ページ3:

G氫原子光譜与芮得怕方程式.
(基物1-28)
☆: 類型
條件
特徵
x
1 連續光譜
Th solid/ 彩紅連續
sun
b
吸收光譜:射
1. 吸收光譜 連續光+ 黑線
冷gas
譜
連續光譜:高熔点元放射光譜 个gas
亮線
不連續光譜
狹縫
三稜鏡
白光
偵測器、
1300.
「不連續光譜:特定波長且不連續的明辉光譜
忻
-帶狀光譜(分子)
可見光範圍
• High
400 500
放
700 (nm)
·綠光譜(原子)
巴耳
5
A-H
吸
↑↓
鏈結
◆断裂
Hig
10% volt
低压氬氣
三稜鏡
狹縫
偵測器

ページ4:

→分解為高能H 氫原子釋出能量
高了
H2置放电管
H₂ ig)
→24H (g)
->
產放射光
125
360
2000
100
500
660
800
入(nm)
1 1st 1½ (#)
來曼系
最小
巴耳末系
1st E
帕生系
1st
帕
紫外光 10~400nm
可見光 400~700
紅外線 750~1000
nm
光 nm
1 mm
←
↑,f个,入↓
紫外光.
E: D
n =
↓
薄芬德系
'n=4⋅
布拉克系
n = 3
帕米
ni 4
ni=3
曼系第條
①
2~1
3~2 00~2
0~1
n=2
巴耳曼系M=2巴耳曼系末保③
n=1
F = -1312

ページ5:

Q.下列有关H原子光譜的敘述,哪些正确?(多选)
@H原子光譜仅含某些特殊頻率的光
B. 可以在紅外光区观察到H原子光譜中的宋曼系光譜
C.H原子光譜与其他原子的光譜均相同
紫
D.H原子光譜的來曼系波長都大於帕申系的波長
EH原子光譜為非連續性的明綠光譜
所以我們可以用光譜來鑑別原子的种类
來曼系的光譜在紫外光区,其能量都大於在紅外光区的帕申
系,而E↑入↓,故來曼系的入都小於帕申系入
● 芮得柏
nH² )
1.097 x 10-2
芮得柏
正整数.
常数
nH >nL
拜一
4. 適用於氫原子光譜中的所有光区.
永光的r
c=vxx⇒v=cxx = cxRx(n)
=>
(1) C = 3.0 x 108˙ x109 x = "
3.0x1017 (mm/s)
(一
)
$X = 3.0 × 10" x 1.097 x 10-2 x ( 1 ³ - M² )
v
=3.29×105×(²-) (51)
每個光子E
E = hv = 6.624 × 10-34 (J·s) x (1/s)
= 2,179 x 10-18 x ( n + 1) (3/17 )
-

ページ6:

每mol光子的E
(1)E=2.179x10-18 x
× 6.02 x 1023
MH²
亞佛加厥常数
丁/個光子
-
= 1.312 x 106 x ( n = "") (1/mol)
(2) 單位換算成 kJ/mol
n²)
E = 1312 x ( m/s - 11/12) (k)/mol)
nH²
2~1
Q.氫原子光譜中來曼系的Ist條譜線波長為多少
nm?r為?
其發射出的譜線中,每一個光子有多少了的能量?
以及每mod光子有多少灯的能量?
=RX ( 亦
= 1.097.x-10°² x (1-7)
1097 x 10-2 x 2² = 3291 x 10-2 ~ 8.23 × 10 -3.
1000
倒数
(2)C=Vx入v=x
4000
100000
822
823
100000
~ 121.5 (mm) ✓
= 2.46 x 10's (5-1)
= 3×108 x 109 x 8.23 x 10-3.
= 3 x 8.23 x ID'
(3)E: ht
=
6.624 x 10-34 x 2.46 x 10'5
.1.63.x.10.18.
= 6;624 x 2:46 × 10-19
(4) Imol. =
6,02x
1 × 10² ^
①E = 1.63 × 10-13 x 6.02 × 1023 x 9.8 x 10.5 (3/mol)
@ 9.08 × 105 × 103 = 9.8.x. 10² (*3/mol)
性
验

