原子结构玻尔理论(共课时).docVIP

§15.3 原子结构模型 玻尔理论（第一课时） 【考点提示】了解原子核式结构，理解玻尔理论和能级跃迁，氢原子的能级结构 【知识要点】： α粒子的散射实验和卢瑟福的核式结构模型 1．1897年， 通过对阴极射线的研究发现了电子，说明 也是可分的。 2．卢瑟福用α粒子轰击金箔，发现 3．核式结构模型： 原子核所带的单位正电荷数等于核外的电子数，所以整个原子呈中性的。 电子绕核运动的向心力就是核对它的库仑力。 4．原子和原子核的大小：从α粒子的散射实验的数据估算出原子核大小的数量级为 10－15～10－14m，原子的大小的数量级为 。 5．原子核的组成：原子核由质子和中子组成，质子带正电，中子不带电。 二．玻尔理论、能级 1．原子的核式结构学说与经典电磁理论的矛盾： （1）按经典电磁理论，核外电子绕核旋转应辐射电磁波，其能量要逐渐减少，轨道半径也要逐渐减小，电子要被吸引到库仑力吸引到原子核上，这样原子所处的能量状态和轨道半径要连续变化，原子就是不稳定的，事实上原子是稳定的。 （2）按经典电磁理论，电子绕核运行的频率要不断变化，原子辐射出频率连续变化的电磁波，原子光谱就是连续谱，而事实上原子光谱是线状谱。 2．玻尔理论的三点假设： （1）能量量子化假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，这些状态中的原子是稳定的，电子虽做加速运动，但并不向外辐射能量，一个能量值对应一种状态，这些状态叫做 。 （2）原子的能级跃迁假设：原子从一种定态（E初）跃迁到另一种定态（······ 式中n的是正整数，叫量子数，这种现象叫做轨道的量子化假设。 三．氢原子的大小和能级 (1) 大小：氢原子的电子的各条可能轨道的半径： rn=n2r1， r1代表第一条（离核最近的一条）可能轨道的半径r1=0.53×10-10 m （2）能级： ①氢原子在各个定态时的能量值En称为氢原子的能级。 它对应电子在各条可能轨道上运动时的能量En（包括动能和 势能）En=E1/n2 n=1、2、3······ E1代表电子在第一条可能轨道上运动时的能量E1=-13.6eV ②基态和激发态 基态：在正常状态下，原子处于最低能级，这时电子在 离核最近的轨道上运动，这种定态，叫基态。 激发态：原子处于较高能级时，电子在离核较远的轨道上 运动，这种定态，叫激发态。 (3) 原子发光：原子从基态向激发态跃迁的过程是吸收能量的过程。原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃迁的过程，是辐射能量的过程，这个能量以光子的形式辐射出去，吸收或辐射的能量恰等于发生跃迁的两能级之差。 （4）玻尔理论的局限性。由于引进了量子理论（轨道量子化和能量量子化），玻尔理论成功地解释了氢光谱的规律。但由于它保留了过多的经典物理理论（牛顿第二定律、向心力、库仑力等），所以在解释其他原子的光谱上都遇到很大的困难。 现代量子理论认为电子的轨道只能用电子云来描述。如：氢原子中的电子云 模型 提出者 内容 成功、局限 枣 糕模 型 汤姆生 ①原子是一个球体；②正电荷均匀分布在整个球内；③电子象枣糕里的枣一样镶嵌在原子里面。 无法解释α粒子散射实验。 核 式模 型 卢瑟福 ①原子的中心有一个很小的核——原子核；②原子核集中了原子的全部正电荷和几乎全部质量；③带负电的电子在核外绕核旋转。 和经典电磁理论相违背。（原子的稳定性和原子光谱的不连续性） 玻 尔模 型 玻 尔 ①能量量子化理论；②原子的能级跃迁假设；③轨道量子化假设。 引入了量子化理论，但不彻底。 【例题分析】 【例1】．[2006上海物理卷.7] 卢瑟福通过对a粒子散射实验结果的分析，提出： （ ） A原子的核式结构模型． B原子核内有中子存在． C电子是原子的组成部分． D原子核是由质子和中子组成的． 2】．在α粒子的散射实验中，下列描述正确的是 （ ） A．实验中用金箔要比用铝箔做实验散射作用的效果明显