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1、18-4.18-4.玻尔的原子模型尔的原子模型一、玻尔提出原子模型的背景： 卢瑟福的原子核式结构学说很好地解释了a粒子的散射实验，初步建立了原子结构的正确图景，但跟经典的电磁理论发生了矛盾。 1、原来，电子没有被库仑力吸引到核上，它一定是以很大的速度绕核运动，就象行星绕着太阳运动那样。按照经典理论，绕核运动的电子应该辐射出电磁波，因此它的能量要逐渐减少。随着能量的减少，电子绕核运行的轨道半径也要减小,于是电子将沿着螺旋线的轨道落入原子核，就像绕地球运动的人造卫星受到上层大气阻力不断损失能量后要落到地面上一样。 这样看来，原子应当是不稳定的，然而实际上并不是这样。 2、同时，按照经典电磁理论，电
2、子绕核运行时辐射电磁波的频率应该等于电子绕核运行的频率，随着运行轨道半径的不断变化，电子绕核运行的频率要不断变化，因此原子辐射电磁波的频率也要不断变化。这样，大量原子发光的光谱就应该是包含一切频率的连续谱。 以上矛盾表明，从宏观现象总结出来的经典电磁理论不适用于原子这样小的物体产生的微观现象。为了解决这个矛盾，1913年玻尔玻尔在卢瑟福学说的基础上，把普郎克的量子理论运用到原子系统上，提出了玻尔理论。二、玻尔理论的主要内容： 1、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。 2、原子从一种定态（设能量为E初）跃迁到另一种
3、定态（设能量为E终）时，它辐射（或吸收）一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即E初 E终. h v= 3、原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应。原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道的分布也是不连续的。玻尔玻尔（18851962）4 3 2 1 E4E3E2E1定态假设定态假设跃迁假设跃迁假设4 3 2 1 E4E3E2E1轨道假设轨道假设4 3 2 1h=E初初 E未未En=rn=n2r1 三、玻尔计算出氢的电子的各条可能轨道半径和电子在各条轨道上运动时的能量（包括动能和势能）公式：rn=n2 r1轨道半径：（n=1,2,3)能 量： En=n21E1（n
4、=1,2,3) 式中r1 ( r1 =0.531010m )、E1 ( E1=13.6eV)、分别代表第一条（即离核最近的）可能轨道的半径和电子在这条轨道上运动时的能量，rn、En 分别代表第n条可能轨道的半径和电子在第n条轨道上运动时的能量，n是正整数，叫量子数。四、氢原子的能级图：-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540 eVnE 1、能级：氢原子的各个定态的能量值，叫它的能级。 2、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。 3、激发态：除基态以外的能量较高的其他能级，叫做激发态。 4、原子发光现象：原子从较高的激发态向较低的激发态或
5、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，这就是原子发光现象。五、能级：电子云电子云1.电离电离:原子吸收能量使电子脱离原子束缚的现象原子吸收能量使电子脱离原子束缚的现象.2.能级能级:氢原子在各种定态时的能量值叫做能级氢原子在各种定态时的能量值叫做能级 3.量量子子数数n:按按能能级级由由低低到到高高为为1、2、3n(n为为整整数数) 如如:氢原子各能级可表示为氢原子各能级可表示为E1 、 E2 、 E3.En（3 3） 氢原子电离能氢原子电离能所以至少要所以至少要13.6eV13.6eV能量的电子能量的电子结论：结论：能较好地解释氢原子光谱和类氢原子光谱能较好地解释氢
6、原子光谱和类氢原子光谱 玻尔理论成功的解释并预言了氢原子辐射玻尔理论成功的解释并预言了氢原子辐射的电磁波的问题，但是也有它的局限性的电磁波的问题，但是也有它的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量子化的观念成功引入了量子化的观念同时又应用了同时又应用了“轨轨道道”等经典概念和等经典概念和有关牛顿力学规律有关牛顿力学规律除了氢原子光谱外，在解决除了氢原子光谱外，在解决其他问题上遇到了很大的困难其他问题上遇到了很大的困难电子在某处单位体积内出现的电子在某处单位体积内出现的 概率概率电子云电子云 玻尔理论解决了原子的稳定性和辐玻尔理论解决了原子的稳定性和辐射的频率条件问题，把
7、原子结构的理射的频率条件问题，把原子结构的理论向前推进了一步论向前推进了一步 2、下面关于玻尔理论的解释中，不正确的说法是（ ） 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，就不会向外辐射能量 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C3、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4、根据玻尔的原子理论，原子中电子绕核运动的半径（ ）A、可以取任意值 B、可以在某一范围内取任意值C、可以取一系列不连续的任意值D、是一系列不连续的特定值DACD5、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