ページ7:

公式☆
1. c = 1x v
3×108 m/s
2. E = hr (³/J)
~ 6.626× 10-34 J.S
3.每mod光子的E
4. 1
Ex 6.02 × 10
文
23
[74 < Hu] ( H u 14 ) x x =
1.097 × 10-2

ページ8:

1-2-波耳氫原子模型
①(複习)原子模型的演進
1803-道耳頓原子說
「一切物质都是由原子所組成,原子
是不可再分割的最基本粒子」
一原子說 1st 條
反駁
1897 - 湯姆森葡萄乾布丁模型
口电子
。
正电荷
「正电荷分布於原子整体,电子均勻地分
布於其內,正負電荷相等而成电中性
,质量均勻分布」
1911-拉塞福板型原子模型
金箔
x粒子散射实验
狹縫一
螢光屏
∝射綠源
6.
結果原子
金原子核
偏折
electron
proton
(不偏折(大部分)
(mass小)
1800
原子核
反
彈
金箔.
行圓周运动

ページ9:

|
疑問(1)电子擁有的能量沒有特定限制
→ 但H 原子只会放特定波長的光
(不連續光譜)
(2)
电子
軌道半徑縮小
+ 原子核
→
原子×穩定
电磁波
1913 波耳
但自然界中許多穩定的原子
·原子核
电子穀片
n = 1(k)
n=2 (L)
n = 3 (M)
n=4(N)
原子能階图
「电子在原子核外,会依一特定的軌道繞行,
而具有穩定的状态不輻射出能量」
④质子
中子
原子核
波耳行星模型
电子

ページ10:

Q.下列有关原子結構的發展叙述,何者正确?
(A) 湯姆森由陰極射線發現電子,並提出电子要
模型葡萄乾布丁模型
(B)道耳頓提出原子說,說明物质組成粒子為原子,
(其能夠再細分為更小的片段)×
波耳提出电子能階概念的行星模型
D)拉塞福利用4粒子撞擊原子,發現原子核建立
核型模型
6 波耳氫原子模型
假設工
金箔
① 电子穩定态:电子在定态不釋出电磁波,在特定距
只能在某些特定殼层
-n=4(N)-
能離的軌道上作圆周运动
階
n=3(M).
B=2(L)
(n=1 (k)
② 波耳能階公式
En
=
n²
n(主量子数)=1.2.3.4......是正整数
1 k(能階常数) = 2.18x1018J/個
Dn=1(基态)
= 1312 kJ/mol = 13.6 ev1個
軌道離核距離最近
能量最低
电子最穩定
▷n=∞
能量最高
En = 0

ページ11:

⇒軌道能量(不連續),距核愈遠,能量个(个)
假設Ⅱ:电子躍遷
①
Ez (較高能階)
軌
EM
EM
Energy.
Energy
EL
EL
(E)(較低能階)
吸收的能量= E-E:
放出的能量 = E-Ez
7 E
(正值表示吸熱)
(負值表示放熱)
位能
n=
n=4
n=3
n=2
基态
激發态原子不隱定
AE = EH - E₁ = k ( m² ² - √ ²)
T
▶易躍遷回較低能階
电子躍遷时,將吸收or
放出而能階能量差
2.18 × 10-18 3/17 = 1312 kJ/mol = 13:6 ev/1177
③公式延伸補
(1)放出光的頻率
:
ils
=
2.18×10-18
6.63×10-34
(一²)~3.289×1015(n--Tⅱ) Hz)
(2)放出
光
的波長
1 = √ = 3×108
x
3.289 x 10'5
≈ 9.12 × 10-8 x
1
NH
(m)
= 91.2 x
(nm)
1/2)
36

