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1、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，像人间银河，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
2、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 电子从能量较高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。 h EmEn 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_。,较低,一份一份,能量差,频率,原子从_能态向_能态跃迁时，放出的光子的能量等于前后两个能级之
3、_，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_的亮线。,玻尔理论对氢光谱的解释,高,低,差,分立,分立,分立,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，成功解释了氢原子光谱的实验规律。 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,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,
4、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。,3跃迁 电子如果从一个轨道到另一个轨道，不是以螺旋线的形状改变其半径大小的，而是从一个轨道上“跳跃”到另一个轨道上，玻尔将这种现象称跃迁。,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？ 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。,2能级图 氢原子的能级图如图所示。,(1)由能级图可知，由于电子
5、的轨道半径不同，氢原子的能级不连续，这种现象叫做能量量子化。 (2)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。 (3)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。无论是吸收能量还是放出能量，这个能量值不是任意的，而是等于原子发生跃迁这两个能级间的能量差。Eh ，为发出光子的频率。 (4)n1对应于基态，n对应于原子的电离。,3对氢光谱的解释 玻尔理论能很好地解释氢原子的光谱，当原子从高能级向低能级跃迁时，辐射光子的能量等于前后两个能级之差。由于原子的能级不连续，所以辐射的光子的能量也不连续，因而从光谱上看，原子辐射光波的频率只有若
6、干分立的值， 玻尔还预言了当时还没有观测到的一些谱线。,特别提醒： (1)原子若是吸收光子的能量而被激发，其光子的能量必须等于两能级的能量差，否则不被吸收，不存在激发到n能级时能量有余，而激发到n1时能量不足，则可激发到n能级的问题。 (2)原子还可吸收外来实物粒子(例如自由电子)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。,氢原子部分能级的示意图如图所示，不同色光的光子能量如下表所示。,处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条，其颜色分别为() A红、蓝靛B黄、绿 C红、
7、紫D蓝靛、紫,答案：A 解析：由题表可知处于可见光范围的光子的能量范围为1.61eV3.10eV，处于某激发态的氢原子能级跃迁时：E3E2(3.401.51)eV1.89eV，此范围为红光。E4E2(3.400.85)eV2.55eV，此范围为蓝靛光，故本题正确选项为A。,对玻尔理论的理解,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。 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。,根据玻尔
8、理论，下列关于氢原子的论述正确的是() A若氢原子由能量为En的定态向低能级跃迁时，氢原子要辐射的光子能量为hEn B电子沿某一轨道绕核运动，若圆周运动的频率为，则其发光的频率也是 C一个氢原子中的电子从一个半径为ra的轨道自发地直接跃迁到另一半径为rb的轨道，已知rarb，则此过程原子要辐射某一频率的光子 D氢原子吸收光子后，将从高能级向低能级跃迁,答案：C 解析：原子由能量为En的定态向低能级跃迁时，辐射的光子能量等于能级差，与En不同，故A错；电子沿某一轨道绕核运动，处于某一定态，不向外辐射能量，故B错；电子由半径大的轨道跃迁到半径小的轨道，能级降低，因而要辐射某一频率的光子，故C正确；
9、原子吸收光子后能量增加，能级升高，故D错。,关于氢原子的电离和跃迁,解析：原子处于n1的定态，这时原子对应的能量最低，这一定态是基态，其他的定态均是激发态，原子处于激发态时，不稳定，会自动地向基态跃迁，而跃迁的方式又多种多样。要使处于基态的氢原子电离，就是要使氢原子第一条可能轨道上的电子获得能量脱离原子核的引力束缚。,答案：(1)6种(2)3.281015Hz 点评：要使处于基态的氢原子电离，照射光的最小频率为3.281015Hz，若照射光频率高于这一值，使氢原子电离后多余的能量转化为电子的动能。,(江苏盐城市20132014学年高二下学期期末)如图所示是某原子的能级图，a、b、c为原子跃迁所
10、发出的三种波长的光。在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是_。,答案：C,综合应用,(扬州市20132014学年高二下学期期末)一群氢原子处于量子数n4的能级状态，氢原子的能级图如图所示，氢原子可能发射_种频率的光于；氢原子由量子数n4的能级跃迁到n2的能级时辐射光子的能量是_eV; 用n4的能级跃迁到n2的能级时辐射的光子照射下表中几种金属，_金属能发生光电效应。,几种金属的逸出功,答案：62.55铯 解析：从n4的能级跃迁，可能发射6种频率的光子；从n4的能级跃迁到n2的能级，发出的光子能量hE4E22.55eV，此值大于铯的逸出功，所以可使金属铯发生光电效应。,
