【正文】 量子數(shù) l 0 1 2 3 4 …… ?光譜符號 s p d f g …… ?① 角量子數(shù) l表示原子軌道或電子云的形狀 ?l=0的狀態(tài)稱為 s態(tài)， s軌道， s電子云 ?l=1的狀態(tài)稱為 p態(tài)， p軌道， p電子云 ?l=2的狀態(tài)稱為 d態(tài)， d軌道， d電子云 ?l=3的狀態(tài)稱為 f態(tài)， f軌道， f電子云 ? l=4的狀態(tài)稱為 g態(tài)， g軌道， g電子云 ?② 用主量子數(shù) n表示電子層時(shí)，角量子數(shù)就表示同一電子層中具有不同狀態(tài)的分層； ?對于給定的主量子數(shù) n來說，就有 n個不同的角量子數(shù) l ?量子數(shù) n,l與電子層和分層的關(guān)系見下圖表 量子數(shù) n、 l與電子層、分層的關(guān)系 N 電子層數(shù) L 分層數(shù)，（亞層） 1 1 0 1s 2 2 0 2s 1 2p 3 3 0 3s 1 3p 2 3d 4 4 0 4s 1 4p 2 4d 3 4f ? 對于多電子原子來說，在主量子數(shù) n相同時(shí)， l的數(shù)值越大，其電子的能量越高。 ?主量子數(shù) n ： 1， 2， 3， 4， 5， 6，7…… ? (光譜符號 )電子層符號 ： K， L， M， N， O， P，Q…… 2. 角量子數(shù) l ? 角量子數(shù) l，亦稱副量子數(shù)。 ?①主量子數(shù) n： 是決定電子層數(shù)的， n值相同的電子在一個電子層。 代數(shù)方程的解是一個數(shù)；微分方程的解是一組函數(shù)；對于 Schr246。 式中 V 是勢能 ， 它和被研究粒子的具體環(huán)境有關(guān) ， m 是粒子的質(zhì)量 。 6－ 3 核外電子運(yùn)動狀態(tài)的描述 6－ 3－ 1 Schr246。 1926 年奧地利物理學(xué)家 E. Schr246。 從電子衍射的環(huán)紋看 ， 明紋就是電子出現(xiàn)機(jī)會多的區(qū)域 ， 而暗紋就是電子出現(xiàn)機(jī)會少的區(qū)域 。但隨著時(shí)間的推移，亮點(diǎn)的數(shù)目逐漸增多，其分布開始呈現(xiàn)規(guī)律性 ?? 得到明暗相間衍射環(huán)紋。 而測不準(zhǔn)原理告訴我們 ， 具有波粒二象性的微觀粒子不能同時(shí)測準(zhǔn)其位置和動量 ， 因此不能找到類似宏觀物體的運(yùn)動軌道 。 原子半徑的數(shù)量級為 10－ 10 m 左右 ， 因此核外電子位置的測量偏差 ?x 不能大于 1012 m， 這時(shí)其速度的測量偏差 ?v 一定大于 108 m?s1。 ?x ? ?P ≥ h / 2 π （ 6－ 11） ?x ? ?v ≥ h / 2πm （ 6－ 12） 但是對于 m = kg 的宏觀物體 ， 例如子彈 ， h/2π m 的數(shù)量級為 1032。 測不準(zhǔn)原理的告訴我們 ， 微觀粒子具有波粒二象性 ， 它的運(yùn)動完全不同于宏觀物體沿著軌道運(yùn)動的方式 ，因此不可能同時(shí)測定它的空間位置和動量 。 人們總能找到運(yùn)動物體的位移 x 與時(shí)間 t 的函數(shù)關(guān)系 x = F( t ) 以及速度 v 與時(shí)間 t 的函數(shù)關(guān)系 v = f( t )。 正是由于波粒二象性這一微觀粒子運(yùn)動區(qū)別于宏觀物體運(yùn)動的本質(zhì)特征 ， 所以描述微觀粒子的運(yùn)動不能使用經(jīng)典的牛頓力學(xué) ， 而要用量子力學(xué) 。將式 (6－ 4) 代入式 (6－ 5)中，得 （ 6－ 6） v = h eV ( ) 1 1 n22 n12 玻爾理論極其成功地解釋了氫原子光譜，但它的原子模型仍然有著局限性。電子所在的原子軌道離核越遠(yuǎn)，其能量越大。當(dāng) n → ∞ 時(shí)，電子離核無限遠(yuǎn)，成為自由電子，脫離原子核的作用，能量 E = 0。 Bohr 理論認(rèn)為，核外電子在特定的原子軌道上運(yùn)動，軌道具有固定的能量 E。