ページ12:

[
Q. 关於波的氫原子理論,下列何者正确?
(A).H原子只有1個電子,故H原子光譜只有一條線
(B)、原子的电子能階是連續性的,电子可以在任意的軌
* 道作圆周运动,具有特定能量的軌道
En =
2.18 × 10-18 7
n²
反
CH原子电子能階的高低与主量子数(7)成正比
电子由低能躍遷至高能时,需吸收一定頻率的E
Q.下列有关H原子譜線系列的敘述,哪些錯誤?
4)當电子由n=5 跳回n=1过程中,最多可產生10條譜線
(B)紫外光区和可見光区最低能量兩條線之光子的
波長比為5:27-
2~1
h3~2
(C)巴耳末系列放出光的最短波長約為365mm
b)巴耳末第一條譜線頻率為(俠曼系列Ist像譜線下
的 1/4
E↓2.3~2.
(E) H原子光譜隨一个,飞差愈大小
:
3)E=hv = hx;
EV:2~1.
27
因兩能階間隔↓:
=
v ×
:
Ez~i = Ez~2 =
·1221
7322
45:27
4227:5
:
c) = = R × ( 11 - 11 ) ≈ 110 × 100 × 1 = 4000
入
1.097 x 10-2
入 = 4000+11 363 (nm)
D) Eαr.
ID
Ezaz Eza1 = Vaiz: Vanj = 5:27

ページ13:

波耳H原子理論
7:00
h=5
n=4
n=3 [能量差愈小
△ 能量越來越
集
Emin
n = 2
高时,則譜
末
線越來越密
條
Emax
n = 1
(A)
n=5
n=4
7:3
n=2
n=1
共10條
Q. 关於H原子光譜特性的敘述,
何者正確?
a. H原子中的电子從n=4
@H原子光譜仅含某些特殊的
我綠
(B)H原子光譜隨著光的飞个,其光
綠的飞差愈大小
不
(C)H原子光譜与氦原子光譜租同
(D)H原子光譜主要的光区仅分布在
可見光区及紅外光区.+紫外光区
能階降落,可能產生几條不同的电磁波?
n=4
↓
n=3
紫:3條(n=1)
可:2條(n-2)
n = 2
n=1
紅:1條(n=3)

ページ14:

J
1-3原子軌域
6 原子軌域与量子数
1. 波耳H原子模型的缺点
n=3
n=2
DE=hv
(4)√ 單电子的原子or离子(ex. H. Lit)
x多电子粒子的电子排列方式
(ex. He、Li)
(2)电子並非在特定軌道作圆周运动
(3)无法準確預測e运动路徑
非常輕且运动速度飛快
2. 量子力学的原子軌域
軌域
电子可能出現的以點的方式表示
位置
90%的範圍
發現e机率
密:电子出現机率个
> 与原子核距離
量子力学
核外电子分布
@主量子数n
角量子数
○多电子原子
磁量子数ma
ㄣ 电子自旋
旋量子数 ms

ページ15:

主量子数 21 (正整数)
n=3
n=2
(1)表示軌域所在的殼层
(2) n↑) e-距核愈远,一个
⇒ 可以決定軌域大小!
能量
@
1
2
3
4
S
殼层代号
K L M 2
N
H原子模型
角动量量子数
电子要
→电子雲形狀
(1) = 副穀层量子数
|
(2)決定軌域形狀&种類
(3)在不同形狀的軌域中,能容納的軌域数量不同.
⇒ 每一生层(n)可有n個副殼层.
(4) l = 0 ~ n-1
= 主量子数
①l : 02
2 l = 1
③ 8:2
軌域
軌域P z
軌域d
y
球形
啞鈴形!
磁量子数
双啞鈴形
(1)电子旋轉磁場方向
→电子軌域出現的方向
(2) me = -1 ~ +l
(所有包含0的整数)

ページ16:

