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《原子化學(xué)學(xué)-褚圣麟-第二章.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、第二章：原子的基態(tài)和幅射原子化學(xué)學(xué)結(jié)束結(jié)束第一節(jié)：波譜目錄一、盧瑟福模型的困難盧瑟福模型把原子看成由帶正電的原子核和圍繞核運(yùn)動(dòng)的一些電子組成，這個(gè)模型成功地解釋了α粒子散射實(shí)驗(yàn)中粒子的大角度散射現(xiàn)象但是當(dāng)我們打算步入原子內(nèi)部作進(jìn)一步的考察時(shí)，卻發(fā)覺(jué)早已構(gòu)建的數(shù)學(xué)規(guī)律難以解釋原子的穩(wěn)定性，同一性和再生性。二、光譜α粒子的大角度散射，肯定了原子核的存在，但核外電子的分布及運(yùn)動(dòng)情況依舊是個(gè)迷，而波譜是原子結(jié)構(gòu)的反映，因而研究原子波譜是闡明這個(gè)迷的必由之路。電磁光譜結(jié)束目錄三、光譜剖析是研究原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)重要手段之一,牛頓早在1704年說(shuō)過(guò)，若要
2、了解物質(zhì)內(nèi)部情況,只要看其波譜就可以了.波譜是用波譜儀檢測(cè)的,波譜儀的種類繁雜,基本結(jié)構(gòu)幾乎相同,大致由光源、分光器和記錄儀組成.上圖是棱鏡波譜儀的原理圖.結(jié)束目錄波譜的觀測(cè)波譜發(fā)出的波譜線可通過(guò)波譜議進(jìn)行觀測(cè)和記錄，它既可把λ射線按不同波長(zhǎng)展開(kāi)剖析，記錄不同波譜線的波長(zhǎng)（λ）和硬度（I）。結(jié)束目錄光源：一切能發(fā)出電磁幅射的物體。四、光譜的分類不同的光源有不同的波譜，發(fā)出機(jī)制也不盡相同，依照波長(zhǎng)的變化情況，大致可分為三類：線波譜：波長(zhǎng)不連續(xù)變化，此種為原子波譜；帶波譜：波長(zhǎng)在各區(qū)域內(nèi)連續(xù)變化，此為分子波譜；連續(xù)譜：固體的低溫幅射。結(jié)束目錄五、發(fā)射
3、光譜和吸收波譜1、發(fā)射波譜：待測(cè)物質(zhì)作為光源發(fā)出電磁波。明亮2、吸收波譜：待測(cè)物質(zhì)吸收掉連續(xù)波譜上部份波長(zhǎng)后拍攝。明亮的背景上的黑線3、同種物質(zhì)的倆種波譜互補(bǔ)。第二節(jié)、氫原子波譜和原子波譜的通常情況一、氫原子波譜的特征1、線狀譜2、有多個(gè)波譜線系3、波長(zhǎng)差，硬度長(zhǎng)波方向遞減，直至波譜連續(xù)二、氫原子的巴爾末系1、光譜2、經(jīng)驗(yàn)公式3、波數(shù)表示4、氫的其他線系5、氫原子波譜的通常規(guī)律結(jié)束目錄尼爾斯·波爾波爾1885年10月7日出生于德國(guó)的赫爾辛基。他媽媽是一位生理學(xué)院士，思想開(kāi)明。1903年，步入了赫爾辛基學(xué)院自然科學(xué)系，二年級(jí)時(shí)，出席英國(guó)皇家科學(xué)商會(huì)組織的優(yōu)秀論文大賽，獲得了卡爾斯