物質(zhì)以光的形式吸收或放出的能量只能是光量子能量的整數(shù)倍。這個最小的能量單位稱為能量子。當(dāng)人們試圖利用Rutherford 的有核原子模型從理論上解釋氫原子光譜時(shí)，這一原子模型受到了強(qiáng)烈的挑戰(zhàn)。由此，才真正形成了經(jīng)典的原子模型。 英國物理學(xué)家 G. J. Mosley 在 1913 年證實(shí)了原子核的正電荷數(shù)等于核外電子數(shù)，也等于該原子在元素周期表中的原子序數(shù)。法國化學(xué)家 M. S. Curie以鈾的放射性為基礎(chǔ)進(jìn)行研究，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了放射性元素鐳、釙等，發(fā)現(xiàn)了放射過程中的 α 粒子、 β 粒子和 γ 射線。1895 年德國的物理學(xué)家 W. C. Rongen 首先發(fā)現(xiàn)了 X－射線。 1879 年，英國物理學(xué)家 發(fā)現(xiàn)了陰極射線。 ?每一種元素有一種原子； ?同種元素的原子質(zhì)量相同，不同種元素的原子質(zhì)量不相同； ?物質(zhì)的最小單位是原子，原子不能再分；一種原子不會轉(zhuǎn)變成為另一種原子； Dalton 的原子論解釋了一些化學(xué)現(xiàn)象，極大地推動了化學(xué)的發(fā)展，特別是他提出了原子量的概念，為化學(xué)進(jìn)入定量階段奠定了基礎(chǔ)。 原子 atom 一詞源于希臘語，原義是 “ 不可再分的部分 ” 。 復(fù)賽要求：原子結(jié)構(gòu) 四個量子數(shù)的物理意義及取值。電離能、電子親合能、電負(fù)性。 6－ 1 近代原子結(jié)構(gòu)理論的確立 6－ 1－ 1 原子結(jié)構(gòu)模型 古希臘哲學(xué)家 Democritus 在公元前 5 世紀(jì)指出，每一種物質(zhì)是由一種原子構(gòu)成的；原子是物質(zhì)最小的、不可再分的、永存不變的微粒。其主要觀點(diǎn)為 : ?化學(xué)反應(yīng)只是改變了原子的結(jié)合方式，是使反應(yīng)前的物質(zhì)變成了反應(yīng)后的物質(zhì)。 雖然人類很早就從自然現(xiàn)象中了解了電的性質(zhì)，但對電的本質(zhì)認(rèn)識是從 18 世紀(jì)末葉對真空放電技術(shù)的研究開始的。 放射性的發(fā)現(xiàn)是 19 世紀(jì)末自然科學(xué)的另一重大發(fā)現(xiàn)。 1896 年法國物理學(xué)家 A. H. Becquerel 對幾十種熒光物質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，意外地發(fā)現(xiàn)了鈾的化合物放射出一種新型射線。而數(shù)量和核電荷相等的電子在原子核外繞核運(yùn)動，就像行星繞太陽旋轉(zhuǎn)一樣，是一個相對永恒的體系。后來在霧室中證明，中子也是原子核的組成粒子之一。這使人們意識到原子光譜與原子結(jié)構(gòu)之間勢必存在著一定的關(guān)系。 Planck 認(rèn)為在微觀領(lǐng)域能量是不連續(xù)的，物質(zhì)吸收或放出的能量總是一個最小的能量單位的整倍數(shù)。光子能量的大小與光的頻率成正比 E = h? （ 6－ 3） 式中 E 為光子的能量， ? 為光子的頻率， h 為 Planck 常數(shù)，其值為 ?1034 J?s。量子化是微觀領(lǐng)域的重要特征，后面我們還將了解到更多的量子化的物理量。 （ 6－ 4） E= n2 eV 將 n 值 3 ? ? 分別代入式（ 6－ 4）得到 n = 1時(shí)， E1 = － eV， n = 2時(shí)， E2 = － ， n = 3時(shí)， E3 = － ， 隨著 n 的增加，電子離核越遠(yuǎn)，電子的能量以量子化的方式不斷增加。同時(shí)氫原子也不會因?yàn)殡娮訅嬋朐雍硕孕袣?。處于激發(fā)態(tài)的電子不穩(wěn)定，可以躍遷回低能量的軌道上，并以光子形式放出能量，光的頻率決定于軌道的能量之差： h? = E2 – E1 或 v = (E2 E1) / h （ 6－ 5） 式中 E2 為高