原子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)ppt課件(已修改)
2025-05-24 07:10 本頁面
【正文】 第二章 原子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì) 原子是進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的基本粒子，要掌握化學(xué)運(yùn)動的規(guī)律，就要從研究原子的結(jié)構(gòu)及其運(yùn)動規(guī)律入手。本章內(nèi)容就是運(yùn)用量子力學(xué)基本原理研究原子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。 本章主要內(nèi)容： 單電子原子的 Schr214。dinger 方程及其解 量子數(shù)的物理意義 多電子原子的結(jié)構(gòu) 原子光譜 原子是由一個原子核和若干個核外電子組成的體系。在量子力學(xué)建立之前， Bohr提出氫原子結(jié)構(gòu)模型，他假定電子繞核作圓周運(yùn)動，處于一系列穩(wěn)定狀態(tài)上，這些狀態(tài)的角動量應(yīng)為 h/2π的整數(shù)倍，電子由一個狀態(tài)躍遷到另一個狀態(tài)就會吸收或發(fā)射光子。 n=1時，半徑 r==a0,a0稱為 Bohr半徑，現(xiàn)在常用作原子單位制中的長度單位。 Rydberg常數(shù)為： 第二節(jié) 單電子原子的Schr214。dinger方程及其解 一、單電子原子的 Schr214。dinger方程 玻恩 奧本海默近似（ 1927年提出） H、 He+、 Li2+等都是單電子原子體系，電子繞原子的質(zhì)心運(yùn)動，因此要用折合質(zhì)量 ?來表示。 ?=memN/(me+mN) 因?yàn)?mN=，所以 ??me。 另一方面，電子的運(yùn)動速度約為 106108cm/s，遠(yuǎn)大于核的運(yùn)動速度（約 105cm/ s），因此在研究電子的運(yùn)動狀態(tài)時，可以認(rèn)為核固定不動，并且位于原點(diǎn)，稱為核固定近似。 這樣， 玻恩 奧本海默近似就包含兩個方面的內(nèi)容： （ 1）折合質(zhì)量約等于電子質(zhì)量； （ 2）核固定不動， 且位于原點(diǎn) 。 單電子原子的 Schr214。dinger方程 ?單電子原子的薛定鄂方程為： ?通過坐標(biāo)變換，將 Laplace算符從直角坐標(biāo)系 (x, y, z)換成球極坐標(biāo)系 (r, θ, ф): ?利用變數(shù)分離法使 ψ(r, θ, ф) 變成只含一個變數(shù)的函數(shù) R(r)， Θ(θ) 和 Φ(ф) 的乘積： ?在 R(r)， Θ(θ)和 Φ(ф)各個方程中，最簡單的是 Φ(ф)方程： ?利用邊界條件、波函數(shù)的品優(yōu)條件和正交歸一的要求，可得復(fù)函數(shù)解： ?m稱為磁量子數(shù)，其取值是解方程時所得的必要條件。 解出 Φ(ф)方程后，再解出 R(r)和 Θ(θ)方程，就可以得到單電子原子的波函數(shù) ψ(r, θ, ф)了。 下面各圖是解方程時所需要用到的坐標(biāo)系圖。 第三節(jié) 量子數(shù)的物理意義 主量子數(shù) n 角量子數(shù) l 磁量子數(shù) m 自旋量子數(shù) S和自旋磁量子數(shù) ms 總量子數(shù) j和總磁量子數(shù) mj 一、主量子數(shù) n 單電子原子體系的能級公式： ?當(dāng) n=1時， l可取 0,即為 s ?當(dāng) n=2時， l可取 0,1,即為 s,p ?當(dāng) n=3時， l可取 0,1,2即為 s39。p,d 從上式可以看出， n決定體系的能量高低，稱為主量子數(shù)。 對單電子原子體系來說，
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1