分子电子学的物理化学基础课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,21、没有人陪你走一辈子，所以你要适应孤独，没有人会帮你一辈子，所以你要奋斗一生。,22、当眼泪流尽的时候，留下的应该是坚强。,23、要改变命运，首先改变自己。,24、勇气很有理由被当作人类德性之首，因为这种德性保证了所有其余的德性。-温斯顿丘吉尔。,25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的，它只是让人们的脚放上一段时间，以便让别一只脚能够再往上登。,分子电子学的物理化学基础,分子电子学的物理化学基础21、没有人陪你走一辈子，所以你要适应孤独，没有人会帮你一辈子，所以你要奋斗一生。,22、当眼泪流尽的时候，留下的应该是坚强。,23、要改变命运，首先改变自己。,24、勇气很有理由被当作人类德性之首，因为这种德性保证了所有其余的德性。-温斯顿丘吉尔。,25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的，它只是让人们的脚放上一段时间，以便让别一只脚能够再往上登。分子电子学的物理化学基础分子电子学的物理和化学基础,主要内容:,分子结构的量子理论基础,分子间的相互作用,分子的电子转移和能量转移,分子结构的计算机模拟,分子结构的量子理论基础,、玻尔理论,1.氢原子光谱,近代原子结构理论的研究和确立都是从氢原子光谱开始的,只装有低压H的放电管,通过高压电流,氢原子被激发后所发,出的光经过分光镜。在可见、紫外、红外光区可得到一系列按波长,次序排列的不连续的线状光谱,即氢原子光谱。(如下图)。而日,光通过分光镜得到连续的带状光谱。,装外区,可见光区,红外区,H“,正,H E,.0斗10,斗3斗,21、没有人陪你走一辈子，所以你要适应孤独，没有人会帮你一辈,1,分子电子学的物理和化学基础,主要内容:,分子结构的量子理论基础,分子间的相互作用,分子的电子转移和能量转移,分子结构的计算机模拟,分子电子学的物理和化学基础,2,分子结构的量子理论基础,、玻尔理论,1.氢原子光谱,近代原子结构理论的研究和确立都是从氢原子光谱开始的,只装有低压H的放电管,通过高压电流,氢原子被激发后所发,出的光经过分光镜。在可见、紫外、红外光区可得到一系列按波长,次序排列的不连续的线状光谱,即氢原子光谱。(如下图)。而日,光通过分光镜得到连续的带状光谱。,装外区,可见光区,红外区,H“,正,H E,.0斗10,斗3斗,分子结构的量子理论基础,3,【特征】不连续的线状光谱:从红外区到紫外区呈现多条具有,特征波长的谱线,2从长波到短波,H至H等谱线间的距离越来越小(n越来,越大)表现出明显的规律性。,频率,=R(1-1),(n=3,4,5,),式中R为里德堡常数。而且某一瞬间一个氢原子只能放出一条谱,线,许多氢原子才能放出不同的谱线。,为什么氢原子光谱是不连续的线状光谱?按照麦克斯威的电磁理,论,绕核运动的电子应不停地连续地辐射电磁波,得到连续光谱;,由于电磁波的辐射,电子的能量将逐渐减小,最终会落到带正电的,核上。可事实上,原子稳定的存在着。为解决这一问题,1913年,年轻的丹麦物理学家玻尔,吸收了量子论的思想,建立了玻尔原子,模型,即玻尔理论。,【特征】不连续的线状光谱:从红外区到紫外区呈现多条具有,4,2玻尔理论,1).电子只能在符合一定条件的轨道(能量不随时间而变)上,运动,不吸收也不放出能量(解释原子的稳定性)。,2).不同的轨道有不同的能量,轨道的能量是量子化的,电子,的能量也是量子化的。所谓量子化,即不连续。(“连续”和,不,连续”是看量的变化有没有一个最小单位,如长度、时间没有最,小单位,量的变化是连续的,电量的最小单位是一个电子的电,量,电量的变化是不连续的。)在一定的轨道上电子具有一定,的能量电子运动时所处的能量状态称为能级。电子尽可能在距,核较近3能量最低的轨道上运动,这时原子处于基态。,En,3)电子只有截轼间跃树收和放出能量。