绪 言

1. 绪 言 • 结构化学的研究范围 • 结构化学的主要内容 • 结构化学的发展历程 • 结构化学的学习方法

2. 结构化学的研究范围 ♥ 原子、分子和晶体的微观结构 ♥ 原子和分子的运动规律 ♥ 物质的结构与性能间的关系

3. 决定 反映 结构化学的主要内容 • 微观粒子运动所遵循的量子力学规律 ·原子结构（原子中电子的分布和能级） ·分子结构（化学键的性质和分子的能量状态） ·晶体结构（晶胞中分子的堆垛） ·实验方法（IR、NMR、UPS、XPS、XRD） ·结构与性能的关系（结构 性能）

4. 结构化学的发展历程 ▲利用现代技术不断武装自己 采用电子技术、计算机、单晶衍射、多晶衍射、原子光谱、 分子光谱、核磁共振等现代手段，积累了大量结构数据，为归纳总结结构化学的规律和原理作基础； ▲运用规律和理论指导化学实践 将结构和性能联系起来，用以设计合成路线、改进产品质量、开拓产品用途。

5. 结构化学的学习方法 ★培养目标 用微观结构的观点和方法分析、解决化学问题 ★学习方法 ♥把握重点（原理、概念、方法） ♥重视实验方法（衍射法、光谱法、磁共振法） ♥结构与性能间的关系

6. 第一章 量子力学基础知识 （课堂讲授8学时） 1 . 微观粒子的运动特征 2 . 量子力学基本假设 3 . 算符、本征方程及其解 4 . 势箱中自由粒子的薛定谔 方程及其解

7. 教学目标 学习要点 学时安排 第一章 量子力学基础 了解微观粒子的波粒二象性，掌握量子力学的基本假设，并能用薛定谔方程处理简单体系。 ⑴. 用测不准原理区分微观粒子与宏观物体﹐掌握微观粒子的波粒二象性。⑵.掌握量子力学基本假设：用波函数描述微观粒子状态；用算符表示物理量；用本征方程求解微观粒子运动规律；状态函数满足态叠加原理；Pauli不相容原理。⑶. 掌握势箱中自由粒子的运动状态（波函数、能量）。 学时----- 8学时

8. 第一章 量子力学基础知识 第一节 微观粒子的运动特征 ☆ 经典物理学遇到了难题 19世纪末，物理学理论（经典物理学）已相当完善： ◆Newton力学 ◆Maxwell电磁场理论 ◆Gibbs热力学 ◆Boltzmann统计物理学 上述理论可解释当时常见物理现象，但也发现了解释不了的新现象。而恰恰是这几个实验为我们打开了一扇通向微观世界的大门。 “物理学上空的两朵乌云”•••••• -------- W. Thomson(开尔文勋爵）

9. 1. 黑体辐射与能量量子化 Wien（维恩）曲线 能量 Rayleigh-Jeans（瑞利－金斯）曲线 实验曲线 黑体辐射能量分布曲线 波长 黑体：能全部吸收外来电磁波的物体。黑色物体或开一小孔的空心金属球近似于黑体。 黑体辐射：加热时，黑体能辐射出各种波长电磁波的现象。 ★经典理论与实验事实间的矛盾： 按经典理论只能得出能量随波长单调变化的曲线： Rayleigh-Jeans把分子物理学中能量按自由度均分原则用到电磁辐射上，按其公式计算所得结果在长波处比较接近实验曲线。 Wien假定辐射波长的分布与Maxwell分子速度分布类似，计算结果在短波处与实验较接近。 经典理论无论如何也得不出这种有极大值的曲线。

10. 黑体辐射 以上现象不能用经典理论来解释，后来，1900年Plank提出的能量量子化公式: 其计算得到的Eν值与实验观察到的黑体辐射非常吻合。能量量子化：黑体辐射频率为v的能量，其数值是不连续的，只能是hν的整数倍，即能量量子化。 h=6.626×10-34 J·s