(l=0~n-1)
第几层的电子殼层
主量子 角量子数量子数軌域
n
me
(8~0~+2)
(形狀)
1
0
。
S (1)
0
0
S(球形)
-1
1s
2
1
P(啞鈴
(n = 1)
0
彤)
+1
x
ny
2px
2py
2pz
(1)軌域方向不同 有方向性
|
12). Expx = Expy = Ezpz.
ㄨ
y
(1) EsㄑE25
25
((n=2)
电子雲分布上大
(2)机率无方向性,只与部
大小有关
(3) Ezp‹ E3p < E4p
28.+1
軌域類 軌域形狀
开始出現的n值
軌域个数
S
球形
P
啞鈴形
3
2
d
3
5
複雜.
f
4
7

ページ17:

Q. 請計算出下列軌域之n值与&值及說明此軌域具有
几个me值
0~n-1
to 2/11
1.35
n = 3√
1=0.8.2
2.
望
4=2
3.4d
n=4
Q = 1
2 = 2
n=4
mg = 1 個
4:2
me = 3
0 S
Me = 5
TO = S⋅
l
n
n
l
me shape
_1 =P
23
I P
2 d
3 f
S
3
D.
-1
1
P
4.4fpn=9
Q:3
me=7
-2
T
2
0
.†)
=
P
d
自旋量子数
+2
(1)自旋:电子的量子性质一產生磁場
(X电子在空間真正旋轉)
(2)
N
↑ ms = + ½
S
上旋
ms =
下旋
S.
表示
↓
補(不特定代表哪一种自旋方向,仅表示自旋狀态)
在

ページ18:

a. 違反量子力学規則的軌域无法存在。下列所描述的軌域
,
哪些違反量子力学規範?spdf
AB
→n=2开始出現
(A) 2d LB) 12
(1) 35
(D)5f
(E) 72
n=2
d軌域
n=1
n=4
n=2
n=3
Ms重点整理
d
f
可容納
n=1
6個电子
2个e-
n=2
↓
1個軌域-max容納2个e-
↓
n=3
h=4 忆 1 7 Q
可容納2+6+10+14=32个e-=zn²
6原子軌域的能量
【單电子能| (1)n↑↑
|
(2) 15 <25 = 2p < 35 = 3p = 3d < 4s = 4p =
<...
ex. H-zHe*.3Li2+.
4 Best ...
多电子能階
(1)n+L↑,E↑
I
4d = 4f
(4) n+L @ NTET
(3) 15 <25 <2p < 35 < 3 p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d...
n=2.58:0+5
Le=1→p
ex. 2 He 3 Li· 4 Be...

ページ19:

金子塔法則
n
1
1 (5) (P) (d)
85
(f)
123.
7P
7
59
6P
6d
5
能階
SP
5d
sf.
4
45
3
K
AR
4d
·4f.
n+l = 8
-35
n+l=7
:
2 A
3P
25
22
3d
n+l=6
1S
∙n+l=5.
n+l=4.
4+2 = 3
n+1=2
週期 2A
⋅n+l=1
8A
1
15 2A.
3~MA
*A族
2
25
2P
B
3
35
3P
*B 族
4
45
3d
4P
d区
5 55
4d
SP
6.
65 鑭系4f5d
6P
*內过渡
75
+
55.6d
"P
鑭系
fid区
锕系.
锕系

ページ20:

r
1-4 电子組態
· 描述电子如何填充在原子核周圍的軌域
①填入电子的三大原則
包利不相容原理(Pauli. exclusion principle.)
每個軌域 max可容納2個電
子且自旋方向相反
☆違反二不存在
ms = += {
Ms="
N
ex.
(15㎡ 25'(基态)
Li. ① W
153 or '15² 25' 'utta ki)
洪德定則(Hund's . rule)
当电子填入能階相同的副殼层軌域时,
npx
个
npy
npz
先填入1個自旋方向相同的电子
,到各軌域均有1個電子後
☆違反:激發态.
ex. 6C : 1s² 25² 2p².
:.. ·
15 253
↓↑
↑
.np.x
npy.
npz.
2px 2pу 2p2. ()
15² 25
2px 2pу 2p0/2
(激發态)
152
252
2P
2py 20
(AD

