第十八章第四节玻尔的原子模型.doc

第四节　玻尔的原子模型[学习目标]　1.知道玻尔原子理论基本假设的主要内容．　2.知道能级、能级跃迁会计算原子能级跃迁时辐射或吸收光子的能量．　3.知道玻尔对氢光谱的解释以及玻尔理论　4.能用玻尔原子理论简单解释氢原子模型． 一、玻尔原子理论的基本假设(阅读教材～P) 1．玻尔原子模型1)原子中的电子在库仑引力的作用下绕原子核做圆周运动．(2)电子绕核运动的轨道是量子化的．(3)电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的不产生电磁辐射．定态(1)当电子在不同轨道上运动时原子处于不同的状态中具有不同的能量即原子的能量是量子化的这些量子化的能量值叫做能级．(2)原定态．能量最低的状态叫做基态其他的能量状态叫做激发态．跃迁：当电子从能量较高的定态轨道(其能量记为E)跃迁到能量较低的定态轨道(能量记为E＞n)时会放出能量为hν的光子该光子的能量hν＝E－E该式被称为频率条件又称辐射条件．(解疑难)轨道量子化(1)轨道半径只能够是一些不连续的、某些分立的数值．(2)氢原子的电子最小轨道半径为r＝0.053 其余可能的轨道半径还有0.212 、0.477 不可能出现介于这些轨道(3)轨道半径公式：r＝n式中n称为量子数对应不同的轨道只能取正整数．能量量子化(1)与轨道量子化对应的能量不连续的现象．(2)能级公式：E＝式中n称为量子数对应不同的轨道取值不同基态取n＝1激发态n＝2；量子数n越大表示能级越高．跃迁原子从一种定态跃迁到另一Em低能级E可见电子如果从一个轨道到另一个轨道不是以螺旋线的形式改变半径大小的而是从一个轨道上“跳跃”到另一个轨道上．玻尔将这种现象叫做电子的跃迁．1.(1)玻尔的原子结构假说认为电子(　　)(2)电子吸收某种频率条件的光子时会从较低的能量态跃迁到较高的能量态．(　　)(3)电子能吸收任意频率的光子发生跃迁．(　　)提示：(1)√　(2)√　(3)×二、玻尔理论对氢光谱的解释(阅读教材～P) 1．氢原子的能级图 2．解释巴耳末公式(1)按照玻尔理论从高能级跃迁到低能级时辐射的光子的能量为hν＝E－E(2)巴耳末公式中的正整数n和2正好代表能级跃迁和之后所处的定态轨道的量子数n和2并且理论上的计算和实验测量的里德伯常量符合得很好．解释氢原子光谱的不连续性：原子从较高能两能级差由于原子的能级是分立的所以放出的光子的能量也是分立的因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线．(解疑难)原子的能量包括：原子的原子核与电子所具有的电势能和电子运动的动能．原子从基态跃迁到激发态时要吸收能量而从激发态跃迁到基态则以光子的形式向外放出能量．吸收或放出的能量这个能量值不是任意的而是两个能级间的能量差．＝1对应于基态对应于原子的电离．2.为什么原子光谱是线状谱？提示：原子从高能级向低能级跃迁时放出光三、玻尔模型的局限性(阅读教材～P) 1．玻尔理论的成功之处：玻尔理论第一次将量子观念引入原子领域提出了定态和跃迁的概念成功地解释了氢原子光谱的实验规律．玻尔理论的局限性：保留了经典粒子的观念把电电子云：原子中的电子没有确定的坐标值我们只能描述电子在某个位置出现概率的大小把电子这种概率分布用疏密不同的点表示时这种图像就像云雾一样分布在原子核周围故称电子云．(解疑难)玻尔理论的成功及局限性(1)成功：玻尔的原子理论成功之处在于引入了量子化概念．玻尔理论阐明了光谱的发射和吸收解释了氢原子光谱的频率规律即巴耳末公式并且预言了当时还没有观测到的一些谱线使量子理论取得了重大进展．(2)局限性：但对于稍微复杂一些的原子如氦原子玻尔理论就无法解释它的光玻尔理论的局限性在于保留了过多经典物理理论．如“轨道”等经典概念和有关向心力、牛顿第二定律等牛顿力学规律实际上牛顿力学规律在微观领域是不适用的． 2．电子云(1)现代量子理论认为：电子具有波粒二象性是概率波只能确定电子某时刻在某点附近单位体积内出现的概率．当原子处于不同的状态时电子在各处出现的概率是不一样的如图所示．(2)电子云示意图上的疏密表示电子在该位置3.电子在核外的运动真的有固定轨道吗？玻尔理论中的轨道量子化又如何解释？提示：在原子内部电子绕核运动并没有固定的轨道只不过当原子处于不同的定态时电子出现在r＝n处的几率大． 　　　　　　　对玻尔原子理论的解释　巧解氢原子的结构问题求解电子在某轨道上的运动动能时要将玻尔的轨道理论与电子绕核做圆周运动的向心力结合起来．即用两公式结合判定．求解氢原子要吸收一定频率的光子跃迁时：(1)原子在各定态之间跃迁时原子跃迁条件hν＝E－E一次跃迁只能吸收一个光子的能量且光子能量恰好等于两能级之差．(2)当原子向电离态跃迁时吸收的能量大于或等于原子所处能级的能量的绝对值．即hν≥E－E入射光子的能量越大原子电离后产生的自由电子的动能越大．——————————(自选例题启迪思维)氢原子