物质结构基础 教案
物质结构教案课件

物质结构教案课件一、教学目标1. 知识与技能:了解物质结构的基本概念和组成;掌握原子、分子、离子、原子团等基本粒子的构成;理解离子晶体、分子晶体、金属晶体和原子晶体的结构特点;能够运用物质结构的知识解释一些实际问题。
2. 过程与方法:通过观察和分析模型的结构,培养学生的观察能力和思维能力;通过实验和观察,培养学生的实验操作能力和科学探究能力;通过实例分析,培养学生的应用能力和问题解决能力。
3. 情感态度与价值观:培养学生对物质结构的兴趣和好奇心;培养学生珍惜资源、保护环境的意识;培养学生科学思维和创新精神。
二、教学重点与难点1. 教学重点:物质结构的基本概念和组成;原子、分子、离子、原子团等基本粒子的构成;离子晶体、分子晶体、金属晶体和原子晶体的结构特点。
2. 教学难点:离子晶体、分子晶体、金属晶体和原子晶体的结构特点的理解和运用;对物质结构相关实际问题的解决。
三、教学准备1. 教具:模型和图片;实验器材;课件和教案。
2. 学具:笔记本;彩色笔;实验报告册。
四、教学过程1. 导入:通过展示一些常见物质的图片,引发学生对物质结构的兴趣和好奇心;引导学生思考物质结构的组成和特点。
2. 讲解:使用模型和图片,讲解原子、分子、离子、原子团等基本粒子的构成;讲解离子晶体、分子晶体、金属晶体和原子晶体的结构特点;通过实例分析,让学生理解物质结构在实际问题中的应用。
3. 实验:安排学生进行一些简单的实验,观察和分析实验结果,加深对物质结构的理解;引导学生通过实验操作,培养实验操作能力和科学探究能力。
4. 总结:对本节课的内容进行总结,强调重点和难点;鼓励学生提出问题,解答学生的疑问。
五、作业布置1. 完成实验报告册的相关内容;2. 复习本节课的知识点,准备下一节课的学习;3. 选择一个实际问题,运用物质结构的知识进行分析和解答。
六、教学评估1. 课堂观察:观察学生在课堂上的参与程度和表现;注意学生对物质结构知识的理解和运用情况。
高中化学选修物质结构教案

高中化学选修物质结构教案一、教学目标:1. 理解物质结构的基本概念,包括原子、分子、晶体等;2. 掌握物质结构的分类和特点;3. 能够运用物质结构理论解释实际问题。
二、教学重点:1. 物质结构的基本概念;2. 物质结构的分类和特点。
三、教学难点:1. 理解分子和晶体的特点;2. 运用物质结构理论解释现象。
四、教学准备:1. 教材:化学选修教材;2. 实验器材:显微镜、实验样品等。
五、教学过程:第一步:复习1. 复习上节课的内容,引导学生回顾原子结构;2. 提出问题,引导学生思考:物质的性质与其结构有何联系?第二步:讲解1. 引入物质结构的概念,讲解原子、分子、晶体的定义;2. 介绍物质的分类,包括元素、化合物、混合物等;3. 讲解分子和晶体的特点,以及它们在物质结构中的应用。
第三步:实验1. 展示实验样品,让学生通过显微镜观察不同物质的结构特点;2. 引导学生根据观察结果,分析不同物质的结构差异。
第四步:讨论1. 分组讨论,让学生结合实验结果,探讨物质结构与性质的关系;2. 引导学生发表观点,交流思考。
第五步:总结1. 总结物质结构的基本概念和特点;2. 引导学生思考:为什么不同物质有不同的结构?六、作业:1. 阅读相关资料,了解物质结构理论的发展历程;2. 思考并撰写结构和性质之间的关系。
七、教学反思:通过本节课的教学,学生对物质结构有了初步的了解,能够较好地区分不同物质的结构特点。
