结构化学基础 (第三版) 周公度段连运编著 主讲教师:孙忠副教授 辅导:许嘉 授课学时:48 学分:3 参考书:1周公度段连运编著《结构化学基础》,第二 版,北京大学出版社,1995年 2谢有畅邵美成编《结构化学》,第二版, 人民教育出版社,1983年 3江元生遍《结构化学》,第一版,高等教育 出版社,1997年
结构化学基础 （第三版） 周公度 段连运 编著 主讲教师：孙 忠 副教授 辅 导：许 嘉 授课学时：48 学分：3 参 考 书：1.周公度 段连运编著《结构化学基础》，第二 版，北京大学出版社，1995年 2.谢有畅 邵美成编《结构化学》，第二版， 人 民教育出版社，1983年 3.江元生遍《结构化学》，第一版，高等教育 出版社，1997年
结构化学的研究范围 结构化学的主要内容 结构化学的发展历程 结构化学的学习方法
绪 言 • 结构化学的研究范围 • 结构化学的主要内容 • 结构化学的发展历程 • 结构化学的学习方法
第一章量子力学基础知识 1.1微观粒子的运动特征 ☆经典物理学遇到了难题 19世纪末,物理学理论(经典物理学)已相当完善: ◆ Newton力学 ◆ Maxwel电磁场理论 ◆ Gibbs热力学 ◆ Boltzmann统计物理学 上述理论可解释当时常见物理现象,但也发现了解释 不了的新现象
第一章 量子力学基础知识 1.1 微观粒子的运动特征 ☆ 经典物理学遇到了难题 19世纪末，物理学理论（经典物理学）已相当完善： ◆Newton力学 ◆Maxwell电磁场理论 ◆Gibbs热力学 ◆Boltzmann统计物理学 上述理论可解释当时常见物理现象，但也发现了解释 不了的新现象
1.黑体辐射与能量量子化 黑体:能全部吸收外来电磁波的物体。黑色物体或开一小孔的空心金属球近似于黑体 黑体辐射:加热时,黑体能辐射出各种波长电磁波的现象。 ★经典理论与实验事实间的矛盾: 经典电磁理论假定,黑体辐射是由黑体中带电粒子的振动发出的,按经典热力学和统计 力学理论,计算所得的黑体辐射能量随波长变化的分布曲线,与实验所得曲线明显不符。 按经典理论只能得出能量随波长单调变化的曲线: Wen(维恩)曲线 能 Rayleigh-Jeans把分子物理学中能量按自由度量 Rayleigh- 均分原则用到电磁辐射上,按其公式计算所得结果 Jeans(瑞 在长波处比较接近实验曲线 利一金斯) Wen假定辐射波长的分布与 Maxwel!分子速度 抽线 分布类似,计算结果在短波处与实验较接近 经典理论无论如何也得不出这种 实验曲线 有极大值的曲线 黑体辐射能量分布曲线波长
黑体：能全部吸收外来电磁波的物体。黑色物体或开一小孔的空心金属球近似于黑体。 黑体辐射：加热时，黑体能辐射出各种波长电磁波的现象。 ★经典理论与实验事实间的矛盾： 经典电磁理论假定，黑体辐射是由黑体中带电粒子的振动发出的，按经典热力学和统计 力学理论，计算所得的黑体辐射能量随波长变化的分布曲线，与实验所得曲线明显不符。 Wien（维恩）曲线 能 量 波长 实验曲线 RayleighJeans（瑞 利－金斯） 曲线 黑体辐射能量分布曲线 按经典理论只能得出能量随波长单调变化的曲线： Rayleigh-Jeans把分子物理学中能量按自由度 均分原则用到电磁辐射上，按其公式计算所得结果 在长波处比较接近实验曲线。 Wien假定辐射波长的分布与Maxwell分子速度 分布类似，计算结果在短波处与实验较接近。 经典理论无论如何也得不出这种 有极大值的曲线。 1. 黑体辐射与能量量子化
Planck能量量子化假设 1900年, Planck(普朗克)假定,黑体中原子或分子辐射 能量时作简谐振动,只能发射或吸收频率为ν,能量为ε=hv 的整数倍的电磁能,即振动频率为v的振子,发射的能量 只能是0hν,1hv,2hv,…,nhv(n为整数)。 h称为 Planck常数,h=6626×10-34Js ·按 Planck假定,算出的辐射能E与实验观测到的黑体辐射 能非常吻合: E 8Th hv/kt ●能量量子化:黑体只能辐射频率为ν,数值 为hv的整数倍的不连续的能量
Planck能量量子化假设 • 1900年，Planck（普朗克）假定，黑体中原子或分子辐射 能量时作简谐振动，只能发射或吸收频率为,能量为=h 的整数倍的电磁能，即振动频率为的振子，发射的能量 只能是0h，1h，2h，……，nh（n为整数）。 • h称为Planck常数，h＝6.626×10－34J•S • 按Planck假定，算出的辐射能E与实验观测到的黑体辐射 能非常吻合： ( ) 1 8 / 3 1 3 − = − h kt c h E e ●能量量子化：黑体只能辐射频率为，数值 为h的整数倍的不连续的能量