11. Plank

12. The Nobel Prize in Physics 1918 "for their theories, developed independently, concerning the course of chemical reactions" Max Karl Ernst LudwigPlanck Germany Berlin University Berlin, Germany 1858 - 1947 普朗克

13. 普朗克 普朗克 1858年4月23日出生于德国基尔。1874—1879年先后在慕尼黑大学、柏林大学就读，并获得博士学位。1880—1926年先后在慕尼黑大学、基尔大学、柏林大学任教，1926年被选为英国皇家学会会员，1947年10月逝世于哥廷根。 主要成就：1900年提出量子假说，为了解释黑体辐射现象，他提出粒子能量永远是hv 的整数倍，E=n hν，其中ν是辐射频率，h为新的物理常数，后人称为普朗克常数，这一创造性的工作使他成为量子理论的奠基者，在物理学发展史上具有划时代的意义。他第一次提出辐射能量的不连续性，著名科学家爱因斯坦接受并补充了这一理论，以此发展自己的相对论，波尔也曾用这一理论解释原子结构。 量子假说使普朗克获得1918年诺贝尔物理奖。 1918年获诺贝尔 物理奖 M.(Mar Karl Ernst Ludwig Planck (1858—1947)

14. 普朗克，M.（Max Planck 1858～1947） 一、生平简介普朗克，M.（Max Planck 1858～1947）近代伟大的德国物理学家，量子论的奠基人。1858年4月23日生于基尔。1867年，其父民法学教授J.W.von普朗克应慕尼黑大学的聘请任教，从而举家迁往慕尼黑。普朗克在慕尼黑度过了少年时期，1874年入慕尼黑大学。1877～1878年间，去柏林大学听过数学家K.外尔斯特拉斯和物理学家H.von亥姆霍兹和G.R.基尔霍夫的讲课。普朗克晚年回忆这段经历时说，这两位物理学家的人品和治学态度对他有深刻影响，但他们的讲课却不能吸引他。在柏林期间，普朗克认真自学了R.克劳修斯的主要著作《力学的热理论》，使他立志去寻找象热力学定律那样具有普遍性的规律。1879年普朗克在慕尼黑大学得博士学位后，先后在慕尼黑大学和基尔大学任教。1888年基尔霍夫逝世后，柏林大学任命他为基尔霍夫的继任人（先任副教授，1892年后任教授）和理论物理学研究所主任。1900年，他在黑体辐射研究中引入能量量子。由于这一发现对物理学的发展作出的贡献，他获得1918年诺贝尔物理学奖。

15. 自20世纪20年代以来，普朗克成了德国科学界的中心人物，与当时德国以及国外的知名物理学家都有着密切联系。1918年被选为英国皇家学会会员，1930～1937年他担任威廉皇帝协会会长。在那时期，柏林、哥廷根、慕尼黑、莱比锡等大学成为世界科学的中心，是同普朗克、W.能斯脱、A.索末菲等人的努力分不开的。在纳粹攫取德国政权后，以一个科学家对科学、对祖国的满腔热情与纳粹分子展开了，为捍卫科学的尊严而斗争。1947年10月4日在哥廷根逝世。自20世纪20年代以来，普朗克成了德国科学界的中心人物，与当时德国以及国外的知名物理学家都有着密切联系。1918年被选为英国皇家学会会员，1930～1937年他担任威廉皇帝协会会长。在那时期，柏林、哥廷根、慕尼黑、莱比锡等大学成为世界科学的中心，是同普朗克、W.能斯脱、A.索末菲等人的努力分不开的。在纳粹攫取德国政权后，以一个科学家对科学、对祖国的满腔热情与纳粹分子展开了，为捍卫科学的尊严而斗争。1947年10月4日在哥廷根逝世。 二、科学成就 1.普朗克早期的研究领域主要是热力学。他的博士论文就是《论热力学的第二定律》。此后，他从热力学的观点对物质的聚集态的变化、气体与溶液理论等进行了研究。 2.提出能量子概念 普朗克在物理学上最主要的成就是提出著名的普朗克辐射公式，创立能量子概念。

