《人教版高二物理选修3-5 18.4 玻尔原子模型(共18张PPT)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版高二物理选修3-5 18.4 玻尔原子模型(共18张PPT)（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 18.18.4 4玻尔的原子模型玻尔的原子模型 卢瑟福模型的困难卢瑟福模型的困难原子核式结构模型原子核式结构模型与与经典电磁理论经典电磁理论的矛盾的矛盾核外电子绕核运动核外电子绕核运动辐射电磁波辐射电磁波电子轨道半径连续变小电子轨道半径连续变小原子不稳定原子不稳定辐射电磁波频率连续变化辐射电磁波频率连续变化事实上：事实上：原子是稳定的原子是稳定的原子光谱是线状谱原子光谱是线状谱卢瑟福原子核式模型无法解释氢原子光谱的规律卢瑟福原子核式模型无法解释氢原子光谱的规律一、玻尔原子结构模型一、玻尔原子结构模型1、轨道假设轨道假设轨道假设轨道假设（轨道量子化假设轨道量子化假设轨道量子化假设轨道量子化假设
2、）: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根据根据原子核式结构模型提出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。电子在不同的轨道运动对应电子在不同的轨道运动对应电子在不同的轨道运动对应电子在不同的轨道运动对应着不同的状态，原子在不同着不同的状态，原子在不同着不同的状态，原
3、子在不同着不同的状态，原子在不同的状态中具有不同的能量，的状态中具有不同的能量，的状态中具有不同的能量，的状态中具有不同的能量， 原子只能处于一系列不连续原子只能处于一系列不连续的能量状态中，这些量子化的能量状态中，这些量子化的能量值叫做的能量值叫做能级能级在这些在这些状态中原子是稳定的，电子状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。这些状态叫辐射能量。这些状态叫定态定态。、定态假设定态假设定态假设定态假设（能量量子化假设能量量子化假设能量量子化假设能量量子化假设）:针对原子的稳定性提出针对原子的稳定性提出针对原子的稳定性提出针对原子的稳定性提出 量量子
4、子数数能级图能级图m rv轨道图轨道图1 1 1 12 2 2 23 3 3 3 量量子子数数能级图能级图m rv轨道图轨道图1 1 1 12 2 2 23 3 3 3能级能级：原子处于不同定态时所具有的能量值原子处于不同定态时所具有的能量值思考与讨论：思考与讨论：a a、电子处于什么轨道时原子、电子处于什么轨道时原子所具有的能量较小？是内层轨所具有的能量较小？是内层轨道还是外层轨道？道还是外层轨道？b b、电子处于什么轨道时原子、电子处于什么轨道时原子最稳定呢？最稳定呢？1、基态、基态：能量值最低的状态能量值最低的状态轨道半径最小轨道半径最小( (离核最近离核最近离核最近离核最近) )2、激
5、发态、激发态：除基态外的状态除基态外的状态原子从一种定态（设能量为原子从一种定态（设能量为E初）跃迁到另一种定态（设初）跃迁到另一种定态（设能量为能量为E终）时，它辐射（或终）时，它辐射（或吸收）一定频率的光子，光吸收）一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能子的能量由这两种定态的能量差决定，即量差决定，即、跃迁假设、跃迁假设（频率条件）（频率条件）（频率条件）（频率条件）：Em En h v=1 12 23 34 45 5 n n量子数量子数量子数量子数-13.6-13.6-3.4-3.4-1.51-1.51-0.85-0.85-0.54-0.540 0E /eVE /eV能级图能级图能级
6、图能级图针对原子光谱是线状谱提出针对原子光谱是线状谱提出1、向低、向低能级能级跃迁跃迁1 12 23 34 45 5 n n量子数量子数量子数量子数-13.6-13.6-3.4-3.4-1.51-1.51-0.85-0.85-0.54-0.540 0E /eVE /eV处于激发态的原子处于激发态的原子处于激发态的原子处于激发态的原子是不稳定的可自发是不稳定的可自发是不稳定的可自发是不稳定的可自发地经过一次或几次地经过一次或几次地经过一次或几次地经过一次或几次跃迁达基态跃迁达基态跃迁达基态跃迁达基态跃迁时发射光子的能量：跃迁时发射光子的能量：跃迁时发射光子的能量：跃迁时发射光子的能量：发射光子发
