核外电子运动状态 后来,里德堡(J.R.Rydberg1854-1919)把巴尔麦 的经验方程改写成如下的形式: 上式中的常数R后人称为里德堡常数,其数值为 1.09677×107m-1。 氢的红外光谱和紫外光谱的谱线也符合里德堡方 程,只需将1/22改为1/n12,n1=1,2,3,4;而把后一个n改写 成n2=n1+1,n1+2.即可。当n1=2时,所得到的是可见光 谱的谱线,称为巴尔麦系,当=3,得到氢的红外光谱,称 为帕逊系,当n=1,得到的是氢的紫外光谱,称为来曼系
核外电子运动状态 后来,里德堡(J.R.Rydberg 1854-1919)把巴尔麦 的经验方程改写成如下的形式: 2 2 1 2 1 n R c c 上式中的常数R 后人称为里德堡常数,其数值为 1.09677×107m-1 。 氢的红外光谱和紫外光谱的谱线也符合里德堡方 程,只需将1/22改为1/n1 2 ,n1=1,2,3,4;而把后一个n改写 成n2 =n1+1,n1+2,…即可。当n1=2时,所得到的是可见光 谱的谱线,称为巴尔麦系,当n1=3,得到氢的红外光谱,称 为帕逊系,当n1=1,得到的是氢的紫外光谱,称为来曼系
核外电子运动状态 巴尔麦的经验方程引发了一股研究各种元素的光 谱的热潮,但人们发现,只有氢光谱(以及类氢原子 光谱)有这种简单的数学关系。 类氢原子是指He+、L2+等原子核外只有一个电 子的离子。 里德堡把巴尔麦的方程作了改写大大促进了揭示 隐藏在这一规律后面的本质,这是科学史上形式与内 容的关系的一个典型例子。寻找表达客观规律的恰当 形式是一种重要的科学思维方法
核外电子运动状态 巴尔麦的经验方程引发了一股研究各种元素的光 谱的热潮,但人们发现,只有氢光谱(以及类氢原子 光谱)有这种简单的数学关系。 类氢原子是指He+ 、Li2+等原子核外只有一个电 子的离子。 里德堡把巴尔麦的方程作了改写大大促进了揭示 隐藏在这一规律后面的本质,这是科学史上形式与内 容的关系的一个典型例子。寻找表达客观规律的恰当 形式是一种重要的科学思维方法
核外电子运动状态 二、玻尔理论 1913年,年轻的丹 新的物理学发现(普 斯坦光子论、卢瑟福! 了氢原子核外电子运 因立; 人称为玻尔理论。玻 1、行星模型 假定氢原子核外电子是处在二定的 上绕 核运行的,正如太阳系的行星绕太 这是一种“类比”的科学思 尔 的氢原子模型形象地称为行星模型。后来的新量 子论 根据新的实验基础完全抛弃了玻尔行星模型的 外 壳”,而玻尔行星模型的合理 “内核”却被保留 并被赋予新的内容。 卢瑟福,E
核外电子运动状态 二、玻尔理论 1913年,年轻的丹麦物理学家玻尔在总结当时最 新的物理学发现(普朗克黑体辐射和量子概念、爱因 斯坦光子论、卢瑟福原子带核模型等)的基础上建立 了氢原子核外电子运动模型,解释了氢原子光谱,后 人称为玻尔理论。玻尔理论的要点如下: 1、行星模型 假定氢原子核外电子是处在一定的线性轨道上绕 核运行的,正如太阳系的行星绕太阳运行一样。 这是一种“类比”的科学思维方法。因此,玻尔 的氢原子模型形象地称为行星模型。后来的新量子论 根据新的实验基础完全抛弃了玻尔行星模型的“外 壳”,而玻尔行星模型的合理“内核”却被保留了, 并被赋予新的内容
核外电子运动状态 2、定态假设 假定氢原子的核外电子在轨道上运行时具有一定的、 不变的能量,不会释放能量,这种状态被称为定态。 能量最低的定态叫做基态;能量高于基态的定态叫 做激发态。 据经典力学,电子在原子核的正电场里运行,应不 断地释放能量,最后掉入原子核。如果这样,原子就会 毁灭,客观世界就不复存在。 因此,定态假设为解释原子能够稳定存在所必需。 玻尔从核外电子的能量的角度提出的定态、基态、激发 态的概念至今仍然是说明核外电子运动状态的基础
核外电子运动状态 2、定态假设 假定氢原子的核外电子在轨道上运行时具有一定的、 不变的能量,不会释放能量,这种状态被称为定态。 能量最低的定态叫做基态;能量高于基态的定态叫 做激发态。 据经典力学,电子在原子核的正电场里运行,应不 断地释放能量,最后掉入原子核。如果这样,原子就会 毁灭,客观世界就不复存在。 因此,定态假设为解释原子能够稳定存在所必需。 玻尔从核外电子的能量的角度提出的定态、基态、激发 态的概念至今仍然是说明核外电子运动状态的基础
核外电子运动状态 3、量子化条件 玻尔假定,氢原子核外电子的轨道不是连续的, 而是分立的,在轨道上运行的电子具有一定的角动 量(L=mvr,其中m电子质量,v电子线速度,r电子 线性轨道的半径),只能按下式取值: h L=n n=1,2,3,4,5, 2元 这一要点称为量子化条件。这是玻尔为了解释 氢原子光谱提出它的模型所作的突破性假设。 如果氢原子核外电子不具有这样的量子化条件, 就不可能有一定的能量。量子化条件是违背经典力 学的,是他受到普朗克量子论和爱因斯坦光子论的 启发提出来的。上式中的正整数称为量子数
核外电子运动状态 3、量子化条件 玻尔假定,氢原子核外电子的轨道不是连续的, 而是分立的,在轨道上运行的电子具有一定的角动 量(L=mvr,其中m电子质量,v电子线速度,r电子 线性轨道的半径),只能按下式取值: L n h n 2 1 2 3 4 5 , , , , , 这一要点称为量子化条件。这是玻尔为了解释 氢原子光谱提出它的模型所作的突破性假设。 如果氢原子核外电子不具有这样的量子化条件, 就不可能有一定的能量。量子化条件是违背经典力 学的,是他受到普朗克量子论和爱因斯坦光子论的 启发提出来的。上式中的正整数n称为量子数