第04節(jié)原子的能級(jí)結(jié)構(gòu) (2)

1、 18.4玻爾的原子模型 授課老師：陳茵媚盧瑟福模型的困難原子核式結(jié)構(gòu)模型與經(jīng)典電磁理論的矛盾核外電子繞核運(yùn)動(dòng)輻射電磁波電子軌道半徑連續(xù)變小原子不穩(wěn)定輻射電磁波頻率連續(xù)變化事實(shí)上：原子是穩(wěn)定的原子光譜是線狀譜盧瑟福原子核式模型無(wú)法解釋氫原子光譜的規(guī)律一、玻爾原子結(jié)構(gòu)模型1、軌道假設(shè)（軌道量子化假設(shè)）:電子的軌道是 的，即軌道半徑是 的數(shù)值，不可能是介于這些數(shù)值中間的某個(gè)值。+分 立 軌 道電子在這些軌道上繞核的轉(zhuǎn)動(dòng)是 的，不產(chǎn)生 。量子化分立穩(wěn)定電磁輻射、定態(tài)假設(shè)（能量量子化假設(shè)）:+m rv軌道圖123電子在不同軌道上運(yùn)行時(shí)，對(duì)應(yīng)原子具有 的能量，因此原子的能量是 的。這些量子化的能量值叫

2、，具有確定能量值的穩(wěn)定狀態(tài)稱為 ， 叫基態(tài)，其它的狀態(tài)叫做 。不同量子化能級(jí)定態(tài)能量最低的狀態(tài)激發(fā)態(tài)基態(tài)激發(fā)態(tài)能級(jí)圖3、躍遷假設(shè)123低能級(jí)高能級(jí)躍遷吸收光子輻射光子針對(duì)原子光譜是線狀譜提出二、玻爾理論對(duì)氫光譜的解釋玻爾從上述假設(shè)出發(fā)，利用庫(kù)侖定律和牛頓運(yùn)動(dòng)定律，計(jì)算出了氫的電子可能的軌道半徑和對(duì)應(yīng)的能量123456基態(tài)激發(fā)態(tài)-13.6eV-3.4eV-1.51eV-0.85eV-0.54eV0 eV半徑：能級(jí)：?jiǎn)栴}1：（1）.從n=2躍遷到n=3能級(jí) 釋 _eV能量。（2）.從n=4躍遷到n=2能級(jí) _ eV能量。1.892.55吸收釋放問(wèn)題2：比較問(wèn)題1中兩種光子的頻率大?。?）情況中光子

3、的頻率大問(wèn)題3：分別能量為9ev、10.2ev、11eV、15eV的光子照射處于基態(tài)的氫原子，結(jié)果會(huì)如何？躍遷：使原子電離電離：9ev10.2ev11ev15ev不吸收能讓基態(tài)的氫原子躍遷到2能級(jí)不吸收能讓電子逃離原子核的束縛問(wèn)題1：巴爾末公式有正整數(shù)n出現(xiàn)，這里我們也用正整數(shù)n來(lái)標(biāo)志氫原子的能級(jí)。它們之間是否有某種關(guān)系？巴爾末公式：二、玻爾理論對(duì)氫光譜的解釋實(shí)驗(yàn)測(cè)得：玻爾理論算得：2、成功預(yù)言了氫原子存在其它系譜線-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540 eVnE/eV巴耳末系可見光三、玻爾理論對(duì)氫光譜的解釋1、成功解釋了氫原子的巴耳末系譜線2、成功預(yù)言了氫原子的其它系譜線400n

4、m-可見光區(qū)-700nm紅外線區(qū)紫外線區(qū)HHHH656nm486nm434nm410nm賴曼系 紫外線帕邢系布喇開系普豐特系紅外線問(wèn)題：1.氣體導(dǎo)電發(fā)光的機(jī)理是什么？2、為什么可以制成五顏六色的霓虹燈？三、玻爾理論的成功與局限之處1、成功之處：引入了“量子”的觀念成功解釋了氫原子的線狀光譜2、局限之處：過(guò)多地引用了經(jīng)典的物理理論對(duì)于外層電子較多元素的原子光譜，其理論與事實(shí)相差很大問(wèn)題：怎樣修改玻爾模型？思想：必須徹底放棄經(jīng)典概念？關(guān)鍵：用電子云概念取代經(jīng)典的軌道概念電子在某處單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率電子云玻爾理論只能解釋氫原子光譜，而對(duì)外層電子較多的原子，理論與實(shí)際相差很多，玻爾理論不再成立。取而

5、代之的是量子力學(xué)。量子力學(xué)是一種徹底的量子理論。它不但成功地解釋了玻爾理論所能解釋的現(xiàn)象，而且能夠解釋大量玻爾理論所不能解釋的現(xiàn)象。玻爾理論中的三點(diǎn)假設(shè)，在量子力學(xué)中也變成理論上推導(dǎo)出來(lái)的直接結(jié)果。建立在量子力學(xué)基礎(chǔ)上的原子理論認(rèn)為，核外電子的運(yùn)動(dòng)服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律，而沒(méi)有固定的軌道，我們只能知道他們?cè)诤送饽程幊霈F(xiàn)的概率大小。結(jié)果發(fā)現(xiàn)電子在某些地方出現(xiàn)的率概較大，在另一些地方出現(xiàn)的概率較小，電子頻繁地出現(xiàn)在這些概率大的地方，我們可以想像在那里有一團(tuán)“電子云”包圍著原子核，這些電子云形成許多層，在不同層中運(yùn)動(dòng)的電子具有不同的能量，因而形成了原子的定態(tài)和能級(jí)。這樣量子力學(xué)就根本拋棄了從經(jīng)典物理引用來(lái)的電子運(yùn)動(dòng)軌道的概念，所謂玻爾理論中的電子軌道，只不過(guò)是電子云中電子出現(xiàn)概率最大的地方。18.4 玻爾的原子模型一、玻爾原子結(jié)構(gòu)模型1、軌道假設(shè)（軌道量子化假設(shè)）:、定態(tài)假設(shè)（能量量子化假設(shè)）:、躍遷假設(shè)（頻率條件）：基態(tài)激發(fā)態(tài)二、玻爾理論對(duì)氫光譜的解釋1、向低能級(jí)躍遷發(fā)射光子2、向高能級(jí)躍遷吸收光子躍遷：電離：三、玻爾理論的成功與局限之處【例題】一群處于n=4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷，能發(fā)出多少種頻率的光