同时,学生的观察和思考能力也得到了锻炼,为进一步深入学习打下了基础。
教师在今后的教学中可以增加实验环节,让学生亲自动手操作,提高他们的实践能力。
物质结构教案课件

物质结构教案ppt课件一、教学目标1. 知识与技能:(1)了解物质结构的基本概念;(2)掌握原子、分子、离子、原子团等基本微粒的结构;(3)理解离子化合物、共价化合物的结构特点;(4)能够分析常见物质的结构。
2. 过程与方法:(1)通过观察、实验等方法,探究物质结构的组成;(2)运用比较、归纳、总结等方法,分析物质结构的特点;(3)利用模型、图示等工具,表达物质结构的概念。
3. 情感态度与价值观:(1)培养学生的科学思维能力;(2)激发学生对物质结构研究的兴趣;(3)培养学生珍惜资源、保护环境的意识。
二、教学重点与难点1. 教学重点:(1)物质结构的基本概念;(2)原子、分子、离子、原子团等基本微粒的结构;(3)离子化合物、共价化合物的结构特点;(4)常见物质的结构分析。
2. 教学难点:(1)原子、分子、离子、原子团等基本微粒的电子排布;(2)离子化合物、共价化合物的结构分析;(3)复杂物质结构的计算与推断。
三、教学准备1. 教师准备:(1)教案、课件、教学素材;(2)实验器材、模型、图示等教学工具;(3)相关知识背景资料。
2. 学生准备:(1)预习相关知识;(2)准备笔记本、笔等学习工具;(3)积极参与课堂讨论。
四、教学过程1. 导入新课:(1)通过展示PPT课件,引起学生对物质结构的兴趣;(2)简要介绍物质结构的研究意义和应用领域。
2. 知识讲解:(1)讲解物质结构的基本概念;(2)介绍原子、分子、离子、原子团等基本微粒的结构;(3)阐述离子化合物、共价化合物的结构特点;(4)分析常见物质的结构。
3. 课堂互动:(1)提问学生关于物质结构的知识;(2)组织学生进行小组讨论;(3)邀请学生分享自己的观点和疑问。
4. 练习与拓展:(1)布置课堂练习题,巩固所学知识;(2)提供拓展阅读材料,引导学生深入研究;(3)鼓励学生进行自主学习。
五、教学评价1. 课堂表现:(1)学生参与度、提问回答、互动表现等;(2)学生作业、练习题完成情况。
物质结构教案课件

物质结构教案PPT课件一、教学目标1. 知识与技能:(1)了解物质结构的基本概念;(2)掌握原子、分子、离子、原子团等基本粒子的构成;(3)理解离子化合物和共价化合物的区别;(4)学会运用物质结构知识解释一些化学现象。
2. 过程与方法:(1)通过观察、实验等方法,探究物质结构的特点;(2)运用比较、分析、综合等方法,理解物质结构的内在联系。
3. 情感态度与价值观:(1)培养对物质结构的兴趣和好奇心;(2)形成科学的世界观。
二、教学内容1. 物质结构的基本概念(1)物质的组成与结构;(2)微观粒子与宏观物质的关系。
2. 原子结构(1)原子的构成;(2)原子核外电子的排布;(3)元素周期表与元素周期律。
3. 分子结构(1)共价键的形成;(2)分子几何构型;(3)氢键对分子结构的影响。
4. 离子结构(1)离子的形成;(2)离子化合物的结构特征;(3)离子晶体类型的判断。
5. 原子团结构(1)原子团的定义;(2)原子团在化合物中的作用;(3)常见原子团及其性质。
三、教学重点与难点1. 教学重点:(1)物质结构的基本概念;(2)原子、分子、离子、原子团等基本粒子的构成;(3)离子化合物和共价化合物的区别;(4)运用物质结构知识解释一些化学现象。
2. 教学难点:(1)原子核外电子的排布;(2)分子几何构型;(3)离子晶体类型的判断;(4)原子团在化合物中的作用。
