MTSD@UPC 第三章 原子结构和原子光谱 任浩 材料物理系 renh @upc.edu.cn 2022/3/24 材料化学系：结构化学 1
MTSD@UPC 第三章 原子结构和原子光谱 任浩 材料物理系 renh@upc.edu.cn 2022/3/24 材料化学系：结构化学 1
MTSD@UPC 第一节类氢原子 ·使用量子力学描述原子的电子结构 ·原子是化学研究的最小单元，其结构和性质是各类物 质具有其特殊性质的基础 ·原子结构提供了描述分子及更复杂体系的结构和性质 的基本概念 ·主要内容 ·类氢原子（只有一个电子的原子或离子） ·多电子原子 ·原子光谱 2022/3/24 材料化学系：结构化学 2
MTSD@UPC • 使用量子力学描述原子的电子结构 • 原子是化学研究的最小单元，其结构和性质是各类物 质具有其特殊性质的基础 • 原子结构提供了描述分子及更复杂体系的结构和性质 的基本概念 • 主要内容 • 类氢原子（只有一个电子的原子或离子） • 多电子原子 • 原子光谱 2022/3/24 材料化学系：结构化学 2 第一节 类氢原子
MTSD@UPC 第一节类氢原子 ·类氢(hydrogenic)原子 ·最简单的原子类型 ·只有一个电子，在原子核形成的势场中运动 ·如H,He+,Li2+,O7+,U91+,… ·Schrodinger方程具有精确解析解 ·提供了描述多电子原子及更复杂体系的基本概念 ·原子轨道 ·壳层 ●·。。 2022/3/24 材料化学系：结构化学 3
MTSD@UPC • 类氢（hydrogenic）原子 • 最简单的原子类型 • 只有一个电子，在原子核形成的势场中运动 • 如 H, He+, Li2+, O7+, U91+, … • Schrödinger方程具有精确解析解 • 提供了描述多电子原子及更复杂体系的基本概念 • 原子轨道 • 壳层 • …… 2022/3/24 材料化学系：结构化学 3 第一节 类氢原子
MTSD@UPC 第一节类氢原子 一百年前的实验事实 。 氢气分子电离后形成的激发态H原子会发光，表现为一系 列谱线 ·1890,Rydberg 立=RHn Visible n Wavelength,/nm 月品日昌 Rydberg常数：109677cm-1 n1=1:Lyman谱系 Balmer Lyman n1=2:Balmer谱系 n1=3:Paschen谱系 Paschen Brackett 2022/3/24 材料化学系：结构化学 4
MTSD@UPC • 氢气分子电离后形成的激发态H原子会发光，表现为一系 列谱线 • 1890，Rydberg 2022/3/24 材料化学系：结构化学 4 第一节 类氢原子 一百年前的实验事实 Rydberg 常数：109677 𝑐𝑚−1 𝑛1 = 1：Lyman 谱系 𝑛1 = 2：Balmer 谱系 𝑛1 = 3：Paschen 谱系
MTSD@UPC 第一节类氢原子 一百年前的实验事实 ·1890,Rydberg =(》 ·每条谱线可以写作两项之差，每项写作：Tn= n2 ·R忆组合原理：任意原子的任意一条谱线的波数均可写为 两项之差：ù=T1一T2→原子的能量是量子化的 ·本章的任务： ·原子的能量为何是量子化的？ ·原子能级是多少？ ·RH的数值是怎么来的？ 2022/3/24 材料化学系：结构化学 5
MTSD@UPC 2022/3/24 材料化学系：结构化学 5 第一节 类氢原子 一百年前的实验事实 • 1890，Rydberg • 每条谱线可以写作两项之差，每项写作：𝑇𝑛 = 𝑅෨𝐻 𝑛2 • Ritz 组合原理：任意原子的任意一条谱线的波数均可写为 两项之差： ➔ 原子的能量是量子化的 • 本章的任务： • 原子的能量为何是量子化的？ • 原子能级是多少？ • 的数值是怎么来的？