結構化學第一章小結

2021-03-12 16:50:06 字數 2184 閱讀 9852

第一章小結

一、緒論

結構化學:是研究物質的微觀結構及其巨集觀性質間關係的科學。

靜態結構:穩態下物質內部結構不隨時間而變化。

動態結構:分子結構變化,從原來的靜態結構轉變成為另一種新的靜態結構。

二、發展簡史

1、量子力學的基礎:1)、電子的發現

2)、黑體輻射現象

3)、光電效應現象

4)、原子光譜現象

蒲朗克常量h=6.626×10-34j.s,是巨集觀與微觀的界限。

2023年,湯姆生發現電子

2023年,蒲朗克解釋黑體輻射,2023年獲諾貝爾獎

2023年,愛因斯坦提出光電效應,2023年獲諾貝爾獎

2023年,波爾提出原子結構理論,2023年獲諾貝爾獎

2023年,德布羅意提出物質波,2023年獲諾貝爾獎

2023年,波恩提出波粒二象性的統計解釋,2023年獲諾貝爾獎

2023年,戴維遜--革末的電子衍射現象,g.p湯姆遜的電子衍射實驗

2023年,海森堡的測不准原理,2023年獲諾貝爾獎

2、光能的不連續性與原子能量的不連續性

微觀粒子特徵:波粒二象性,測不准原理,量子化,電子自旋

1)光電效應方程: =光能的不連續性

w=稱為束縛功,當時,電子克服原子核的束縛而發出,該電子叫光電子。

2)原子光譜:原子被光,火花,電弧,火焰或其他方法激發時,發出具有一定頻率或波長的光譜線,這些譜線就構成了原子光譜。

氫原子光譜與波爾原子結構理論原子能量的不連續性

波爾原子半徑

3)德布羅意波: ,即任何物質都由粒子構成,從而伴隨有波,該波即為物質波,又叫德布羅意波。物質具有波粒二象性

4)波恩物質波的統計解釋:對於單個粒子,代表粒子的機率密度,在時刻t,空間q點附近體積元內粒子的機率應為;在整個空間找到乙個粒子的機率應為,表示波函式具有歸一性。

5)測不准原理:δx·δp≥h

定義:即有這樣一些成雙可測量,要同時測定他們的精確值是不可能的,其中乙個測的越精確,則另乙個就測得越不精確。

三、波函式

波函式:任何乙個量子力學系可以用座標和時間為變數的函式來描述其運動狀態。

1,合格波函式的條件:

(1)單值:由於波函式被賦予了概率密度的物理意義,所以就要求描述微觀粒子運動狀態的波函式必須是單值的,因為當波函式在空間每一點只有乙個值時,波函式模的平方才能具備單值性。

(2)連續:必須是連續的,而且對座標(x,y,z)進行求一階導數後,所獲得的新函式也應該為連續函式。

(3)有界,平方可積(歸一化):波函式模的平方必須是可積的,也就是有限的,因為模的平方的物理意義是代表粒子在空間某點出現的概率密度,而在整個空間中發現粒子的概率一定是100%,即。

2,歸一化波函式:

若,則稱為歸一化波函式。,

3,求歸一化係數k:

若做題經驗若則歸一化係數

四、實物粒子的運動規律——定態薛丁格方程

1、得來線索:微觀粒子→波粒二象性→量子化特徵→波動性→波長量子化特徵→駐波

2、方程的物理意義:乙個質量為m的粒子處於勢能為v(x,y,z)的力場中運動,其中每乙個定態可用滿足方程合理解釋的波函式,與每乙個相應的常數e,就是該粒子處於該定態的總能量。

一維諧駐波:(x,t)=aexp[2πi(x/-t)]

三維諧駐波:(x,y,z,t)=aexp[2πi(xpx/h+ypy/h+zpz/h-e/h*t)]

3、態疊加原理:如果都是一維勢箱中粒子的可能狀態,則他們的線性組合也是該體系的一種狀態。

4、物理平均值的計算

若若,要先將其歸一化,然後再求其平均值。

5、一維勢箱中運動的粒子:

勢箱模型:乙個質量為m的粒子被置於境外勢能無窮大,而內部勢能為零,即無限深的阱中。

, 擴充套件到三維,若,

6、三維定態薛丁格方程表示式

五、算符:

微觀系統中每乙個可觀測的力學量a都對應乙個線性厄公尺算符,若算符作用於波函式等於a乘以原波,即=a,則對於所描述的狀態是乙個穩定狀態,這個態稱為本徵態,力學量有測定值a,常數a稱為力學量的本徵值,稱為的本徵函式,這個方程叫做本徵方程。

若某一種運算符號可以把函式u變成函式v,即u=v,則稱為算符。

1)時間、座標的算符是其本身:。

2)動量的算符:

3)將任一物理量在經典物理學中的表示的動量轉換成相應的動量算符,即可得該物理量的算符。

線性算符:滿足

線性厄公尺算符:滿足

結構化學第一章習題

1001 首先提出能量量子化假定的科學家是 a einsteinb bohr c schrodinger d planck 1002 光波粒二象性的關係式為 1003 德布羅意關係式為巨集觀物體的 值比微觀物體的 值 1004 在電子衍射實驗中,2對乙個電子來說,代表 1005 求德布羅意波長為0....

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