《玻尔的原子模型能级ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《玻尔的原子模型能级ppt课件（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二章第二章 原子结构原子结构4 4、波尔的原子模型、波尔的原子模型 能级能级1汤姆孙发现电子汤姆孙发现电子汤姆孙发现电子汤姆孙发现电子汤姆孙的枣汤姆孙的枣汤姆孙的枣汤姆孙的枣糕模型糕模型糕模型糕模型粒子散射实验粒子散射实验粒子散射实验粒子散射实验卢瑟福的核卢瑟福的核卢瑟福的核卢瑟福的核式结构模型式结构模型式结构模型式结构模型回顾科学家对原子结构的认识史回顾科学家对原子结构的认识史原子不可割原子不可割原子不可割原子不可割汤姆孙的枣汤姆孙的枣汤姆孙的枣汤姆孙的枣糕模型糕模型糕模型糕模型原子稳定性事实原子稳定性事实原子稳定性事实原子稳定性事实氢光谱实验氢光谱实验氢光谱实验氢光谱实验否定否定建立建立
2、否定否定建立建立否定否定卢瑟福的核卢瑟福的核卢瑟福的核卢瑟福的核式结构模型式结构模型式结构模型式结构模型建立建立出现矛盾出现矛盾出现矛盾出现矛盾? ?2针对原子核式结构模型提出针对原子核式结构模型提出围绕原子核运动的电围绕原子核运动的电围绕原子核运动的电围绕原子核运动的电子轨道半径只能是某子轨道半径只能是某子轨道半径只能是某子轨道半径只能是某些些些些分立分立的数值的数值的数值的数值. .且电子在这些轨道上且电子在这些轨道上且电子在这些轨道上且电子在这些轨道上绕核的转动是绕核的转动是绕核的转动是绕核的转动是稳定的稳定的稳定的稳定的，不产生电磁辐射不产生电磁辐射不产生电磁辐射不产生电磁辐射. .一
3、、玻尔原子理论的基本假设一、玻尔原子理论的基本假设3m rv 电电子在不同的轨道上子在不同的轨道上运动时，原子处于不同运动时，原子处于不同的状态波尔指出，原的状态波尔指出，原子的不同的状态中具有子的不同的状态中具有不同的能量，所以原子不同的能量，所以原子的能量也量子化的的能量也量子化的.针对原子的稳定性提出针对原子的稳定性提出一、玻尔原子理论的基本假设一、玻尔原子理论的基本假设4m rv能级：量子化的能量值能级：量子化的能量值能级：量子化的能量值能级：量子化的能量值定态：原子中具有确定能量的稳定状态定态：原子中具有确定能量的稳定状态定态：原子中具有确定能量的稳定状态定态：原子中具有确定能量的稳
4、定状态量量子子数数基态：能量最低的状态（离核最近）基态：能量最低的状态（离核最近）基态：能量最低的状态（离核最近）基态：能量最低的状态（离核最近）基态基态基态基态激发态：其他的状态激发态：其他的状态激发态：其他的状态激发态：其他的状态激发态激发态激发态激发态能级图能级图轨道图轨道图1 1 1 12 2 2 23 3 3 3一、玻尔原子理论的基本假设一、玻尔原子理论的基本假设5基基态态激激发发态态跃迁跃迁（电子克服库仑引力做功增大电势能，（电子克服库仑引力做功增大电势能，原子的能量增加）原子的能量增加）吸收光子吸收光子吸收光子吸收光子（电子所受库仑力做正功减小电势能，（电子所受库仑力做正功减小电
5、势能，原子的能量减少）原子的能量减少）辐射光子辐射光子辐射光子辐射光子光子的发射和吸收光子的发射和吸收6EmEn针对原子光谱是线状谱提出针对原子光谱是线状谱提出当电子从能量较高的定态轨道当电子从能量较高的定态轨道（其能量记为（其能量记为n）跃迁到能量）跃迁到能量较低的定态轨道（能量记为较低的定态轨道（能量记为m，nm）时，会放出能量为）时，会放出能量为hv的光子（的光子（h是普朗克常量），是普朗克常量），这个光子的能量由前后两个能这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定，级的能量差决定，即即hvn-m称为频率条件，又称辐射条件称为频率条件，又称辐射条件.v一、玻尔原子理论的基本假设一、玻尔原子
6、理论的基本假设7 原子在始、末原子在始、末两个能级两个能级En和和Em（ EnEm ）间跃）间跃迁时发射光子的迁时发射光子的频率可以由前后频率可以由前后能级的能量差决能级的能量差决定：定：EmEn针对原子光谱是线状谱提出针对原子光谱是线状谱提出v一、玻尔原子理论的基本假设一、玻尔原子理论的基本假设8 玻玻玻玻尔尔尔尔从从从从上上上上述述述述假假假假设设设设出出出出发发发发，利利利利用用用用库库库库仑仑仑仑定定定定律律律律和和和和牛牛牛牛顿顿顿顿运运运运动动动动定定定定律律律律，计算出了氢的电子可能的轨道半径和对应的能量计算出了氢的电子可能的轨道半径和对应的能量计算出了氢的电子可能的轨道半径和对
7、应的能量计算出了氢的电子可能的轨道半径和对应的能量氢氢氢氢原原原原子子子子能能能能级级级级二、玻尔理论对氢光谱的解释二、玻尔理论对氢光谱的解释9氢氢原原子子的的能能级级图图-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540 eVnE/E/eVeV 基态基态基态基态激激激激发发发发态态态态赖曼系赖曼系赖曼系赖曼系巴巴巴巴耳耳耳耳末末末末系系系系帕帕帕帕邢邢邢邢系系系系布布布布喇喇喇喇开开开开系系系系普普普普丰丰丰丰德德德德系系系系二、玻尔理论对氢光谱的解释二、玻尔理论对氢光谱的解释10 氢氢原原子子能能级级跃跃迁迁与与光光谱谱图图巴巴耳耳末末系系- -13.6 eV- -3.40 eV- -1.