四、教学方法与手段1. 教学方法:(1)采用问题驱动法,引导学生探究物质结构的特点;(2)运用比较、分析、综合等方法,帮助学生理解物质结构的内在联系;(3)结合实验、案例等,培养学生的实践能力。
2. 教学手段:(1)PPT课件展示,清晰呈现物质结构的知识点;(2)实物模型、图片等辅助教学,增强学生的直观感受;(3)化学实验,让学生亲身体验物质结构的奥秘。
五、教学评价1. 过程性评价:(1)观察学生在课堂上的表现,了解其对物质结构知识的理解程度;(2)评估学生在实验、讨论等环节中的参与度;(3)收集学生作业、测验等,分析其掌握物质结构知识的情况。
物质结构教案

物质结构教案一、教学目标1. 知识与技能:(1)了解物质结构的基本概念;(2)掌握原子、分子、离子、原子团等基本微粒的构成;(3)理解离子化合物和共价化合物的区别;(4)能够运用物质结构的知识解释一些生活中的现象。
2. 过程与方法:(1)通过观察、实验等方法,探究物质结构的组成;(2)利用微粒模型,培养空间想象能力;(3)学会运用科学的方法分析问题、解决问题。
3. 情感态度与价值观:(1)培养学生对物质结构的兴趣,提高学习的积极性;(2)培养学生合作、探究的精神;(3)培养学生运用科学知识服务社会的意识。
二、教学重点与难点1. 教学重点:(1)物质结构的基本概念;(2)原子、分子、离子、原子团等基本微粒的构成;(3)离子化合物和共价化合物的区别。
2. 教学难点:(1)原子内部结构的理解;(2)离子化合物和共价化合物的判断;(3)运用物质结构知识解释生活现象。
三、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生探究物质结构的组成;2. 利用多媒体展示微观结构模型,帮助学生直观理解;3. 结合生活实例,让学生感受物质结构在实际应用中的重要性;4. 开展小组讨论,培养学生的合作精神和沟通能力。
四、教学准备1. 教师准备:(1)教案、课件等教学资料;(2)实验器材和药品;(3)相关生活实例。
2. 学生准备:(1)预习相关知识;(2)准备好实验器材;(3)查阅相关资料。
五、教学过程1. 导入新课(1)通过展示生活中的实例,引导学生关注物质结构;(2)提问:“什么是物质结构?”、“物质结构对我们有什么意义?”;2. 探究物质结构的组成(1)介绍原子、分子、离子、原子团等基本微粒的概念;(2)通过实验,让学生观察并分析物质的微观结构;3. 讲解离子化合物和共价化合物的区别(1)通过示例,讲解离子化合物和共价化合物的概念;(2)分析离子化合物和共价化合物的特点;(3)学生练习判断化合物类型。
4. 应用与拓展(1)让学生运用物质结构的知识,解释生活中的现象;(2)开展小组竞赛,激发学生的学习兴趣;5. 作业布置(1)复习本节课所学知识;(2)完成课后练习题;(3)预习下一节课内容。
高中化学微课物质结构教案

高中化学微课物质结构教案
教学目标:
1. 了解物质的基本结构和组成;
2. 掌握原子、分子和离子的概念;
3. 理解物质的晶体结构;
4. 能够分辨物质的三态结构。
教学重点:物质的基本结构和组成、原子、分子、离子的概念、晶体结构。
教学难点:理解物质的晶体结构。
教学准备:PPT课件、示例化合物结构模型、实验室用具。
教学过程:
一、导入(5分钟)
1. 引入物质结构的概念,让学生思考物质是如何组成的;
2. 引导学生思考:什么是物质的基本单位?