7、射光子发射光子发射光子光子的能量必须光子的能量必须光子的能量必须光子的能量必须等于等于等于等于能级差能级差能级差能级差二二、玻尔理论对氢光谱的解释、玻尔理论对氢光谱的解释2 2、向、向、向、向高能级高能级高能级高能级跃迁跃迁跃迁跃迁1 12 23 34 45 5 n n量子数量子数量子数量子数-13.6-13.6-3.4-3.4-1.51-1.51-0.85-0.85-0.54-0.540 0E /eVE /eV吸收光子吸收光子吸收光子吸收光子光子的能量必须光子的能量必须光子的能量必须光子的能量必须等于等于等于等于能级差能级差能级差能级差使原子电离使原子电离使原子电离使原子电离跃迁：跃迁：跃迁
8、：跃迁：电离：电离：电离：电离：跃迁时吸收光子的能量：跃迁时吸收光子的能量：跃迁时吸收光子的能量：跃迁时吸收光子的能量：问题：问题：问题：问题：要使处于基态的氢原子从基态跃迁到要使处于基态的氢原子从基态跃迁到要使处于基态的氢原子从基态跃迁到要使处于基态的氢原子从基态跃迁到n=4n=4n=4n=4激发态，激发态，激发态，激发态，则照射光的频率必须为多少？则照射光的频率必须为多少？则照射光的频率必须为多少？则照射光的频率必须为多少？问题：问题：问题：问题：分别能量为分别能量为分别能量为分别能量为12.09ev12.09ev12.09ev12.09ev、11eV11eV11eV11eV、15eV15
9、eV15eV15eV的光子照射处于基态的氢原子，的光子照射处于基态的氢原子，的光子照射处于基态的氢原子，的光子照射处于基态的氢原子，结果结果结果结果会会会会如何？如何？如何？如何？三三、玻尔理论的成功与局限之处、玻尔理论的成功与局限之处1 1、成功之处：、成功之处：、成功之处：、成功之处： 引入了引入了引入了引入了“ “量子量子量子量子” ”的观念的观念的观念的观念成功解释了氢原子的线状光谱成功解释了氢原子的线状光谱成功解释了氢原子的线状光谱成功解释了氢原子的线状光谱2 2、局限之处：、局限之处：、局限之处：、局限之处：过多地引用了经典的物理理论过多地引用了经典的物理理论过多地引用了经典的物理
10、理论过多地引用了经典的物理理论对于外层电子较多元素的原子对于外层电子较多元素的原子对于外层电子较多元素的原子对于外层电子较多元素的原子光谱，其理论与事实相差很大光谱，其理论与事实相差很大光谱，其理论与事实相差很大光谱，其理论与事实相差很大问题：问题：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：用关键：用电子云电子云概念取代经典的轨道概念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玻尔理论只能解释氢原子光谱，而对外层电子较多的原子，玻尔理论只能解释氢原子光谱，而对外层电子较多的原子，玻尔理论只
11、能解释氢原子光谱，而对外层电子较多的原子，玻尔理论只能解释氢原子光谱，而对外层电子较多的原子，理论与实际相差很多，玻尔理论不再成立。取而代之的是量理论与实际相差很多，玻尔理论不再成立。取而代之的是量理论与实际相差很多，玻尔理论不再成立。取而代之的是量理论与实际相差很多，玻尔理论不再成立。取而代之的是量子力学。量子力学是一种彻底的量子理论。它不但成功地解子力学。量子力学是一种彻底的量子理论。它不但成功地解子力学。量子力学是一种彻底的量子理论。它不但成功地解子力学。量子力学是一种彻底的量子理论。它不但成功地解释了玻尔理论所能解释的现象，而且能够解释大量玻尔理论释了玻尔理论所能解释的现象，而且能够解
12、释大量玻尔理论释了玻尔理论所能解释的现象，而且能够解释大量玻尔理论释了玻尔理论所能解释的现象，而且能够解释大量玻尔理论所不能解释的现象。玻尔理论中的三点假设，在量子力学中所不能解释的现象。玻尔理论中的三点假设，在量子力学中所不能解释的现象。玻尔理论中的三点假设，在量子力学中所不能解释的现象。玻尔理论中的三点假设，在量子力学中也变成理论上推导出来的直接结果。建立在量子力学基础上也变成理论上推导出来的直接结果。建立在量子力学基础上也变成理论上推导出来的直接结果。建立在量子力学基础上也变成理论上推导出来的直接结果。建立在量子力学基础上的原子理论认为，的原子理论认为，的原子理论认为，的原子理论认为，核
13、外电子的运动服从统计规律，而没有固核外电子的运动服从统计规律，而没有固核外电子的运动服从统计规律，而没有固核外电子的运动服从统计规律，而没有固定的轨道，我们只能知道他们在核外某处出现的概率大小。定的轨道，我们只能知道他们在核外某处出现的概率大小。定的轨道，我们只能知道他们在核外某处出现的概率大小。定的轨道，我们只能知道他们在核外某处出现的概率大小。结果发现电子在某些地方出现的率概较大，在另一些地方出结果发现电子在某些地方出现的率概较大，在另一些地方出结果发现电子在某些地方出现的率概较大，在另一些地方出结果发现电子在某些地方出现的率概较大，在另一些地方出现的概率较小，电子频繁地出现在这些现的概率
