(qiáng)度、寬度、偏振等稍微復(fù)雜的問題。玻爾理論不是一個(gè)完整的理論體系 玻爾理論成功地解釋了原子的穩(wěn)定性及氫原子光譜等的規(guī)律性；并且關(guān)于定態(tài)、能級(jí)和躍遷等的假設(shè)，在現(xiàn)代量子理論中是正確的。玻爾后來又提出過一些有價(jià)值的理論，如著名的對(duì)應(yīng)原理：當(dāng)量子數(shù)n趨于無限大時(shí)，量子理論得出的結(jié)果與經(jīng)典理論的結(jié)果相一致。,8,Niels Bohr榮獲1922年Nobel Prize (for the investigation of the structure of atoms ,and of the radiation emanating from them),9,（1）. 能量量子化,解得氫原子的能量為,n = 1, 2, 3，稱為主量子數(shù),n =1, 2, 3, ，,n=1的狀態(tài)稱基態(tài)， n1的狀態(tài)稱激發(fā)態(tài).,電離能,10,（2）. 角動(dòng)量量子化,解方程得出原子中電子的軌道角動(dòng)量為,稱角量子數(shù)，決定角動(dòng)量大小,對(duì)同一個(gè) n（能量相同）角動(dòng)量有n個(gè)不同的值,角量子數(shù) l = 0、1、2n-1 (s p d ),例：第二激發(fā)態(tài)的電子 n=3 對(duì)應(yīng)角量子數(shù),l =,11,（3）. 角動(dòng)量的空間量子化,解方程得出電子的軌道角動(dòng)量在Z方向的分量是,稱磁量子數(shù),對(duì)同一個(gè) l ： 角動(dòng)量Z分量有 2l+1個(gè)不同的值,電子角動(dòng)量空間量子化的矢量模型,12,電子角動(dòng)量變化的矢量模型,13,（1）具有確定能量的原子不輻射電磁波；,玻爾量子理論：,（2）當(dāng)電子在不同的能級(jí)間躍遷時(shí)才輻射,頻射頻率滿足：,v,三、氫原子光譜,14,氫原子光譜,15,四、氫原子電子的概率密度,1.氫原子電子概率密度,氫原子基態(tài)電子云圖,16,氫原子激發(fā)態(tài)n=2電子云圖,17,18,氫原子的電子云,19,2.徑向概率密度,在半徑為 r 和 r+dr 的兩球面間的體積內(nèi)電子出現(xiàn)的概率為P(r)dr,電子徑向概率密度分布曲線,a.在半徑為ao的球面附近發(fā)現(xiàn)1s 電子的可能性最大.,b.在半徑為5ao的球面附近發(fā)現(xiàn)2s 電子的可能性最大.,c.在半徑為4ao的球面附近發(fā)現(xiàn)2p 電子的可能性最大.,0 1 2 3 4 5 6,20,例題 在氣體放電管中, 用能量為12.5eV的電子通過碰撞使氫原子激發(fā),問受激發(fā)的原子向低能級(jí)躍遷時(shí), 能發(fā)射那些波長(zhǎng)的光譜線?,解： 設(shè)氫原子全部吸收電子的能量后最高能激發(fā)到第n 個(gè)能級(jí)，此能級(jí)的能量為 , 所以,把 代入上式得,因?yàn)閚只能取整數(shù),所以氫原子最高能激發(fā)到 n=3的能