16. 19世纪末，人们用经典物理学解释黑体辐射实验的时候，出现了著名的所谓“紫外灾难”。虽然瑞利、金斯（1877—1946）和维恩（1864—1928）分别提出了两个公式，企图弄清黑体辐射的规律，但是和实验相比，瑞利-金斯公式只在低频范围符合，而维恩公式只在高频范围符合。普朗克从1896年开始对热辐射进行了系统的研究。他经过几年艰苦努力，终于导出了一个和实验相符的公式。他于1900年10月下旬在《德国物理学会通报》上发表一篇只有三页纸的论文，题目是《论维恩光谱方程的完善》，第一次提出了黑体辐射公式。12月14日，在德国物理学会的例会上，普朗克作了《论正常光谱中的能量分布》的报告。在这个报告中，他激动地阐述了自己最惊人的发现。他说，为了从理论上得出正确的辐射公式，必须假定物质辐射（或吸收）的能量不是连续地、而是一份一份地进行的，只能取某个最小数值的整数倍。这个最小数值就叫能量子，辐射频率是ν的能量的最小数值ε=hν。其中h，普朗克当时把它叫做基本作用量子，现在叫做普朗克常数。普朗克常数是现代物理学中最重要的物理常数，它标志着物理学从“经典幼虫”变成“现代蝴蝶”。1906年普朗克在《热辐射讲义》一书中，系统地总结了他的工作，为开辟探索微观物质运动规律新途径提供了重要的基础。

17. 三、趣闻轶事 1.启蒙老师 普朗克走上研究自然科学的道路，在很大程度上应该归功于一个名叫缪勒的中学老师。普朗克童年时期爱好音乐，又爱好文学。后来他听了缪勒讲的一个动人故事：一个建筑工匠花了很大的力气把砖搬到屋顶上，工匠做的功并没有消失，而是变成能量贮存下来了；一旦砖块因为风化松动掉下来，砸在别人头上或者东西上面，能量又会被释放出来，……这个能量守恒定律的故事给普朗克留下了终生难忘的印象，不但使他的爱好转向自然科学，而且成为他以后研究工作的基础之一。 2.“普朗克行星” 普朗克进入科学殿堂以后，无论遇到什么困难，都没有动摇过他献身于科学的决心。他的家庭相继发生过许多不幸：1909年妻子去世，1916年儿子在第一次世界大战中战死，1917年和1919年两个女儿先后都死于难产，1944年长子被希特勒处死。但是普朗克总是用奋发忘我的工作抑制自己的感情和悲痛，为科学做出了一个又一个重要的贡献。

18. 他一生发表了215篇研究论文和7部著作，其中包括1959年所著的《物理学中的哲学》一书。他一生发表了215篇研究论文和7部著作，其中包括1959年所著的《物理学中的哲学》一书。 在普朗克诞辰80周年的庆祝会上，人们“赠给”他一个小行星，并命名为“普朗克行星”。1946年他虽然体弱，但却非常高兴地出席了皇家学会的纪念牛顿的集会。 3.墓碑号刻着他的名和h的值 普朗克为人谦虚，作风严谨。在1918年4月德国物理学会庆贺他60寿辰的纪念会上，普朗克致答词说：“试想有一位矿工，他竭尽全力地进行贵重矿石的勘探，有一次他找到了天然金矿脉，而且在进一步研究中发现它是无价之宝，比先前可能设想的还要贵重无数倍。假如不是他自己碰上这个宝藏，那么无疑地，他的同事也会很快地、幸运地碰上它的。”这当然是普朗克的谦虚。洛仑兹在评论普朗克关于能量子这个大胆假设的时候所说的话，才道出了问题的本质。他说：“我们一定不要忘记，这样灵感观念的好运气，只有那些刻苦工作和深入思考的人才能得到。”

