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（二）经典电磁理论不能解释氢原子光谱
经典电磁理论：
电子绕核作高速圆周运动， 发出连续电磁波→ 连续光 谱，电子能量↓ → 坠入原子 核→原子湮灭。
事实：
－
氢原子光谱是线状（而不是 连续光谱）；
原子没有湮灭。
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二、玻尔（N.Bohr）原子结构理论
1913年， 丹麦物理学家N.Bohr提出。 根据： M.Planck量子论（1890）； A.Einstein 光子学说（1908）； D.Rutherford 有核原子模型。
1) n2
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氢原子光谱(续)
光谱线能级 E光子 = E2 – E1 = h = hc / . = R n1 = 2 可见光谱区（Balmer系）:
n2 = 3 (656 nm ), n2 = 4 (486 nm ), n2 = 5 (434 nm ), n2 = 6 (410 nm ).
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第六章 原子结构与周期表
6.1 原子结构理论的发展简史
一、古代希腊的原子理论 二、道尔顿(J. Dolton) 的原子理论---
19世纪初 三、卢瑟福(E.Rutherford)的行星式原
子模型---19世纪末 四、近代原子结构理论---氢原子光谱
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6.2 核外电子的运动状态
外电子运动状态的描述 — 薛定谔方程。
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6.2 核外电子的运动状态(续)
一 、氢原子光谱 连续光谱(continuous spectrum)
线状光谱(原子光谱)(line spectrum)
氢原子光谱（原子发射光谱）
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氢原子光谱（原子发射光谱）
真空管中含少量H2(g)，高压放电， 发出紫外光和可见光 → 三棱镜 → 不连续的线状光谱
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氢原子光谱（续）
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一、氢原子光谱（原子发射光谱）（续）
连续光谱（自然界）
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连续光谱(实验室）
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电磁波连续光谱
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电磁波 电场组分和磁场组分互相垂直
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电磁波连续光谱（续）
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Be3+ …) 或: E = - (Z2 / n2) × 2.179 × 10-18 J.e-1 （6.3.1）
n = 1, 2, 3, 4 …; Z — 核电荷数（= 质子数）
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（一）要点：3个基本假设（续）
原子在正常或稳定状态时，电子尽可能处于能量最
低的状态—基态（ground state）。
（一）氢原子光谱特点
1. 不连续的线状光谱 2. 谱线频率符合
=R
（6.1）
式中，频率 (s-1), Rydberg常数 R = 3.2891015 s-1
n1、n2 为正整数，且 n1 < n2 n1 = 1 紫外光谱区（Lyman 系）； n1 = 2 可见光谱区（Balmer系）； n1 = 3、4、5 红外光谱区（Paschen、Bracker、
（ r : 电子离核距离）
-0
电子能量负值表示它受原子核吸引
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二、玻尔（N.Bohr）原子结构理论(续)
（一）要点：3个基本假设
1.核外电子运动的轨道角动量（L）量子化
（而不是连续变化）：
L = mvr = nh / 2 (n = 1, 2, 3, 4 …)
(6.2)
Planck常数 h = 6.626 10-34 J•s
学习线索：
氢原子发射光谱（线状光谱） →玻尔原子结构理论（电子能量量子化，经典电磁理
论对微观世界失效） →光子和实物粒子的“波粒二象性”
波动性 — 衍射、干涉、偏振… 微粒性 — 能量、动量、光电效应、实物发射或吸收光…
→ 测不准原理（经典力学对微观世界失效） →量子力学（描述微观世界运动规律的新理论）对核
符合这种量子条件的“轨道”（Orbit）称为“稳定轨道”
。
电子在稳定轨道运动时，既不吸收，也不幅射光子。
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（一）要点：3个基本假设（续）
2. 在一定轨道上运动的电子的能量也是量子化的： E = - (Z2 / n2) × 13.6 eV （6.3）
（只适用于单电子原子或离子: H, He, Li2+,
第6章 原子结构与周期表
化 化学 学动 热力 力学 学宏观
原子结构
分子结构

微观
晶体结构
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第六章 原子结构与周期表
6.1 原子结构理论的发展简史 6.2 核外电子的运动状态 6.3 多电子原子结构与元素周期律 6.4 元素基本性质的周期性变化
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氢原子光谱3个系列跃迁
E光子 = E2 – E1 = h = hc / （6.4）
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连续光谱和原子发射光谱(线状光谱)比较
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原子发射光谱(线状光谱)
由上至下: Hg Li Cd Sr Ca Na
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对于氢原子，电子在n = 1的轨道上运动时能量最
低—基态，其能量为：
E1s = - (Z2 / n2) × 13.6 eV = - (12 / 12) × 13.6 eV
= -13.6 eV
相应的轨道半径为： r = 52.9 pm = a0（玻尔半径)
能量坐标： 0 ∞
r↗, E↗；r↘, E↘（负值）
Pfund系）
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一、氢原子光谱（续）
巴尔麦( J. Balmer)经验公式
_
_
: 波数(波长的倒数 = 1/ , cm-1).
n : 大于2的正整数.
RH： 也称Rydberg常数, RH= R / c RH = 1.09677576107 m-1
v1RH(212