二、讲解物质的基本结构和组成(15分钟)
1. 解释原子、分子、离子的概念;
2. 介绍物质的三态结构:固体、液体、气体;
3. 展示不同类型的物质结构示例。
三、讲解物质的晶体结构(15分钟)
1. 介绍晶体结构的概念;
2. 分析晶体结构的特点和分类;
3. 展示晶体结构的示例。
四、实验操作(15分钟)
1. 给学生示范制备一种化合物,观察其结构;
2. 让学生独立进行实验操作,观察化合物的结构。
五、课堂小结(5分钟)
1. 总结本节课的内容,强调物质结构的重要性;
2. 解答学生提出的疑问。
六、作业布置(5分钟)
1. 布置作业:总结本节课的内容,写出自己的理解;
2. 鼓励学生积极探索物质结构相关知识。
教学反思:
1. 本节课通过理论讲解、实验操作等方式,使学生全面了解物质的结构和组成;
2. 学生在实验操作中能够亲自动手,提高了他们的实践能力和观察能力;
3. 在后续教学中,可以通过拓展实验和案例分析等方式,帮助学生深入理解物质结构相关知识。
物质的组成和结构教案

物质的组成和结构教案一、教学目标:1. 知识与技能:(1)了解物质的组成和结构的基本概念;(2)掌握原子、分子、离子等基本粒子的性质和特点;(3)能够运用物质的组成和结构知识解释一些日常现象。
2. 过程与方法:(1)通过观察、实验等方法,探究物质的组成和结构;(2)学会用微粒的观点来分析和解决问题;(3)培养学生的科学思维和实验能力。
3. 情感态度与价值观:(1)培养学生对科学的兴趣和好奇心;(2)培养学生珍惜资源、保护环境的意识;(3)培养学生团队协作和积极进取的精神。
二、教学内容:1. 物质的组成和结构的基本概念;2. 原子、分子、离子等基本粒子的性质和特点;3. 物质的微观构成粒子及其作用;4. 物质的宏观组成与微观结构之间的关系;5. 常见物质的组成和结构实例。
三、教学重点与难点:1. 教学重点:物质的组成和结构的基本概念,原子、分子、离子等基本粒子的性质和特点,物质的微观构成粒子及其作用。
2. 教学难点:物质的宏观组成与微观结构之间的关系,常见物质的组成和结构实例。
四、教学方法与手段:1. 教学方法:讲授法、实验法、讨论法、案例分析法等。
2. 教学手段:多媒体课件、实验器材、教材、课件等。
五、教学过程:1. 导入新课:通过生活中的实例,引发学生对物质组成和结构的好奇心,激发学生的学习兴趣。
2. 讲授新课:介绍物质的组成和结构的基本概念,讲解原子、分子、离子等基本粒子的性质和特点,分析物质的微观构成粒子及其作用。
3. 案例分析:分析生活中常见的物质实例,如水、空气等,引导学生运用物质的组成和结构知识进行解释。
4. 课堂互动:组织学生进行小组讨论,分享彼此的看法和理解,解答学生心中的疑问。
6. 布置作业:设计一些有关物质组成和结构的练习题,巩固所学知识。
六、教学评价:1. 平时成绩:包括课堂表现、作业完成情况、实验操作等方面,占总评的40%。
2. 期中考试:考查物质的组成和结构的基本概念、性质和特点,占总评的30%。
物质结构与性质教案

物质结构与性质教案一、教学目标1. 知识与技能:(1)理解物质结构的基本概念,包括原子、分子、离子等;(2)掌握不同物质结构的性质,如金属、非金属、酸、碱、盐等;(3)学会运用物质结构与性质的关系进行分析与解决问题。
2. 过程与方法:(1)通过观察、实验等方法,探究物质结构与性质的关系;(3)培养学生的实验操作能力、观察能力、思维能力。
3. 情感态度与价值观:(1)培养学生对物质世界的好奇心,激发学习兴趣;(2)培养学生的团队合作意识,学会交流与分享;(3)培养学生珍惜资源、保护环境的意识。
