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1、成才之路 物理,路漫漫其修远兮 吾将上下而求索,人教版 选修3-5,原子结构,第十八章,第四节 玻尔的原子模型,第十八章,霓虹灯发出的光，线条结构丰富，色彩鲜艳、绚丽多姿，形状、色彩变幻莫测，令人赏心悦目。一幅幅流动的画面，似天上彩虹，象人间银河，更酷似一个梦幻世界，使人难以忘怀。霓虹灯是一种增添节日欢快气氛和进行广告宣传的最佳光源，霓虹灯的亮、美、动特点，在各类新型光源中独领风骚。同学们，你们知道霓虹灯的发光原理吗？,1轨道假设 轨道量子化：原子中的电子在_的作用下，绕原子核做圆周运动，电子运动轨道的_不是任意的，而是_化的。电子在这些轨道上绕核的转动是_的，不产生_辐射。,玻尔原子理论的基
2、本假设,库仑力,半径,量子,稳定,电磁,2定态假设 (1)定态：当电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的_。原子在不同的_中具有不同的能量，因此，原子的能量是_化的。这些_化的能量值叫做_，原子中这些具有确定能量的稳定状态，称为_。 (2)基态：能量最_的状态叫做基态。 (3)激发态：基态_的能量状态叫做激发态。,状态,状态,量子,量子,能级,定态,低,之外,3跃迁假设 电子从能量_的定态轨道跃迁到能量_的定态轨道时，会向外辐射能量，辐射的能量是_的，光子的能量由两个能级的_决定。 hEmEn 这个式子称为频率条件，也叫辐射条件，式中的h为普朗克常量，为光子的_。,较高,较低,一份一份,能量
3、差,频率,1氢原子的能级图,玻尔理论对氢光谱的解释,2解释巴耳末公式 (1)按照玻尔理论，原子从高能级(如从E3)跃迁到低能级(如到E2)时辐射的光子的能量为h_。 (2)巴耳末公式中的正整数n和2正好代表能级跃迁之前和之后所处的_的量子数n和2。并且理论上的计算和实验测量的_符合得很好。 3解释气体导电发光 通常情况下，原子处于基态，基态是最稳定的，原子受到电子的撞击，有可能向上跃迁到_，处于激发态的原子是_的，会自发地向能量较低的能级跃迁，放出_，最终回到基态。,E3E2,定态轨道,里德伯常量,激发态,不稳定,光子,4解释氢原子光谱的不连续性 原子从较高能级向低能级跃迁时放出光子的能量等于
4、前后_，由于原子的能级是_的，所以放出的光子的能量也是_的，因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线。 5解释不同原子具有不同的特征谱线 不同的原子具有不同的结构，_各不相同，因此辐射(或吸收)的_也不相同。,两能级差,分立,分立,能级,光子频率,1玻尔理论的成功之处 玻尔理论第一次将_引入原子领域。 提出了_和_的概念，成功解释了_光谱的实验规律。 2玻尔理论的局限性 过多地保留了_，即保留_的观念，把电子的运动看做经典力学描述下的_运动。,玻尔理论的局限性,量子观念,定态,跃迁,氢原子,经典,经典粒子,轨道,3电子云 原子中的电子_确定的坐标值，我们只能描述电子在某个位置出现_的多少，把电子这
5、种_分布用疏密不同的点表示时，这种图象就像云雾一样分布在原子核周围，故称电子云。,没有,概率,概率,一、玻尔原子模型 1轨道量子化 (1)轨道半径只能是一些不连续的、某些分立的数值。 (2)轨道半径公式：rnn2r1，式中n称为量子数，对应不同的轨道，只能取正整数。氢原子的最小轨道半径r10.531010m。,答案： 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rnn2r1处的几率大。,二、氢原子跃迁的规律 1能级图的理解 (1)能级图中n称为量子数，E1代表氢原子的基态能量，即量子数n1时对应的能量，其值为13.6eV。En代表电子在第n个轨道上运动时的能
6、量。 (2)作能级图时，能级横线间的距离和相应的能级差相对应，能级差越大，间隔越宽，所以量子数越大，能级越密，竖直线的箭头表示原子跃迁方向，长度表示辐射光子能量的大小，n1是原子的基态，n是原子电离时对应的状态。,(3)氢原子从高能级向n1,2,3的能级跃迁时发出的光谱线分别属于赖曼系，巴耳末系和帕邢系(如图),4使原子能级跃迁的两种粒子光子与实物粒子 (1)原子从低能级向高能级跃迁：吸收一定能量的光子，当一个光子的能量满足hE末E初时，才能被某一个原子吸收，使原子从低能级E初向高能级E末跃迁，而当光子能量h大于或小于E末E初时都不能被原子吸收。 (2)原子还可吸收外来实物粒子(例如自由电子)
7、的能量而被激发，由于实物粒子的动能可全部或部分地被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于或等于两能级的能量差值(EEnEk)，就可使原子发生能级跃迁。,(3)当光子能量大于或等于13.6eV时，也可以被氢原子吸收，使氢原子电离；当氢原子吸收的光子能量大于13.6eV时，氢原子电离后，电子具有一定的初动能。,(3)当电子的轨道半径增大时，库仑引力做负功，原子的电势能增大，反之电势能减小。电子在可能的轨道上绕核运动时，r增大，则Ek减小，Ep增大，E增大；反之，r减小，则Ek增大，Ep减小，E减小，与卫星绕地球运行相似。,答案：B,对玻尔理论的理解,C电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，辐射(或吸收)
8、一定频率的光子 D电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率 解析：A、B、C三项都是玻尔提出来的假设。其核心是原子定态概念的引入与能级跃迁学说的提出，也就是“量子化”的概念。原子的不同能量状态与电子绕核运动时不同的圆轨道相对应，是经典理论与量子化概念的结合。电子跃迁时辐射的光子的频率与能级差有关，与电子绕核做圆周运动的频率无关，故D错误，A、B、C正确。 答案：ABC,点评：应注意电子绕核做圆周运动时，不向外辐射能量，原子辐射的能量与电子绕核运动无关。,解析：按照经典物理学的观点，电子绕核运动有加速度，一定会向外辐射电磁波，很短时间内电子的能量就会消失，与客观事实相矛盾，由玻尔假
9、设可知选项A、C错，B正确；原子轨道半径越大，原子能量越大，选项D正确。,氢原子的跃迁,解析：解答本题可按以下思路分析：,C由n4能级跃迁到n1能级产生的光最容易发生衍射现象 D用n2能级跃迁到n1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应 答案：D,综合应用,A图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一 B图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率是不连续的,C图丙：卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型 D图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性 答案：D 解析：根据物理学史可知A、B、C正确；根据电子束通过铝箔后的衍射图样，说明电子具有波动性，故D错误。,C处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的 D从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外放出能量,