14、较小，电子频繁地出现在这些现的概率较小，电子频繁地出现在这些现的概率较小，电子频繁地出现在这些概概概概率大的地方率大的地方率大的地方率大的地方，我们，我们，我们，我们可以想像在那里有一团可以想像在那里有一团可以想像在那里有一团可以想像在那里有一团“ “电子云电子云电子云电子云” ”包围着原子核，这些电子云包围着原子核，这些电子云包围着原子核，这些电子云包围着原子核，这些电子云形成许多层，在不同层中运动的电子具有不同的能量，因而形成许多层，在不同层中运动的电子具有不同的能量，因而形成许多层，在不同层中运动的电子具有不同的能量，因而形成许多层，在不同层中运动的电子具有不同的能量，因而形成了原子的定
15、态和能级。这样量子力学就根本抛弃了从经形成了原子的定态和能级。这样量子力学就根本抛弃了从经形成了原子的定态和能级。这样量子力学就根本抛弃了从经形成了原子的定态和能级。这样量子力学就根本抛弃了从经典物理引用来的电子运动轨道的概念，典物理引用来的电子运动轨道的概念，典物理引用来的电子运动轨道的概念，典物理引用来的电子运动轨道的概念，所谓玻尔理论中的电所谓玻尔理论中的电所谓玻尔理论中的电所谓玻尔理论中的电子轨道，只不过是电子云中电子出现概率最大的地方子轨道，只不过是电子云中电子出现概率最大的地方子轨道，只不过是电子云中电子出现概率最大的地方子轨道，只不过是电子云中电子出现概率最大的地方。18.4 玻
16、尔的原子模型玻尔的原子模型一、玻尔原子结构模型一、玻尔原子结构模型一、玻尔原子结构模型一、玻尔原子结构模型1、轨道假设轨道假设轨道假设轨道假设（轨道量子化假设轨道量子化假设轨道量子化假设轨道量子化假设）:、定态假设定态假设定态假设定态假设（能量量子化假设能量量子化假设能量量子化假设能量量子化假设）:、跃迁假设跃迁假设跃迁假设跃迁假设（频率条件）（频率条件）（频率条件）（频率条件）：基态基态基态基态激发态激发态激发态激发态二二二二、玻尔理论对氢光谱的解释、玻尔理论对氢光谱的解释、玻尔理论对氢光谱的解释、玻尔理论对氢光谱的解释1 1、向低、向低、向低、向低能级能级能级能级跃迁跃迁跃迁跃迁发射光子发
17、射光子发射光子发射光子2 2、向、向、向、向高能级高能级高能级高能级跃迁跃迁跃迁跃迁吸收光子吸收光子吸收光子吸收光子跃迁跃迁跃迁跃迁：电离电离电离电离：三三三三、玻尔理论的成功与局限之处、玻尔理论的成功与局限之处、玻尔理论的成功与局限之处、玻尔理论的成功与局限之处谢谢谢谢1 1、下面关于玻尔理论的解释中，不正确的说法、下面关于玻尔理论的解释中，不正确的说法是（是（ ） A A、原子只能处于一系列不连续的状态中，、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每个状态都对应一定的能量 B B、原子中，虽然核外电子不断做加速运动，、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
18、变，就不会向外辐射能量但只要能量状态不改变，就不会向外辐射能量 C C、原子从一种定态跃迁到另一种定态时，、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一定要辐射一定频率的光子 D D、原子的每一个能量状态都对应一个电子、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轨道，并且这些轨道是不连续的C练习：2 2、根据玻尔的原子理论，原子中电子绕核运动的半、根据玻尔的原子理论，原子中电子绕核运动的半径（径（ ）A A、可以取任意值、可以取任意值 B B、可以在某一范围内取任意值、可以在某一范围内取任意值C C、可以取一系列不连续的任意值、可以取一系列不连续的任意值D D、是一系列不连续的特定值、是一系列不连续的特定值D 3 、按照波尔理论，氢原子核外电子从半径较按照波尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道上，有关能量变小的轨道跃迁到半径较大的轨道上，有关能量变化的说法中，正确的是化的说法中，正确的是:A、电子的动能变大，电势能变大，总能量变大、电子的动能变大，电势能变大，总能量变大B、电子的动能变小，电势能变小，总能量变小、电子的动能变小，电势能变小，总能量变小C、电子的动能变小，电势能变大，总能量不变、电子的动能变小，电势能变大，总能量不变D、电子的动能变小，电势能变大，总能量变大、电子的动能变小，电势能变大，总能量变大D
