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1、第四节原子的能级结构,656.3nm,486.1nm,434.1nm,410.2nm,为什么不连续的？,玻尔的基本假设,1.定态假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。这些状态叫定态,依据：氢原子光谱是分立(线状)的，原子是稳定的,设想：原子内部的能量是不连续的。,1913年丹麦物理学家玻尔在卢瑟福核模型基础上，结合普朗克量子假设和原子光谱的分立性，提出假设：,3.跃迁假设:当原子从一个能量为En的状态跃迁到另一个能量为Em的状态时，就要发射或吸收一个频率为 的光子.,2.轨道能级化假设：原子的不同能量状态跟电子沿不同的轨道绕
2、核运动相对应。电子的轨道的分布也是不连续的。,一、能级结构猜想,在跃迁的过程中，原子辐射(或吸收)光子的能量必须为两个能级能量差: hv= Em- En,能级：原子内部不连续的能量称为原子的能级。,跃迁：原子从一个能级变化到另一个能级的过程。,高能级,低能级,(自发地),高能级,低能级,(吸收能量),二、氢原子的能级,基态：在正常状态下，氢原子处于最低的能级（E1）的状态，称为基态。,激发态：当电子受到外界激发时，可从基态迁到较 高的能级E2，E3上，这些能级对应的状态 称为激发态。,处于激发态的原子是不稳定的，它会向较低的能级自发地跃迁，跃迁时释放出来的能量以光子的形式向外辐射.这就是氢原子
3、发出光谱的原因,上式表明：氢原子的能量是不连续的，只能取一些定值，也就是说氢原子的能量是量子化的,因此n也被称为能量量子数。,n取正整数,三、氢原子能级与光谱项之间的关系,丹麦物理学家玻尔在吸取前人思想的基础上，推导出氢原子的能级满足：,取无穷远为零电势点上式也可以写成：,从 可算出：,. . .,无穷远为零电势点,吸 收 能 量,放 出 能 量,氢原子能级结构,赖曼系,普丰德系,布喇开系,帕邢系,巴耳末,电子轨道,能级,基态,激发态,原子的能量指什么？,电离：若光子能量过大可使电子脱离原子的束缚,若光子能量达到电子电离的能量，电子可以吸收任意光子：,注意：En为负值,四、电离,其中E为电离能
4、：,思考:分别能量为2eV、10eV的光子照射处于n=2激发态的氢原子，结果如何？,例：1.用15ev的电磁波照射处于基态的氢原子，则电子被电离且获得 ev的动能。,1.4,五、玻尔理论的成功与局限,取而代之的是“量子力学”,656.3nm,486.1nm,434.1nm,410.2nm,六、小结,高能级,（发射光子）,（吸收能量）,跃迁时：发射或吸收的光子的能量必须等于能级差,（要么全被吸收，要么不吸收）,1、能级跃迁,低能级,低能级,高能级,自发地,吸收能量,达到电离时：电子可以吸收任意光子,2、氢原子能级结构,（1）氢原子能级与量子数关系（无穷远为零电势点）,其中,（2）氢原子能级图,激
5、发态,基态,1.一群氢原子处于量子数为4的激发态时，可能辐射出的光谱线条数为 ，一个氢原子处于量子数4的激发态时，最多可能辐射出的光谱线条数为 。,练习,3,如果把量子数改为n，结果如何？,或,2. 大量原子从n=5的激发态向低能级跃迁时，产生 的光谱数有( ) A. 4条； B. 7条； C. 9条； D. 10条,D,3.下面关于玻尔理论的解释中, 正确的说法是( ) A.原子只能处于一系列不连续的状态中，每个状态都对应一定的能量； B.原子中，虽然核外电子不断做加速运动，但只要能量状态不改变，就会向外辐射能量； C.原子从一种定态跃迁到另一种定态时，一定要辐射一定频率的光子； D.原子的每一个能量状态都对应一个电子轨道，并且这些轨道是不连续的。,AD,4. 根据玻尔理论，氢原子中，量子数n越大，则下列说法中正确的是（ ） A.电子轨道半径越大； B.核外电子的速率越大； C.氢原子能级的能量越大； D.核外电子的电势能越大。,ACD,5. 按照玻尔理论，一个氢原子中的电子从一半径为 ra的圆轨道自发地直接跃迁到一半径为rb的圆轨道上，已知rarb，则在此过程中（ ） A.原子要发出一系列频率的光子； B.原子要吸收一系列频率的光子； C.原子要发出某一频率的光子；D.原子要吸收某一频率的光子。,C,