8、51 eV- -0.85 eV- -0.54 eV 0n=1n=2n=3n=4n=5n= 问题问题问题问题1 1 1 1：请用玻尔的原子结构理论解释形成巴尔末系的原因，请用玻尔的原子结构理论解释形成巴尔末系的原因，请用玻尔的原子结构理论解释形成巴尔末系的原因，请用玻尔的原子结构理论解释形成巴尔末系的原因，并计算当并计算当并计算当并计算当n=4n=4n=4n=4时，巴时，巴时，巴时，巴尔尔尔尔末系中这条谱线的波长末系中这条谱线的波长末系中这条谱线的波长末系中这条谱线的波长巴尔末公式：巴尔末公式：巴尔末公式：巴尔末公式：11n=6n=5n=4n=1n=3n=2根据：根据：E=hv，= =c/v又又
9、E =1.89eV= 3.03 10-19J 所以，所以， =hc/ E= 6.6310-34 3.0 10-8 / 3.03 10-19J = 6.57 10-7(m)（巴尔末系）（巴尔末系）HHHH二、玻尔理论对氢光谱的解释二、玻尔理论对氢光谱的解释12HHHHn=6n=5n=4n=1n=3n=2巴尔末巴尔末系氢吸系氢吸收光谱收光谱二、玻尔理论对氢光谱的解释二、玻尔理论对氢光谱的解释13 玻尔理论玻尔理论成功成功成功成功的解释并预言了氢原子辐射的解释并预言了氢原子辐射的电磁波的问题，但是也有它的的电磁波的问题，但是也有它的局限性局限性在解决核外电子的运动时在解决核外电子的运动时成功引入了成
10、功引入了量子化量子化量子化量子化的观念的观念同时又应用了同时又应用了“粒子、粒子、轨道轨道”等等经典概念经典概念和和有关有关牛顿力学牛顿力学规律规律 除了氢原子光谱外，在解决其除了氢原子光谱外，在解决其他问题上遇到了很大的他问题上遇到了很大的困难困难困难困难三、玻尔模型的局限性三、玻尔模型的局限性氦原子光谱氦原子光谱量子化条件的量子化条件的引进没有适当引进没有适当的理论解释。的理论解释。14汤姆孙发现电子汤姆孙发现电子汤姆孙发现电子汤姆孙发现电子汤姆孙的西汤姆孙的西汤姆孙的西汤姆孙的西瓜模型瓜模型瓜模型瓜模型粒子散射实验粒子散射实验粒子散射实验粒子散射实验卢瑟福的核卢瑟福的核卢瑟福的核卢瑟福的
11、核式结构模型式结构模型式结构模型式结构模型原子不可割原子不可割原子不可割原子不可割汤姆孙的西汤姆孙的西汤姆孙的西汤姆孙的西瓜模型瓜模型瓜模型瓜模型原子稳定性事实原子稳定性事实原子稳定性事实原子稳定性事实氢光谱实验氢光谱实验氢光谱实验氢光谱实验否定否定建立建立否定否定建立建立否定否定卢瑟福的核卢瑟福的核卢瑟福的核卢瑟福的核式结构模型式结构模型式结构模型式结构模型建立建立出现矛盾出现矛盾出现矛盾出现矛盾? ?玻尔模型玻尔模型玻尔模型玻尔模型复杂（氦）原子复杂（氦）原子复杂（氦）原子复杂（氦）原子光谱光谱光谱光谱量子力学量子力学量子力学量子力学理论理论理论理论 玻尔模型玻尔模型玻尔模型玻尔模型否定否
12、定建立建立观观察察与与实实验验所所获获得得的的事事实实出现矛盾出现矛盾建建建建 立立立立 科科科科 学学学学模模模模型型型型提提提提出出出出科科科科学学学学假假假假说说说说拓展与提高拓展与提高拓展与提高拓展与提高怎样修改玻尔模型？怎样修改玻尔模型？思想：必须彻底放弃经典概念？思想：必须彻底放弃经典概念？关键：用电子云概念取代经典的轨道概念关键：用电子云概念取代经典的轨道概念电子在某处单位体积内出现的概率电子在某处单位体积内出现的概率电子云电子云原子结构的认识史原子结构的认识史原子结构的认识史原子结构的认识史15学以致用学以致用学以致用学以致用16 例例1117练习：对玻尔理论的下列说法中，正确