19. 1947年10月3日，普朗克在哥廷根病逝，终年89岁。德国政府为了纪念这位伟大的物理学家，把威廉皇家研究所改名叫普朗克研究所。1947年10月3日，普朗克在哥廷根病逝，终年89岁。德国政府为了纪念这位伟大的物理学家，把威廉皇家研究所改名叫普朗克研究所。 普朗克的墓在哥庭根市公墓内，其标志是一块简单的矩形石碑，上面只刻着他的名字，下角写着： h=6.62×10－27尔格·秒。

20. 光电效应示意图

21. 1.1.2 光电效应和光子学说 1.只有当照射光的频率超过某个最小频率（即临阈频率）时，金属才能发射光电子，不同金属的临阈频率不同。 2.随着光强的增加，发射的电子数也增加，但不影响光电子的动能。 3.增加光的频率，光电子的动能也随之增加。

22. 光照射在金属表面时，将有电子从表面逸出，使人惊奇的是逸出的电子的动能与光的强度无关，但却以非常简单的方式依赖于频率。当我们增大光的强度，只增加了单位时间内发射的电子数。但不会增加电子的能量。1905年，爱因斯坦对此作出解释，按照这个解释，一束单色光的能量是一份份到来的，每份的大小为hv（v为频率），每个电子的动能为入射光子的一份能量扣去表面逸出功W:光照射在金属表面时，将有电子从表面逸出，使人惊奇的是逸出的电子的动能与光的强度无关，但却以非常简单的方式依赖于频率。当我们增大光的强度，只增加了单位时间内发射的电子数。但不会增加电子的能量。1905年，爱因斯坦对此作出解释，按照这个解释，一束单色光的能量是一份份到来的，每份的大小为hv（v为频率），每个电子的动能为入射光子的一份能量扣去表面逸出功W: E= hv－ W

23. 光电效应和光子学说 1905年，Einstein提出光子学说，圆满地解释了光电效应。光子学说的内容如下： (1).光是一束光子流，每一种频率的光的能量都有一个最小单位，称为光子，光子的能量与光子的频率成正比，即 式中h为Planck常数，ν为光子的频率。 (2).光子不但有能量，还有质量(m)，但光子的静止质量为零。按相对论的质能联系定律,ε=mc2,光子的质量为 m = hν／c2 所以不同频率的光子有不同的质量。

24. 光电效应和光子学说 (3).光子具有一定的动量(p) P = mc = hν/c = h／λ 光子有动量在光压实验中得到了证实。 (4).光的强度取决于单位体积内光子的数目，即光子密度。 将频率为ν的光照射到金属上，当金属中的一个电子受到一个光子撞击时，产生光电效应，光子消失，并把它的能量hν转移给电子。电子吸收的能量，一部分用于克服金属对它的束缚力，其余部分则表现为光电子的动能。

25. 式中W是电子逸出金属所需要的最低能量，称为脱出功，它等于hν0；Ek是光电子的动能，它等于 mv2／2，上式能解释全部实验观测结果： 当hν < W时，光子没有足够的能量使电子逸出金属，不发生光电效应。 当hν = W时，这时的频率是产生光电效应的临阈频率。 当hν > W时，从金属中发射的电子具有一定的动能，它随ν 的增加而增加，与光强无关。

26. 光电效应和光子学说 由上述可见，只有把光看成是由光子组成的光束才能解释光电效应，而只有把光看成波才能解释衍射和干涉现象。光表现出波粒二象性，即在一些场合光的行为像粒子，在另一些场合光的行为像波。粒子在空间定域，而波却不能定域。 =h，p＝h/

27. 爱因斯坦Einstein

28. Einstein

29. 爱因斯坦Einstein

30. The Nobel Prize in Physics 1921 "for their theories, developed independently, concerning the course of chemical reactions" Albert Einstein Germany and SwitzerlandKaiser-Wilhelm-Institut (now Max-Planck-Institut) für Physik Berlin-Dahlem, Germany 1879 - 1955 爱因斯坦