4、堡基金會(huì)的一筆助學(xué)金，因而有機(jī)會(huì)到美國(guó)劍橋?qū)W院卡文迪許實(shí)驗(yàn)室，追隨當(dāng)時(shí)最有權(quán)威的化學(xué)學(xué)家J.J﹒湯姆遜進(jìn)行深造。但波爾和J.J﹒湯姆遜處得并不融洽，緣由是波爾第一次碰面時(shí)就強(qiáng)調(diào)了J.J.湯姆遜一篇論文中一些他覺(jué)得錯(cuò)誤的地方。在1912年春轉(zhuǎn)入了利茲學(xué)院的盧瑟福實(shí)驗(yàn)室工作。在盧瑟福實(shí)驗(yàn)室工作的四個(gè)多用里，波爾收獲極大，他對(duì)盧瑟福誠(chéng)懇崇敬，無(wú)論在為人方面還是在治學(xué)方面，盧瑟福都是他的楷模。1912年9月，波爾到赫爾辛基學(xué)院兼任編外副院長(zhǎng)，主講熱力學(xué)的熱學(xué)基礎(chǔ)。1913年，他發(fā)表了知名論文《原子和分子的結(jié)構(gòu)》.1920年9月，在波爾的不懈努力下，奧斯陸學(xué)院總算建成了理論化學(xué)研究所，海森堡、克拉
5、邁爾斯、狄拉克、泡利、赫韋希、朗道等許多杰出的數(shù)學(xué)學(xué)家都先后在這兒工作過(guò)。1922年，波爾因?qū)ρ芯吭拥慕Y(jié)構(gòu)和原子的幅射所做得重大貢獻(xiàn)而獲得諾貝爾化學(xué)學(xué)獎(jiǎng)。1924年6月，波爾被日本劍橋?qū)W院和利茲學(xué)院授予科學(xué)博士名譽(yù)學(xué)位，劍橋哲學(xué)學(xué)會(huì)接受他為即將會(huì)員，12月又被選為匈牙利科大學(xué)的外國(guó)通信教授。1927年初，海森堡、玻恩、約爾丹、薛定諤、狄拉克等成功地成立了原子內(nèi)部過(guò)程的全新理論-量子熱學(xué)，波爾對(duì)量子熱學(xué)的成立起了巨大的推動(dòng)作用。1927年9月，波爾首次提出了“互補(bǔ)原理”，奠定了赫爾辛基學(xué)聚會(huì)量子熱學(xué)解釋的基礎(chǔ)，并自此開(kāi)始了與愛(ài)因斯坦持續(xù)多年的關(guān)于量子熱學(xué)意義的論爭(zhēng)。1965年玻爾逝世三華誕
6、時(shí)，阿姆斯特丹學(xué)院化學(xué)研究所被命名為尼爾斯·玻爾研究所。1997年IUPAC即將通過(guò)將第107號(hào)元素命名為,以記念玻爾。第三節(jié)：玻爾模型一、玻爾假定1913年，盧瑟福用α粒子散射實(shí)驗(yàn)否認(rèn)了核的存在，并且電子在核外怎么繞核運(yùn)動(dòng)，怎么解釋原子的線波譜和原子坍縮問(wèn)題，精典理論在討論原子結(jié)構(gòu)時(shí)遇見(jiàn)了無(wú)法逾越的障礙。當(dāng)時(shí)，年僅28歲的玻爾（N.Bohr）來(lái)到盧瑟福實(shí)驗(yàn)室，他認(rèn)定原子結(jié)構(gòu)不能由精典理論去找答案，正如他自己后來(lái)說(shuō)的："我一聽(tīng)到巴爾末公式，整個(gè)問(wèn)題對(duì)我來(lái)說(shuō)就全部清楚了。”結(jié)束目錄玻爾首先提出量子假定，掏出新的模型原子物理學(xué)褚圣麟，并由此構(gòu)建了氫原子理論，從他的理論出發(fā)，能確切地導(dǎo)入
7、巴爾末公式，從純理論的角度求出里德伯常數(shù)，并與實(shí)驗(yàn)值吻合的挺好。據(jù)悉，玻爾理論對(duì)類氫離子的波譜也能給出挺好的解釋。因而，玻爾理論一舉成功，很快為人們接受。結(jié)束目錄玻爾三條基本假定1.定態(tài)原則：電子繞核作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，只在個(gè)別特定的軌道上運(yùn)動(dòng)原子物理學(xué)褚圣麟，在這種軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，盡管有加速度,但不向外幅射能量，每一個(gè)軌道對(duì)應(yīng)一個(gè)定態(tài)，而每一個(gè)定態(tài)都與一定的能量相對(duì)應(yīng)；2.躍遷規(guī)則：電子并不永遠(yuǎn)處于一個(gè)
