基态 ：n=1, E＝－13.6eV
激发态：n=2, n=3,
13 .6 E eV 4
13 .6 eV 9
11
E
二、解释 （1）原子可稳定存在，在基态时不放出能量（n=1）
（2）线状光谱：电子受到激发，从基态跃迁到高能级（激发态）， 当电子从高能级（E2）跃迁回到低能级时（E1），以光子的形式释 放能量。
h X mv
原子半径为10－10 m 对相同速度的电子，位置的不准确值为： 数量级。
h 6.626 1034 4 X 2 . 424 m 31 4 4 mv 9.11 10 3 10 10
16
h 6.626 1034 33 X 4 . 42 m 3 4 4 mv 50 10 3 10 10
说明：对宏观物质来说，测不准情况是微不足道的。ΔX和 的值均小到可以被忽略的程度，即宏观物体的位置和动量是 可以同时准确测定的。
• 测不准关系反映了微观粒子的运动特征，再次说明微观粒子不能 用经典力学来处理 ; • 测不准关系并不是说微观粒子的运动是虚无缥缈的，不可认识的， 而对微观世界的微观规律有了更全面的认识。
E E2 E1 h
2.179 1018 1 1 h( E2 E1 ) ( ) h n1 n2
1 1 1 3.289 10 ( ) s n1 n2
15
常数 3.289×1015与里得堡常数 完全一致
12
n=6 n=5 n=4 n=3
帕邢线系
9
波尔原子模型
10
一、玻尔理论 主要内容 1.核外电子运动取一定的轨道，在基态轨道上电子不吸收也不放
出能量。
2.一定轨道上的电子具有一定的能量，该能量只能取某些由量子
化条件决定的正整数倍的值。
推导出氢原子核外轨道能量： k 2 2 m Z 2 e 13.6 2.179 1018 (eV=1.602×10－19J) E eV J 2 2 2 2 h n n n 式中k,h,e均为常数,m为电子质量，Z为核电荷数
B 2n
2
n 4
ν＝C/λ，n为整数,B为常数
1913年，里得堡频率经验公式 ；氢光谱频率符合下列关系式：
1 1 1 R ( 2 ) s λ＝C/ν，n＝3,4,5… 4 n
里得堡常数 R＝3.289×1015s-1.
1.2玻尔理论
•1900年，Plank提出量子概念，能量象物质微粒一样是不连续 的,能量包括大量微小分子的能量单位称为量子。物质吸收或 发射的能量是量子整数倍。 •1913年，27岁丹麦科学家提出以下原子模型，成功解释了氢 原子光谱
(红外光区)
1 1 1 3.289 10 ( )s n1 n2
15
n1=1,赖曼线系 n2=1,巴尔麦线系
n=2
巴尔麦线系
(可见光区)
n3=1,帕邢线系
n=1Biblioteka 赖曼线系 （紫外区）410.2 434.1 486.1
656.3
λ/nm
Hδ Hγ
Hβ
Hα
13
图8.2 氢原子光谱产生示意图
三、玻尔理论得失
不能回答的两个问题：
⊙原子线状光谱 ⊙原子的稳定性
7
1.1氢原子光谱和玻尔理论 一、氢原子光谱 图 8 1 氢 原 子 光 谱 示 意 图
.
投影
光电管 狭缝
410.2 434.1 486.1
棱镜
656.3 λ/nm
名称 Hδ Hγ Hβ Hα
紫外
可见光
红外
8
1883年，巴尔麦波长经验公式；氢光谱波长符合下列关系式：
左边表示粒子性(动量、能量等)：与实物能量交换、光电效 应。 14 右边表示波动性（波长、频率）：干涉、衍射现象。
二、德布罗意的预言（微观粒子的波粒二象性） 1924年法国的De.Broglie大胆提出电子、原子等实物微观粒子也 具有二象性, 这种波叫物质波或德布罗薏波
例：已知电子质量m=9.11×10-31Kg，其速度为1×106,计算电子波长 34 h h 6 . 626 10 9 解： 0 . 728 10 m 728pm 31 6 P m v 9.1110 110 1927年Davisson和Germer电子衍射实验：证明电子的波动性
电子束 电子发 射 源
金属箔
15
三、海森堡测不准原理 测不准原理是微观粒子波粒二象性的必然结果 ，1927年德国 Heisenberg提出微观粒子测不准关系式： ∆X为微观粒子位置测不准量， ∆v为微观粒子速度测不准量 。 宏观物质：已知了运动方程就可确定唯一时刻物体的位置与速度， 对微观粒子，由于其运动的二象性不可能同时准确地测知其位置 和动量。 例：质量为50g的子弹，运动速度变为3×104m.s-1，若速度测不准 量为原速度的0.01%,则其位置的不准确值为：
成功之处:1.指出了原子结构量子化特征
2.成功的解释了氢原子光谱
不足之处:1.未完全冲破经典力学范畴(固定轨道),只是加上一
些人为的量子化条件 2.无法解释原子光谱的精细结构 1.3微观粒子的波粒二象性 一、光的二象性 1905年爱因斯坦光子说 :E=hv，普朗克常数h＝6.626×10-34J.S－1 相对论： E=mc2
原子结构 Atomic Structure
0、前言 1、核外电子运动状态 2、核外电子排布和元素周期律 3、元素性质的周期性
苏州大学化学化工学院
贾定先
0、前言
19世纪初，英国科学家道尔顿提出近代原子 学说，他认为原子是微小的不可分割的实心 球体。
2
1897年，英国科学家汤姆生发现了电子。
3
卢瑟福原子模型
4
原子的构成、原子核的构成是怎样的?
原子
{ 核外电子
原子核 {
质子 中子
5
质子、中子、电子的电性和电量
1个质子带一个单位正电荷 中子不带电 1个电子带一个单位负电荷
6
1、核外电子运动状态
•19世纪初，英国科学家道尔顿提出近代原子学说，他认为原 子是微小的不可分割的实心球体； •1897年，测试电子的荷质比，英国科学家汤姆生发现了电子； •1911年，卢瑟福（Rutherford）α粒子散射实验，提出行星式 原子模型。如根据经典电磁理论，绕核做加速运动的电子要向 外辐射电磁波，电磁波的频率等于电子绕核旋转的频率等。