31. 爱因斯坦 爱因斯坦 1879年3月14日生于德国符腾堡的乌尔姆，1896——1900年就读于瑞士苏黎世联邦理工大学师范系，1902—1908年在瑞士任联邦专利局审核员，1905年获苏黎世大学博士学位，1908—1933年先后任教于波尔尼大学，苏黎世瑞士联邦理工大学，柏林大学受聘为普鲁士科学院院士。1914年一次大战爆发，他拒绝在所谓的“维护德国文化”声明上签字，震惊全世界，1933年访问美国期间，希特勒上台，残酷迫害犹太人，他的家产被抄没，著作被焚毁，并被缺席判处死刑。爱因斯坦宣布放弃德国籍，退出普鲁士科学院，迁居美国，1933—1945年 1921年获诺贝尔物理奖 A. Albert Einstein (1879—1955)

32. 人普林斯顿高等学术研究院研究员，1940年入美国籍，1955年4月18日病逝于普林斯顿。人普林斯顿高等学术研究院研究员，1940年入美国籍，1955年4月18日病逝于普林斯顿。 主要成就：他对人类科学做出的划时代贡献是创立了狭义相对论、广义相对论和量子论，揭示了空间、时间随着物质分布和运动速度而变化的关系，加深了人类对物质和运动的认识。从而被成为20世纪最伟大的科学家。1905年3月发表《关于光的产生和转化的一个启发性观点》。作为辐射量子论的开端，他采用普朗克的能量量子化观点解释了光电效应。在明确指出其基本规律的基础上，提出了场的量子化，第一次揭示了微观客体的波粒二象性。4月发表了《分子大小的新测定法》，导出了解释布朗运动的方程，并证明可用这一方程确定分子的大小。6月，发表了《论动体的电动力学》，完整得提出了等速运动下的相对性

33. 理论和空间时间的新概念。狭义相对论的提出，推翻了牛顿的绝对时空观，指出时间空间是相对的，即在惯性系统内，空间长度、时间快慢和质量大小，将随物体的运动速度而变化，从而引起物理学理论基础的重大变革。同年9月，他提出了质量m和能量E可相互转化：E=mc2，为原子能的释放和应用提供了理论依据。1913年—1916年，他发表了《广义相对论和引力理论纲要》、《广义相对论的基础》等文章，建立并深相对论，论证了自然定律在任何参照系中都可以表示为相同的数学形式；在一个小体范围内的万有引力和某一加速系统中的惯性力相互等效；万有引力的产生是由于物质存在和一定的分布状况使时间、空间性质变得不均匀。广义相对论指出空间和时间不可能离开物质而独立存在，空间的结构和性质取决于物质的分布；理论和空间时间的新概念。狭义相对论的提出，推翻了牛顿的绝对时空观，指出时间空间是相对的，即在惯性系统内，空间长度、时间快慢和质量大小，将随物体的运动速度而变化，从而引起物理学理论基础的重大变革。同年9月，他提出了质量m和能量E可相互转化：E=mc2，为原子能的释放和应用提供了理论依据。1913年—1916年，他发表了《广义相对论和引力理论纲要》、《广义相对论的基础》等文章，建立并深相对论，论证了自然定律在任何参照系中都可以表示为相同的数学形式；在一个小体范围内的万有引力和某一加速系统中的惯性力相互等效；万有引力的产生是由于物质存在和一定的分布状况使时间、空间性质变得不均匀。广义相对论指出空间和时间不可能离开物质而独立存在，空间的结构和性质取决于物质的分布；

34. 他不是欧几里德空间，而是弯曲的黎曼空间；物质间的引力，不过是空间曲率的一种表现。以此，揭示作为时间和空间的统一体的四维时空和物质的统一关系，推动物理学发展到一个新的阶段。此外，他在宇宙起源问题上也做出了巨大贡献。他根据广义相对论和运动方程做出三大预言：光线在太阳引力场中发生弯曲；水星近日点的运动规律；引力场中的光谱线向红端移动。这三大预言已被一一证实。1923年以后，他主要致力于相对论统一场论的研究，试图建立引力场和电磁场的统一理论。曾写出《统一场论》、《相对论性引力论的一种推广》、《非对称场的相对论性理论》等文章，但没有取得预期成果。 由于他对理物理的贡献，特别是他发现了光电效应的定律而获得1921年诺贝尔物理奖。