二、教学内容第一章:物质结构的基本概念1.1 物质与物质结构1.2 原子、分子与离子1.3 元素与化合物第二章:金属结构与性质2.1 金属的电子排布2.2 金属的晶体结构2.3 金属的物理性质2.4 金属的化学性质第三章:非金属结构与性质3.1 非金属的电子排布3.2 非金属的晶体结构3.3 非金属的物理性质3.4 非金属的化学性质第四章:酸碱盐结构与性质4.1 酸的结构与性质4.2 碱的结构与性质4.3 盐的结构与性质4.4 酸碱盐之间的反应第五章:物质结构与性质的应用5.1 物质结构的判断与分析5.2 物质性质的运用与实践5.3 物质结构与性质的关系探究三、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生主动探究物质结构与性质的关系;2. 运用实验教学法,培养学生的实验操作能力和观察能力;3. 采用案例分析法,使学生能够将理论知识应用于实际问题;4. 鼓励学生开展小组讨论,培养团队合作意识和交流分享能力。
四、教学评价1. 平时成绩:包括课堂表现、作业完成情况、实验报告等;2. 单元测试:考察学生对物质结构与性质知识的掌握程度;3. 期末考试:全面评估学生对物质结构与性质的理解与应用能力。
五、教学资源1. 教材:物质结构与性质相关教材;2. 实验器材:实验室设备、化学试剂等;3. 多媒体教学资源:PPT、视频、动画等;4. 网络资源:相关学术文章、实验案例等。
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第七章物质结构基础(The Basis of Substance Structure)学习要求1.理解原子核外电子运动的特性;了解波函数表达的意义;掌握四个量子数的符号和表示的意义及其取值规律;掌握原子轨道和电子云的角度分布图。
2.掌握核外电子排布原则及方法;掌握常见元素的电子结构式;理解核外电子排布和元素周期系之间的关系;了解有效核电荷、电离能、电子亲合能、电负性、原子半径的概念。
3.理解化学键的本质、离子键与共价键的特征及它们的区别;理解键参数的意义;掌握O2和F2的分子轨道,理解成键轨道、反键轨道、键、键的概念以及杂化轨道、等性杂化、不等性杂化的概念;掌握价层电子对互斥理论。
4.了解金属键理论;理解分子间作用力的特征与性质;理解氢键的形成及对物性的影响;了解常见晶体类型、晶格结点间作用力及物性;了解离子晶体晶格能、离子极化作用对物性的影响。
在物质世界中,种类繁多的物质,其性质各不相同。
物质在不同条件下表现出来的各种性质,不论是物理性质还是化学性质,都与它们的结构有关。
在第二章,我们主要从宏观(大量分子、原子的聚集体)角度讨论了化学变化中质量、能量变化的关系,解释了为什么有的反应能自发进行而有的则不行。
而从微观的角度上看,化学变化的实质是物质的化学组成、结构发生了变化。
在化学变化中,原子核并不发生变化,而只是核外电子运动状态发生了改变。
因此要深入理解化学反应中的能量变化,阐明化学反应的本质,了解物质的结构与性质的关系,预测新物质的合成等,首先必须了解原子结构,特别是原子的电子层结构的知识以及分子结构与晶体结构的有关知识。
本章将简要介绍有关物质结构的基础知识。
核外电子的运动状态原子的组成自然界中的物体,无论是宏观的天体还是微观的分子,无论是有生命的有机体还是无生命的无机体,都是由化学元素组成的。
到上个世纪40年代,人们已发现了自然界存在的全部92种化学元素,加上用粒子加速器人工制造的化学元素,到二十世纪末总数已达111种。
物质由分子组成,分子由原子组成,原子是否还能继续分割电子、X射线、放射性现象的发现,证明了原子是可以进一步分割的。
人们对原子结构的认识,也证明了物质是无限可分的辩证唯物主义观点。
1911年卢瑟福通过粒子的散射实验提出了含核原子模型(称卢瑟福模型):原子是由带负电荷的电子与带正电荷的原子核组成。
原子是电中性的。
原子核也具有复杂的结构,它由带正电荷的质子和不带电荷的中子组成。
电子、质子、中子等称为基本粒子。
原子很小,基本粒子更小,但是它们都有确定的质量与电荷,如表7-1所示。