ページ21:

S
4P
3d
遞建原理 (Aufbau principle)
依电子軌域能階,由低能填入高能
(1)學電子粒子(n)
(2)多电子粒子(n+2)
|
4.
3d
35
1317
能量
13
45
I
15
2P
☆違反:激發态
ex. 5B:15°25²zp'(基态)
15² 25235' (激发态)
15
⇒ ☆金字塔法則
Q. 已知n=1的s.軌域已正確填入兩個自旋方向相反的电子,
关於n=225軌域与P軌域的电子填左方式如图所示,
試問电子填充方式是否是確?f正確是屬於ground state/
excited state?i计不正確 or excited state,請說明違反嗔
充电子的原理定則
.
(1)↑↓↑↑
'(2)'
25
v
違反
↑ 洪德定則;激發态錯誤寫法
2px 2pу 22 2
个
KAKA
(3).N婦个
25
ˇˇˇˇ
(4)↑↓
25
2px
2px
N↑
?Py.
2px
違反瀌建原理:激發态
↑違反洪德定則;激發态
2Pz
↑ = 2
2Py: 298.
(5) 27 72 个
25 2px
2Pу 2pz
基态

ページ22:

Q. 請寫出下列原子/离子基态的电子組态
(1) AQ35
13 Al = [Ne] 35² 3p
失去了 Al3+ = [He] 2s²zpb
個电子
(10个e-)
12) Ca²± 20 Ca = [Av] 45²
(18↑e) Ca²t = [Ne] 3523p6
:
(4) Cr
24 Cr = [Ar] 45'3d4
= [Ar]344452
= [Ar] 3d³ 45'
US1 Cu²± 29 Cu = [Ar] 452309
(3)52
=
Hez (IS)
Ne 10
(2P)
Aria (3P)
Kr36
(4p)
[Ne]35306
得到2个电子
(18个 e-)
(27个e-)
= [Ar] 3d1° 45'
Cu2+ = [Ar]3d9
1-5元素性质的週期性
6 原子半徑与離子半徑.
原子力学的原子模型无法真正測得氣态原子的实际大小
- 核外电子
→①原子核附近
②距离原子核很远

ページ23:

原子半徑 (1) 金屬半徑 metallic radius
ex. Al
286 pm-核間距
=
143pm-金屬半徑.
(2) 共價半徑 covalent radius
ex. I
1. 同族元素↓
266 pm
2
= 133 pm - 共價半徑
原子半徑,隨原子序增加·外层电子軌域的主量子数个
- 410
1
1
1A
2
2A
呀
H
˙3li
Li ·电子离原子核越远
134
2 ④
3 Na
Be
202
④
90
(MA)
154
130
118
川
@ŏ
106
102
6
4
3B
413
k
5B 6B
B
Ca
⑤
Sc
①
Mh
Ge
☞
〇%
196
174
44
136
125 127.139.
126
122
119116
5
Rb
Sr
211
192.
In
(Sn)
156
144
141
138
135

ページ24:

2. 同一週期的典型元素
(X过渡元素)
原子半径由左至右遞減,外层电子軌域在同一主量子数下
3li
4Be
核电荷个同层电子吸引力个
半徑↓
原子核 proton ④、neutron O
Q. 排列出它們原子半徑的大小
1、第17族元素:Fe<CeBI ↓
2.
第三週期元素:Na> Mg> Al> Si>P>S>Q> AL
Ar
離子半徑
(1) 陽離子
①金屬元素易失去电子,形成陽离子
子縂数目减少
Rb
2007
k
Na
21J
⇒ 电子与电子間斥力↓
196
Li
154
152
166.
181
⇒ 电子在原子核外的範圍縮小 90
134
116
K+
Rb+ Cst
3.2 53
225
Nat
Lit
3Li
3lit
0
半徑
2
3
4pm)
456
山陰離子
① 非金屬元素易得到电子
→电子縂数目增加
> 电子与电子間斥力↑
⇒ 电子在原子核外的範圍变大
I-
Br
206
182
F-167
133
119
114
99
71
28
I
Br
F
2
3 4
5 b
週期

