大学化学——物质结构基础.pdf

第五章 物质结构基础 物质(原子)结构与周期性  量子力学的诞生  微观粒子的波粒二象性  波函数与原子轨道  量子数  电子云 17世纪末和20世纪初。以牛顿 《自然哲学之数学原理》的出 版为标志，宣告了现代经典物 经典力学 理学的正式创立 最彻底地推翻和重建了整个物 理学体系 量子力学 量子论的奠基人之一玻尔 (Niels Bohr)说：“如果谁不为 量子论而感到困惑，那他就是 没有理解量子论。” 1900年12月14 日 • 普朗克在柏林宣读了 他关于黑体辐射的论 文，宣告了量子 quantum 的诞生。那 一年他42岁。 1927年第五届索尔维会议参加者合照 1. 微观粒子的波粒二象性 （1）氢光谱 1913年，丹麦物理学家 N•Bohr提出氢原子结构 模型: 4 基 态 能量最低 最稳定 定态 普朗克• 激发态 能量较高 不太稳定 1 2 3 E2 - E1 = E = h h —普朗克常数（6.626 ×10 -34 J · S ） E = 2.18 ×10-18 / n2 n — 主量子数 （2 ）微观粒子的波粒二象性 1924年，法国物理学家德布罗依受光的波粒二象 性的启发，提出微观粒子( 电子)也具有波粒二象 性。 德布罗依关系式：  = h ／mv (波长与速度的关系) 粒子性: 实物粒子 波动性: 1927年, 电子衍射实验 戴维逊和汤姆逊 照相底片 电子发射器 晶体镍 波粒二象性是微观粒子运动的基本属性 2. 波函数与原子轨道 1926年，奥地利物理学家薛定谔提出 了氢原子体系的电子运动方程： 2 2 2 2       8 m 2  2  2  2 (E V)  0 x y z h Ψ — 波函数 （原子轨道） E为电子总能量,V为电子势能