表7-1 一些基本粒子的性质基本粒子 符号 m /kg m /u ① Q /C Q /e ②质子 p 1027 + 1019 +1 中子 n 1027 0 0 电子e103110191电子质量相对于中子、质子要小得多,如果忽略不计,原子相对质量的整数部分就等于质子相对质量(取整数)与中子相对质量(取整数)之和,这个数值叫做质量数,用符号A 表示,中子数用符号N 表示,质子数用符号Z 表示,则:质量数(A ) = 质子数(Z ) + 中子数(N )核电荷数由质子数决定:核电荷数 = 质子数 = 核外电子数归纳起来,用符号X AZ 表示一个质量数为A ,质子数为Z 的原子,那么构成原子的粒子间的关系为()()()⎪⎩⎪⎨⎧⎩⎨⎧-----m 10~ m 10~10 m)10X)(~(15141610个核外电子个中子个质子原子核原子Z Z A Z AZ原子、原子核和电子都很小,括号内的数据是它们的直径。
具有一定数目的质子和中子的原子称为核素,即具有一定的原子核的元素。
具有相同质子数的同一类原子总称为元素。
同一元素的不同核素互称同位素。
例如氢元素有H 11(氕)、H 21(氘)、H 31(氚)3种同位素,氘、氚是制造氢弹的材料。
元素铀(U)有U 23492、U 23592、U 23892三种同位素,U 23592是制造原子弹的材料和核反应堆的燃料。
微观粒子(电子)的运动特征与宏观物体相比,分子、原子、电子等物质称为微观粒子。
微观粒子的运动规律有别于宏观物体,有其自身特有的运动特征和规律,即波粒二象性,体现在量子化及统计性。
1. 微观粒子的波粒二象性光的波粒二象性 关于光的本质,是波还是微粒的问题,在1718世纪一直争论不休。
光的干涉、衍射现象表现出光的波动性,而光压、光电效应则表现出光的粒子性,说明光既具有波的性质又具有微粒的性质,称为光的波粒二象性(wave-particle dualism)。
根据爱因斯坦①u 为原子质量单位, u = 1027 kg 。
②e 为元电荷,一个质子所带的电荷。
提出的质能联系定律:E = mc2 (7-1)式中c为光速c=108ms–1。
光子具有运动质量,光子的能量与光波的频率成正比:E = h (7-2)式中比例常数h现在称普朗克常量,h = 1034Js。
结合(7-1)、(7-2)两式及c = (7-3)光的波粒二象性可表示为:mc=E/c= h/cp =h /(7-4)其中p为光子的动量。
德布罗依波1924年法国物理学家德布罗依Broglia)在光的波粒二象性启发下,大胆假设微观离子的波粒二象性是一种具有普遍意义的现象。
它认为不仅光具有波粒二象性,所有微观离子,如电子、原子等实物粒子也具有波粒二象性,并预言高速运动的微观离子(如电子等)其波长为= h/p =h/mv (7-5)式中m是粒子的质量,v是粒子的运动速度,p是粒子的动量。
(7-5)式即为有名的德布罗依关系式,虽然它形式上与(7-4)式爱因斯坦的关系式相同,但必须指出,将波粒二象性的概念从光子应用于微观离子,当时还是一个全新的假设。
这种实物微粒所具有的波称为德布罗依波(也叫物质波)。
三年后,即1927年,德布罗依的大胆假设即为戴维逊(Davisson C J)和盖革(Geiger H)的电子衍射实验所证实。
图7-1是电子衍射实验的示意图,他们发现,当经过电位差加速的电子束入射到镍单晶上,观察散射电子束的强度和散射角的关系,结果得到完全类似于单色光通过小圆孔那样的衍射图像。
从实验所得的衍射图,可以计算电子波的波长,结果表明动量p 与波长之间的关系完全符合德布罗依关系式(7-5)式,说明德布罗依的关系式是正确的。
电子衍射实验表明:一个动量为p能量为E的微观粒子,在运动时表现为一个波长为=h/mv、频率为v = E/h的沿微粒运动方向传播的波(物质波)。
因此,电子等实物粒子也具有波粒二象性。
图7-1 电子衍射实验示意图例7-1 电子的质量为1031kg,当在电位差为1V的电场中运动速度达6105ms1时,其波长为多少解:根据(7-5)式m1021.1s m 106.00kg 1011.9s m kg 10626.6915311234ee -----⨯=⋅⨯⨯⨯⋅⋅⨯=⋅=v m h λ①该电子波长与X 射线的波长相当,能从实验测定。