35. 爱因斯坦(1879-1955) A.爱因斯坦是20世纪最伟大的自然科学家，物理学革命的旗手。1879年3月14日生于德国乌耳姆一个经营电器作坊的小业主家庭。一年后，随全家迁居慕尼黑。父亲和叔父在那里合办一个为电站和照明系统生产电机、弧光灯和电工仪表的电器工。在任工程师的叔父等人的影响下,爱因斯坦较早地受到科学和哲学的启蒙。1894年,他的家迁到意大利米兰,继续在慕尼黑上中学的爱因斯坦因厌恶德国学校窒息自由思想的军国主义教育，自动放弃学籍和德国国籍，只身去米兰。1895年他转学到瑞士阿劳市的州立中学；1896年进苏黎世联邦工业大学师范系学习物理学，1900年毕业。

36. 由于他的落拓不羁的性格和独立思考的习惯，为教授们所不满，大学一毕业就失业，两年后才找到固定职业。1901年取得瑞士国籍。1902年被伯尔尼瑞士专利局录用为技术员，从事发明专利申请的技术鉴定工作。他利用业余时间开展科学研究，于1905年在物理学三个不同领域中取得了历史性成就，特别是狭义相对论的建立和光量子论的提出，推动了物理学理论的革命。同年,以论文《分子大小的新测定法》，取得苏黎世大学的博士学位。1908年兼任伯尔尼大学编外讲师，从此他才有缘进入学术机构工作。1909年离开专利局任苏黎世大学理论物理学副教授。1911年任布拉格德语大学理论物理学教授，1912年任母校苏黎世联邦工业大学教授。1914年，应M.普朗克和W.能斯脱的邀请，回德国任威廉皇帝物理研究所所长兼柏林大学教授，直到1933年。由于他的落拓不羁的性格和独立思考的习惯，为教授们所不满，大学一毕业就失业，两年后才找到固定职业。1901年取得瑞士国籍。1902年被伯尔尼瑞士专利局录用为技术员，从事发明专利申请的技术鉴定工作。他利用业余时间开展科学研究，于1905年在物理学三个不同领域中取得了历史性成就，特别是狭义相对论的建立和光量子论的提出，推动了物理学理论的革命。同年,以论文《分子大小的新测定法》，取得苏黎世大学的博士学位。1908年兼任伯尔尼大学编外讲师，从此他才有缘进入学术机构工作。1909年离开专利局任苏黎世大学理论物理学副教授。1911年任布拉格德语大学理论物理学教授，1912年任母校苏黎世联邦工业大学教授。1914年，应M.普朗克和W.能斯脱的邀请，回德国任威廉皇帝物理研究所所长兼柏林大学教授，直到1933年。

37. 1920年应H.A.洛伦兹和P.埃伦菲斯特（即P.厄任费斯脱）的邀请，兼任荷兰莱顿大学特邀教授。回德国不到四个月，第一次世界大战爆发，他投入公开的和地下的反战活动。他经过8年艰苦的探索,于1915年最后建成了广义相对论。他所作的光线经过太阳引力场要弯曲的预言，于1919年由英国天文学家A.S.爱丁顿等人的日全食观测结果所证实，全世界为之轰动，爱因斯坦和相对论在西方成了家喻户晓的名词，同时也招来了德国和其他国家的沙文主义者、军国主义者和排犹主义者的恶毒攻击。1933年1月纳粹攫取德国政权后,爱因斯坦是科学界首要的迫害对象，幸而当时他在美国讲学，未遭毒手。3月他回欧洲后避居比利时,9月9日发现有准备行刺他的盖世太保跟踪，星夜渡海到英国，10月转到美国普林斯顿，任新建的高级研究院教授，直至1945年退休。