13、的是（练习：对玻尔理论的下列说法中，正确的是（ ） A A、继承了卢瑟福的原子模型，但对原子能、继承了卢瑟福的原子模型，但对原子能量和电子轨道引入了量子化假设量和电子轨道引入了量子化假设 B B、对经典电磁理论中关于、对经典电磁理论中关于“做加速运动的做加速运动的电荷要辐射电磁波电荷要辐射电磁波”的观点表示赞同的观点表示赞同 C C、用能量转化与守恒建立了原子发光频率、用能量转化与守恒建立了原子发光频率与原子能量变化之间的定量关系与原子能量变化之间的定量关系 D D、玻尔的两个公式是在他的理论基础上利、玻尔的两个公式是在他的理论基础上利用经典电磁理论和牛顿力学计算出来的用经典电磁理论和牛顿力学
14、计算出来的ACD学以致用学以致用学以致用学以致用18四、原子能级跃迁问题四、原子能级跃迁问题 1跃迁时电子动能、原子电势能与原子能量跃迁时电子动能、原子电势能与原子能量的变化：的变化： 当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原子的电当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原子的电势能势能E Ep p减小，电子动能增大，原子能量减小反之，减小，电子动能增大，原子能量减小反之，轨道半径增大时，原子电势能增大，电子动能减小，轨道半径增大时，原子电势能增大，电子动能减小，原子能量增大原子能量增大192 2使原子激发的两种粒子一光子与实物粒子使原子激发的两种粒子一光子与实物粒子 (1)(1)原子若是吸收光子的能量
15、而被激发，其光子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，不存在激发到存在激发到n n能级时能量有余，而激发到能级时能量有余，而激发到n+1n+1时能量不时能量不足，则可激发到足，则可激发到n n能级的问题能级的问题 (2)(2)原子还可吸收外来实物粒子原子还可吸收外来实物粒子( (例如自由电子例如自由电子) )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
16、两能级的能量差值(E=En-Ek)(E=En-Ek)，均可使原子发生能级，均可使原子发生能级跃迁跃迁20 氢原子核外只有一个电子，这个电子在某个时刻氢原子核外只有一个电子，这个电子在某个时刻只能处在某一个可能的轨道上，在某段时间内，由某只能处在某一个可能的轨道上，在某段时间内，由某一轨道跃迁到另一个轨道时，可能的情况只有一种，一轨道跃迁到另一个轨道时，可能的情况只有一种，但是如果容器中盛有大量的氢原子，这些原子的核外但是如果容器中盛有大量的氢原子，这些原子的核外电子跃迁时就会有各种情况出现电子跃迁时就会有各种情况出现 对于量子数为对于量子数为n的一群氢原子，向较低的激发态的一群氢原子，向较低的
17、激发态或基态跃迁时，可能产生的谱线条数为或基态跃迁时，可能产生的谱线条数为3. 3. 一群原子和一个原子的跃迁问题一群原子和一个原子的跃迁问题214. 跃迁与电离的问题跃迁与电离的问题 原子跃迁时不管是吸收还是辐射光子，其光子原子跃迁时不管是吸收还是辐射光子，其光子的能量都必须等于这两个能级的能量差若想把处的能量都必须等于这两个能级的能量差若想把处于某一定态上的原子的电子电离出去，就需要给原于某一定态上的原子的电子电离出去，就需要给原子一定的能量如基态氢原子电离，其电离能为子一定的能量如基态氢原子电离，其电离能为13.6 eV，只要能量等于或大于，只要能量等于或大于13.6 eV的光子都能的光子都能被基态氢原子吸收而电离，只不过入射光子的能量被基态氢原子吸收而电离，只不过入射光子的能量越大，原子电离后产生的电子具有的动能越大越大，原子电离后产生的电子具有的动能越大 22
