《无机化学》课程教学资源（PPT课件）第五章 原子结构与元素周期律 Atomic Structure and Periodic Law（5.1-5.5）

Bohrmodel成功之处与局限意义：解释了氢原子和类氢原子(如He+、Li2+)的光谱现象，推动了原子结构的发展。局限：（单电子体系）>只限于解释氢原子或类氢离子的光谱，不能解释多电子原子的光谱：>人为地允许某些物理量（电子运动的轨道角动量和电子能量）“量子化”，以修正经典力学（牛顿力学）

➢只限于解释氢原子或类氢离子（单电子体系） 的光谱，不能解释多电子原子的光谱； Bohr model 成功之处与局限 意义： 解释了氢原子和类氢原子(如He+ 、Li2+)的光 谱现象, 推动了原子结构的发展 。 局限： ➢人为地允许某些物理量（电子运动的轨道角动 量和电子能量）“量子化”，以修正经典力学 （牛顿力学）

5-2微观粒子运动的特殊性5-2-1微观粒子的波粒二象性(Wave-ParticleDuality1924年，LouisdeBroglie认为：质量为m，运动速度为v的粒子，相应的波长为：a=h/mv=h/p,h=6.626X10-34J·S，Planck常量1927年，Davissson和Germer应用Ni晶体进行电子衍射实验，证实电子具有波动性

1924年，Louis de Broglie认为：质量为 m ， 运动速度为υ的粒子，相应的波长为： 5-2-1 微观粒子的波粒二象性(Wave-Particle Duality) 1927年，Davissson和 Germer应用Ni晶体进行 电子衍射实验，证实电 子具有波动性。 λ=h/mυ=h/p， h=6.626×10-34J·s，Planck常量 5-2 微观粒子运动的特殊性

5-2-2不确定原理（Heisenberg'UncertaintyPrinciple)指出对于具有波粒二象性的微观粒子，不能同时测准其位置和动量。h△x·△P≥2元orhAx.△V≥WernerHeisenberg(1901-1976)2元mDuring his postdoctoral assistantship withNiels Bohr. Heisenberg formulated hisfamous uncertainty principle. At the age of> Ar ,则 △p,; △x 个,则 pr125,he becamechairfortheoretical physics atthe university of Leipzig.At 32 he was one与经典力学不同of the youngest scientists to receive theNobelPrize

5-2-2 不确定原理(Heisenberg’ Uncertainty Principle) Werner Heisenberg(1901-1976) During his postdoctoral assistantship with Niels Bohr, Heisenberg formulated his famous uncertainty principle. At the age of 25, he became chair for theoretical physics at the university of Leipzig. At 32 he was one of the youngest scientists to receive the Nobel Prize. 指出对于具有波粒二象性的微观粒 子，不能同时测准其位置和动量 。 ➢ x  ,则 px; x  ,则 px 与经典力学不同 2 x h  P  m h v 2 x  or

例：考察在一个直径约为1.0x10-10m的原子内电子的运动。若原子内电子的空间位置的不确定性为：△x=1.0×10-10m，计算其速度的不确定性。解：按不确定性原理，日电子运动速度的不确定性为：h△v2元m△x6. 626 × 10-342× 3.14 × 9. 11 ×10-31 × 1. 0 × 10-10Av=1.2x108m-s例：若为m=0.01kg的子弹，其位置偏差△x=1.0×10-9m时，计算其速度不确定性。△v = 1.1x10-23 m - s-l

2 例: 考察在一个直径约为1.010−10 m的原子内电子的运动。若原子内 电子的空间位置的不确定性为：x = 1.010−10 m，计算其速度的不 确定性。 解：按不确定性原理，电子运动速度的不确定性为： 3 1 1 0 3 4 2 3.1 4 9.1 1 1 0 1.0 1 0 6.626 1 0 2 − − −       =   = m x h v  例: 若为m=0.01kg的子弹，其位置偏差x = 1.010−9m时，计算其 速度不确定性。 ∆v = 1.110-23 m▪s -1 ∆v = 1.2108 m▪s - 1

不确定性原理一测不准原理>重要暗示-不可能存在Rutherford和Bohr模型中行星绕太阳那样的电子轨道已不再遵守经典力学规律，它具有波粒二象性的电子，们的运动没有确定的轨道，只有一定的空间几率分布，即电子的波动性与其微粒行为的统计性规律相联系。因此，性质上不同于光波的一种波，实物的微粒波是概率波

➢ 重要暗示——不可能存在Rutherford 和 Bohr 模型中行 星绕太阳那样的电子轨道 ➢ 具有波粒二象性的电子，已不再遵守经典力学规律，它 们的运动没有确定的轨道，只有一定的空间几率分布，即 电子的波动性与其微粒行为的统计性规律相联系。因此, 实物的微粒波是概率波, 性质上不同于光波的一种波。 不确定性原理—测不准原理