,基态,从激发态回到基态释放光能,形成原子光谱中的谱线,谱线频,率和能量的关系为:V,E=E,一E1=h,2玻尔理论,5,玻尔理论评述玻尔理论在经典力学中人为地引入了量,子化条件,成功地解释了原子的稳定性和氢原子的线状光,同时提出了能级的概念。但对多电子原子光谱无法解,释,对氢原子的精细光谱也无法解释。更不能用于研究化,学键的形成。这说明微观粒子的运动有它自己的运动特征,和规律,不符合经典力学规律。,玻尔理论评述玻尔理论在经典力学中人为地引入了量,6,二、原子的量子力学模型,1微观粒子的波粒二象性,1).德布罗意波,.1905年,爱因斯坦提出“光子学说”,成功解释了光电效应,只有当光的频率超过某一临界频率,电子才能发射,光电效应说明:光不仅有波动性(衍射、干涉等,有波动特征,可用入,或描述)而且有粒子性(可用动量描述),具有波粒二象性,E=hv,P,二、原子的量子力学模型,7,.1924年法国物理学家德布罗意预言:假如光有二象性那么微观粒子在某些,凊况下,也能呈现波动性。他指出,具有质量m、运动速度v的粒子,相应的波长可,以由下式求出,p mv,引】由上式可以计算出电子的波长,一个m=911103kg,其速度,=10,则,66310j5,0.72810m,91110kg,这一数值与晶体中原子间隔有近似的数量级,由于晶体可以使光发生衍射,因,此可以设想能用测定X射线衍射的实验来得到电子的衍射图样以此证明电子的波,动性。,.1924年法国物理学家德布罗意预言:假如光有二象性那么微,8,.1927年,戴维森和革尔麦用已知能量的电子在晶体上的衍射实,验证明了德布罗意的预言。用一束电子经过金属箔时,得到与x射线,相象的衍射图样,电于們射友生器,bsr,金浴,电于斫附装豆示涨图,.1927年,戴维森和革尔麦用已知能量的电子在晶体上的衍射,9,2)测不准原理,经典力学中,人们能同时准确测定宏观粒子的位置和动量(或速度),例如,人造卫星、炮弹发射等,但不可能同时准确测定微观粒子的位置和动量(或,速度)。,1927年,海森堡提出了测不准关系:,h,日xp,或xP,2兀,位置不准量,口p动量不准量,由从上式可以看出:,位置测得越准,则动量或速度测得越不准,反之亦然。,粒子质量(m)越大,则和越小,即粒子的位置和速度的准确度就越大,所以宏观物体能够同时准确测定位置和速度。,2)测不准原理,10,2核外电子运动的近代描述,1).薛定谔方程,1926年奥地利物理学家薛定谔根据波粒二象性的概念,提出了描述微观粒子运,动状态的方程式,称为薛定谔方程,这个二阶偏微分方程如下,a-y ay. ay &T,Ox,0=(4-3)e,式中:E总能量V势能表示原子核对电子的吸引能m电子的质量,y波函数,h普朗克常数,x,y,空间坐标,解方程可求得和E.,将直角坐标变换为球坐标,用变分法解得波函数的一般形式,Ynm(r, 0, )=R,(r).Y,其中,R(r)是波函数的径向部分,叫径向波函数,它只随电子离核的距离r,而变化,含有n,I两个量子数;Y(0,q)是波函数的角度部分,叫角度波函数,它随角度(0,q)变化,含有1,m两个量子数,2核外电子运动的近代描述,11,分子电子学的物理化学基础课件,12,分子电子学的物理化学基础课件,13,分子电子学的物理化学基础课件,14,分子电子学的物理化学基础课件,15,分子电子学的物理化学基础课件,16,分子电子学的物理化学基础课件,17,分子电子学的物理化学基础课件,18,分子电子学的物理化学基础课件,19,分子电子学的物理化学基础课件,20,分子电子学的物理化学基础课件,21,分子电子学的物理化学基础课件,22,分子电子学的物理化学基础课件,23,分子电子学的物理化学基础课件,24,分子电子学的物理化学基础课件,25,分子电子学的物理化学基础课件,26,分子电子学的物理化学基础课件,27,分子电子学的物理化学基础课件,28,分子电子学的物理化学基础课件,29,分子电子学的物理化学基础课件,30,分子电子学的物理化学基础课件,31,分子电子学的物理化学基础课件,32,分子电子学的物理化学基础课件,33,分子电