实验进一步证明,不仅电子,其他如质子、中子、原子等一切微观离子均具有波动性,都符合(7-5)式的关系。
由此可见,波粒二象性是微观离子运动的特征。
因而描述微观粒子的运动不能用经典的牛顿力学,而必须用描述微观世界的量子力学。
2. 量子化氢原子光谱 太阳或白炽灯发出的白光,通过三角棱镜的分光作用,可分出红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等波长的光谱,这种光谱叫连续光谱(continuous spectrum)。
而象气体原子(离子)受激发后则产生不同种类的光线,这种光经过三角棱镜分光后,得到分立的、彼此间隔的线状光谱(line spectrum),或称原子光谱(atomic spectrum)。
相对于连续光谱,原子光谱为不连续光谱(uncontinuous spectrum)。
任何原子被激发后都能产生原子光谱,光谱中每条谱线表征光的相应波长和频率。
不同的原子有各自不同的特征光谱。
氢原子光谱是最简单的原子光谱。
例如氢原子光谱中从红外区到紫外区,呈现多条具有特征频率的谱线。
1913年,瑞典物理学家里德堡仔细测定了氢原子光谱可见光区各谱线的频率,找出了能概括谱线之间普遍关系的公式,里德堡公式:= R ⎪⎭⎫⎝⎛-222111n n (7-6) (7-6)式中n 1、n 2为正整数,且n 2 > n 1,R = 1015s 1,称里德堡常量。
在可见光区②(波长 = 400700nm )有4条颜色不同的亮线,见图7-2。
当把n 1 = 2 ,n 2 = 3、4、5、6,分别代入(7-6)式,可算出可见光区4条谱线的频率。
如n 2 = 3时,① 1J=1kgm 2s 2②氢原子光谱有紫外区的莱曼(Lyman)系,可见光区的巴尔末(Balmer)系,近红外的帕邢(Paschen)系和远红外的布拉开(Brackett)和普丰德(Pfund)系,按发现者的姓氏命名。
图7-2 氢原子光谱红 绿 蓝 紫H H H H/109m /1015s 1= 1015⎪⎪⎭⎫⎝⎛-223121 s 1 = 1015 s 1 νλc=8191512.99810m s 656 10m = 656nm 0.45710s ---⨯⋅⋅==⨯⨯(H 线) 当n 1 = 1,n 2 1 或n 1 = 3,n 2 3时,可分别求得氢原子在紫外区和红外区的谱线的频率。
量子化 氢原子光谱为何符合里德堡公式显然氢原子光谱与氢原子的电子运动状态之间存在着内在的联系。
1913年丹麦物理学家玻尔在他的原子模型(称玻尔模型)中指出: 氢原子中,电子可处于多种稳定的能量状态(这些状态叫定态),每一种可能存在的定态,其能量大小必须满足218110179.2n E n -⨯-=J ①(7-7) 式中负号表示核对电子的吸引,n 为任意正整数1,2,3…,n = 1即氢原子处于能量最低的状态(称基态),其余为激发态。
n 值愈大,表示电子离核愈远,能量就愈高。
n = 时,意即电子不再受原子核产生的势场的吸引,离核而去,这一过程叫电离。
n 值的大小表示氢原子的能级高低。
电子处于定态时的原子并不辐射能量,电子由一种定态(能级)跃迁到另一种定态(能级),在此过程中以电磁波的形式放出或吸收辐射能(h ),辐射能的频率取决于两定态能级之间的能量之差:E = h (7-8)由高能态跃迁到低能态(E 0)则放出辐射能,反之,则吸收辐射能。
氢原子能级与氢原子光谱之间关系见图7-3。
玻尔还求得氢原子基态时电子离核距离 r = pm ,通常称为玻尔半径,以a o 表示。
由上所述及图7-3可知,原子中电子的能量状态不是任意的,而是有一定条件的,它具有微小而分立的能量单位——量子(quantum)(h )。
也就是说,物质吸收或放出能量就象物质微①玻尔模型中把完全脱离原子核的电子的能量定为零,即E =0J 。