ページ25:

1. 同一元素:电子数目↑,半徑个
① Fe> Feet > Fe3+
③Cl->Cl
2.不同元素
(1) 网族元素 ↓(原子序↑,半徑↑)
第二族@
Nat< k<
Rb+
(相同电荷数)
第17族
<<
BV) ㄑ I
(2)
等电子数粒子具有相同电子数
判断方式:依原子核内带正电质子数目
(质子个原子序个半徑)
ex. 电子数:18
Ca2+<
k+
20
Ar
C&
18
16.
Q. 排列原了大小: 159.165.80(半徑大小)
15P> 165> 80
G元素游離能的規律性
1.游离能的定義与特性
(1)定義
游離能:
*將基态氣相的原子or離子中移去束縛力最
弱的一顆电子所需的能量(IE)
*單位:k/mod

ページ26:

M(g) → M+ (g) + e-E(kJ/mol)第一游離能
M+ (9)
(9)+
+ e-IEz (kJ/mol)
第二游離能
移走第2個电子所需能
量
(2)測量游離能方式
放入待測
元素
加熱電極
改变电压
安培計
測量电流,並
电流增加
二电子被大量吸引出来
將数據絵成图
放电管所加的电压
兩條虛線的交流篇游电位,
对应之能量為游離能
(3)特性
吸能
欲克服原子核与电子間的吸引力,需外界提供E.
第2週期元素 IE
大
z
Element
LE
TE₂
LE3
IE4 LES
IEL
3
li
520
7300
11815
Be
899
1757
14850 21005
5
BT
801
2430
3660
(25000 32820
b
C
1086
2350
4620.
6220 38000 47261
7
N
1400
2860
4580
7500
940053000
8
0
1314
3390
5300
7470
11000
13000
9
F
1680
3370.
6050
8400
11000
15200
10
Ne
2080
3950
6120
9370 12200
15000

ページ27:

(1)同一元素:GK.IE2 <LE3
原子價电子数
外层
外层移除
“移出内层电子需大能量
内层惰性氣體难移去电子
电子組态的电子
(2) IEnti >> IEn
☆失去电子↑,半徑↓;原子核对电子吸引力个,这个
·價电子
鹼金族元素 同
原子半徑大小(pm)
Ib₁ (k³/mol)
Li
J
152
520
Na
.186
495.9
遞
k陽]3
418.7
增
403.0
Rb
He
227
248
④ 265
375.7
(受原子束縛力強)
錢氣→有最大第一游離能
(35+373)
1400
1252)
Be
10 (2522p\/3).
(35)
800
Mg
B. (2522p!)
Si
Na
AQ (353p)
400
Ar
S (3524)
Ca
鹼金族→有最小第一游離能

ページ28:

·第一週期
Element
LEI
1312 仅有1個电子
2373 3
max AE (13/mol) = 1312 (2)
2
He
最小鈍氣
第二2三週期
1A < 3A < 2A < 4A < 6A < SA < 7A < 8A
-
= 1312 (k³/mol)
1.符合波耳原子模型!(是→激
Q.試排列出下列各小題原子游離能的大小关係
u Na. Mg. Al
小
原子越大,游離能↓
所需E)
14 He-Ne
4A SA 6A
131 C..N.O
-
Ar
大
IA
(3)
Hey Ne > Ar
3A 2A
W Al Mg> Ng
Mg> Al> NG
(3) N>0>C