子学的物理化学基础课件,34,分子电子学的物理化学基础课件,35,分子电子学的物理化学基础课件,36,分子电子学的物理化学基础课件,37,分子电子学的物理化学基础课件,38,分子电子学的物理化学基础课件,39,分子电子学的物理化学基础课件,40,分子电子学的物理化学基础课件,41,分子电子学的物理化学基础课件,42,分子电子学的物理化学基础课件,43,分子电子学的物理化学基础课件,44,分子电子学的物理化学基础课件,45,分子电子学的物理化学基础课件,46,分子电子学的物理化学基础课件,47,分子电子学的物理化学基础课件,48,分子电子学的物理化学基础课件,49,分子电子学的物理化学基础课件,50,分子电子学的物理化学基础课件,51,分子电子学的物理化学基础课件,52,分子电子学的物理化学基础课件,53,分子电子学的物理化学基础课件,54,分子电子学的物理化学基础课件,55,分子电子学的物理化学基础课件,56,分子电子学的物理化学基础课件,57,分子电子学的物理化学基础课件,58,分子电子学的物理化学基础课件,59,分子电子学的物理化学基础课件,60,分子电子学的物理化学基础课件,61,分子电子学的物理化学基础课件,62,分子电子学的物理化学基础课件,63,分子电子学的物理化学基础课件,64,分子电子学的物理化学基础课件,65,分子电子学的物理化学基础课件,66,分子电子学的物理化学基础课件,67,分子电子学的物理化学基础课件,68,分子电子学的物理化学基础课件,69,分子电子学的物理化学基础课件,70,分子电子学的物理化学基础课件,71,分子电子学的物理化学基础课件,72,分子电子学的物理化学基础课件,73,分子电子学的物理化学基础课件,74,分子电子学的物理化学基础课件,75,分子电子学的物理化学基础课件,76,分子电子学的物理化学基础课件,77,分子电子学的物理化学基础课件,78,分子电子学的物理化学基础课件,79,分子电子学的物理化学基础课件,80,分子电子学的物理化学基础课件,81,分子电子学的物理化学基础课件,82,分子电子学的物理化学基础课件,83,分子电子学的物理化学基础课件,84,分子电子学的物理化学基础课件,85,分子电子学的物理化学基础课件,86,分子电子学的物理化学基础课件,87,分子电子学的物理化学基础课件,88,分子电子学的物理化学基础课件,89,分子电子学的物理化学基础课件,90,分子电子学的物理化学基础课件,91,分子电子学的物理化学基础课件,92,分子电子学的物理化学基础课件,93,分子电子学的物理化学基础课件,94,分子电子学的物理化学基础课件,95,分子电子学的物理化学基础课件,96,分子电子学的物理化学基础课件,97,分子电子学的物理化学基础课件,98,分子电子学的物理化学基础课件,99,分子电子学的物理化学基础课件,100,分子电子学的物理化学基础课件,101,分子电子学的物理化学基础课件,102,分子电子学的物理化学基础课件,103,分子电子学的物理化学基础课件,104,分子电子学的物理化学基础课件,105,分子电子学的物理化学基础课件,106,分子电子学的物理化学基础课件,107,分子电子学的物理化学基础课件,108,分子电子学的物理化学基础课件,109,分子电子学的物理化学基础课件,110,分子电子学的物理化学基础课件,111,分子电子学的物理化学基础课件,112,31,、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。,黑格尔,32,、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。,普列姆昌德,33,、希望是人生的乳母。,科策布,34,、形成天才的决定因素应该是勤奋。,郭沫若,35,、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。,洛克,31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里,113,