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1、第四节第四节 原子的能级结构原子的能级结构惠东平山中学惠东平山中学 王文就王文就光谱光谱1光谱光谱2（氢原子的特征光谱）（氢原子的特征光谱）1.从连续光谱和明线光谱的角度去判定，以上光谱分别属于从连续光谱和明线光谱的角度去判定，以上光谱分别属于什么光谱？什么光谱？2.为什么氢原子发出的光谱是不连续的？为什么氢原子发出的光谱是不连续的？学习目标：学习目标：1.1.了解原子的能级、跃迁、能量量子化以及基态和激发态等概念；了解原子的能级、跃迁、能量量子化以及基态和激发态等概念；2.2.了解原子能量量子化是如何提出来的，理解原子发射与吸收光子了解原子能量量子化是如何提出来的，理解原子发射与吸收光子的频
2、率与能级差的关系；的频率与能级差的关系；3.3.知道氢原子能级公式，以及能利用能级公式分析一些有关原子能知道氢原子能级公式，以及能利用能级公式分析一些有关原子能级的问题；级的问题；4 4、能用原子的能级结构解释氢原子光谱的不连续性。、能用原子的能级结构解释氢原子光谱的不连续性。阅读教材阅读教材60-6260-62页，独立、快速思考回答以下问题，时间页，独立、快速思考回答以下问题，时间1515分钟。分钟。1.1.原子的能量指的是什么？原子的能量指的是什么？2.2.什么叫原子的能级？什么叫做跃迁？什么叫原子的能级？什么叫做跃迁？3.3.氢原子能级表达式？氢原子能级表达式？4.4.原子从高能级原子从
3、高能级E Em m向低能级向低能级E En n跃迁时跃迁时 （辐射、吸收）光子，从低能级（辐射、吸收）光子，从低能级E En n向高向高能级能级E Em m跃迁时跃迁时 （辐射、吸收）光子。跃迁时辐射或吸收的光子能量（辐射、吸收）光子。跃迁时辐射或吸收的光子能量hvhv= = 。5.5.什么叫能级的基态、激发态？基态和激发态有什么区别？什么叫能级的基态、激发态？基态和激发态有什么区别？6.6.分析教材分析教材6161页的氢原子的能级图，页的氢原子的能级图，E E2 2向向E E1 1跃迁时辐射光子的能量跃迁时辐射光子的能量 ，E E3 3向向E E1 1跃迁时辐射光子的能量跃迁时辐射光子的能量
4、 ，辐射光子的频率辐射光子的频率v v与能级差与能级差E E有什么关系？有什么关系？7.7.为什么氢原子发出的光谱是不连续的？为什么氢原子发出的光谱是不连续的？电子绕原子核运动具有电子绕原子核运动具有动能动能，电子与原子核之间相互作用具有，电子与原子核之间相互作用具有势能势能，两者之和两者之和。原子内部不连续的能量叫原子内部不连续的能量叫能级能级；原子从一个能级变化到另一个能级的过程叫；原子从一个能级变化到另一个能级的过程叫跃迁跃迁。辐射辐射吸收吸收E Em m - - E En n最低能级对应的状态称为最低能级对应的状态称为基态基态；能级比基态高的其它状态叫；能级比基态高的其它状态叫激发态激
5、发态，激发态的原子不稳，激发态的原子不稳定会自发向较低的能级跃迁。定会自发向较低的能级跃迁。10.2ev10.2ev12.09evhv= E = Em- En氢原子从高能级向低能级跃迁时，辐射光子形成光谱，由于辐射出的光子的氢原子从高能级向低能级跃迁时，辐射光子形成光谱，由于辐射出的光子的能量等于两能级间的能量差，而能级是不连续的，所以光谱也是不连续的。能量等于两能级间的能量差，而能级是不连续的，所以光谱也是不连续的。氢原子的能级氢原子的能级从从 可算出：可算出：所以，上式也可以写成：所以，上式也可以写成：以无穷远处为参考位置以无穷远处为参考位置以无穷远处为参考位置以无穷远处为参考位置高能级高