38. 1940年他取得美国国籍。1939年他获悉铀核裂变及其链式反应的发现，在匈牙利物理学家L.西拉德推动下，上书罗斯福总统，建议研制原子弹，以防德国占先。第二次世界大战结束前夕，美国在日本两个城市上空投掷原子弹，爱因斯坦对此强烈不满。战后，为开展反对核战争的和平运动和反对美国国内法西斯危险，进行了不懈的斗争。1955年4月18日因主动脉瘤破裂逝世于普林斯顿。遵照他的遗嘱，不举行任何丧礼，不筑坟墓，不立纪念碑，骨灰撒在永远对人保密的地方，为的是不使任何地方成为圣地。

39. 原子光谱： 1911年卢瑟福提出原子结构模型，原子由原子核与电子组成，原子核是一个很小的带正电的核，电子带负电绕核运转。按照经典力学，原子可能是一个静止体系，电子与核的电场相互作用，不断幅射能量，最后将螺旋状地落入原子核。但从原子光谱观察，在没有外作用时，原子不发生辐射，受到作用时，原子也只发射自己特有的频率，不会连续辐射。

40. 氢原子光谱与Bohr理论 1.光和电磁辐射 人们对原子中电子的分布和运动状态的了解，起初受到光谱的启发.1865年J.C.Maxwell指出光是电磁波，即是电磁辐射的一种形 式。电磁辐射包括无线电波、TV波、微波、红外、可见光、紫外 X射线、γ射线和宇宙射线(如图所示)。可见光仅是电磁辐射 的一小部分，波长范围是400nm(紫光)至700nm(红光)。 太阳光或白炽灯发出的白光，通过玻璃三棱镜时，所含不同波长的光可折射成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等没有明显分界线的光谱，这类光谱称为连续光谱。

41. 图1-5 可见光与电磁辐射

42. 2. 氢原子光谱 原子（包括氢原子）得到能量（高温、通电）会发出单色光，经过棱镜分光得到线状光谱。即原子光谱属于不连续光谱。每种元素都有自己的特征线状光谱。氢原子光谱如图所示。 氢原子光谱的特征： ★不连续光谱，即线状光谱。 ★其频率具有一定的规律。

43. 原子能级 图1.6 氢原子光谱与氢原子能量

44. 图1－7为氢原子光谱的5个线系。据此，1913年，图1－7为氢原子光谱的5个线系。据此，1913年， 玻尔提出电子所处的轨道是一些特别的轨道。

45. 1885-1910年间，巴耳末、里得堡等人，先后对氢原子1885-1910年间，巴耳末、里得堡等人，先后对氢原子 光谱正确地归纳，得到下列经验公式。 式中n1、n2为整数（ n1〈 n2）， R为里得堡常数它的物理意义在玻尔模型提出后，得到了正确解释。

46. 3. 玻尔Bohr理论 1913年丹麦物理学家Bohr发表了原子结构理论 的三点假设： ▲核外电子只能在有确定半径和能量的轨道上运动，且不辐射能量。电子做圆周运动的角动量M也是量子化的， ▲通常，电子处在离核最近的轨道上，能量最低—基态； 原子 得能量后，电子被激发到高能轨道上，原子处于激发态。 ▲从激发态回到基态释放光能，光的频率取决于轨道间的能量差。

47. 圆周运动的向心力与库仑引力相等， 电子在定态轨道上运动的能量E等于电子运动的动能和静电吸引势能之和， 根据量子化条件， 推得电子绕核运动的半径，

48. a0为玻尔半径，其值为52.92pm。对于一定的n，电子具有一定的能量En，a0为玻尔半径，其值为52.92pm。对于一定的n，电子具有一定的能量En， 电子跃迁时，其频率满足， RH：Rydberg常数。

49. E：轨道能量 h：Planck常数 Balmer线系 n = 3 红（Hα） n = 4 青（Hβ ） n = 5 蓝紫（ Hγ ） n = 6 紫（Hδ ）

50. 。