6、能级低能级低能级氢原子的能级图：氢原子的能级图：氢原子的能级图：氢原子的能级图：-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540 eVnE氢原子的能级图：氢原子的能级图：-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540 eVnE当堂训练：独立、快速完成，时间：当堂训练：独立、快速完成，时间：10分钟分钟1.(单选）氢原子第二能级的能量为单选）氢原子第二能级的能量为( )A-l3.6 eV B-l0.2 eV C-3.6 eV D-7.8 eV2. (单选）氢原子辐射出一个光子后，则单选）氢原子辐射出一个光子后，则( )A电子与原子核距离增大电子与原子核距离增大 B电子的动能增大电子的动能增
7、大C氢原子的电势能增大氢原子的电势能增大 D原子的能级值增大原子的能级值增大3.(双选）原子的能量量子化现象是指双选）原子的能量量子化现象是指( )A原子的能量是不可改变的原子的能量是不可改变的 B原子的能量和电子与原子核的距离无关原子的能量和电子与原子核的距离无关C原子的能量状态是不连续的原子的能量状态是不连续的 D原子具有分立的能级原子具有分立的能级4 .(双选）下列说法正确的是双选）下列说法正确的是 ( )A原子从基态跃迁到激发态要放出光子，光子的能量等于始、末两个能级的能原子从基态跃迁到激发态要放出光子，光子的能量等于始、末两个能级的能量差量差B原子不能从低能级向高能级跃迁原子不能从低
8、能级向高能级跃迁C原子吸收光子后从低能级跃迁到高能级，放出光子后从较高能级跃迁到较低原子吸收光子后从低能级跃迁到高能级，放出光子后从较高能级跃迁到较低能级能级D原子吸收光子或放出光子的能量恒等于始、末两个能级的能量差值原子吸收光子或放出光子的能量恒等于始、末两个能级的能量差值CB CDCD原子的能量一般指电势能与动能之和原子的能量一般指电势能与动能之和 即：即：En=(EP+EK) 0电子吸收到的能量恰好等于当时能量的绝电子吸收到的能量恰好等于当时能量的绝对值时对值时, ,电子恰好被电离。恰好电离后电子恰好被电离。恰好电离后E En n=0=0、 E EP P=0=0、 E EK K=0=0电
9、子吸收到的能量大于当时能量的绝对值时，电子吸收到的能量大于当时能量的绝对值时，电子被电离，电离后电子被电离，电离后E0E0、 E EP P=0=0、 E EK K00电子吸收能量的形式一般有两种电子吸收能量的形式一般有两种吸收合适频率光子的能量（可能全吸收或全不吸收）吸收合适频率光子的能量（可能全吸收或全不吸收）电子与其它粒子碰撞时吸收能量（全吸收或部分吸收）电子与其它粒子碰撞时吸收能量（全吸收或部分吸收）知识点拓展知识点拓展11.1.一个处于第二激发态的氢原子，它最多可放出多少个光子？一个处于第二激发态的氢原子，它最多可放出多少个光子？2个2.2.一群处于第二激发态的氢原子，它们最多可放出多
10、少个光子？一群处于第二激发态的氢原子，它们最多可放出多少个光子？3个3.3.一群氢原子从一群氢原子从n=5n=5的激发态向低能级跃迁时，产生的光谱线有多的激发态向低能级跃迁时，产生的光谱线有多少条？少条？C52=10条4.4.一群一群处于基态的氢原子在某种单色光的照射下，只能发出频率处于基态的氢原子在某种单色光的照射下，只能发出频率为为v v1 1 、v v2 2、 v v3 3三种光，且三种光，且 v v1 1 v v2 2vv3 3 ，则该照射光的光子能量，则该照射光的光子能量是多少？是多少？ hv3 或h(v1+v2) 知识点拓展知识点拓展2氢原子的能级图：氢原子的能级图：氢原子的能级图：氢原子的能级图：-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540 eVnE
