波爾的原子模型-課件

第十八章原子結(jié)構(gòu)

第四節(jié)波爾的原子模型人教版選修3-5湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子湯姆孫的西瓜模型α粒子散射實(shí)驗(yàn)盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型回顧科學(xué)家對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)史原子不可割湯姆孫的西瓜模型原子穩(wěn)定性事實(shí)氫光譜實(shí)驗(yàn)否定建立否定建立否定盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型建立出現(xiàn)矛盾出現(xiàn)矛盾?圍繞原子核運(yùn)動(dòng)的電子軌道半徑只能是某些不連續(xù)（分立）的數(shù)值。一、玻爾的原子模型1、軌道量子化假設(shè):+分立軌道3142（1）如氫原子電子的可能軌道r半經(jīng)：…（3）人造衛(wèi)星軌道可按要求任意軌道半經(jīng)，這種軌道半經(jīng)是連續(xù)的rn＝n2r1(n＝1,2,3

)r1＝0.053nmr2＝0.212nmn叫量子數(shù)n=1表示電子軌道1（2）電子在這些軌道上繞核的轉(zhuǎn)動(dòng)是穩(wěn)定的，不產(chǎn)生電磁輻射電子在不同的軌道運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)著不同的狀態(tài)，原子在不同的狀態(tài)中具有不同的能量，即能量是量子化的２、能量量子化假設(shè)

:(1)能級(jí)：這些量子化的能量值叫做能級(jí)．(2)定態(tài)：在這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)的,電子雖然繞核運(yùn)動(dòng)，但并不向外輻射能量。這些狀態(tài)叫定態(tài)。12345∞n量子數(shù)E/eVＥ3Ｅ2Ｅ１Ｅ4Ｅ5Ｅ∞能級(jí)圖(3)

基態(tài)：能量值最低的狀態(tài)軌道半徑最小(離核最近)-----與衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)類比(4)

激發(fā)態(tài)：除基態(tài)外的狀態(tài)+1432氫原子能級(jí)圖12345∞n量子數(shù)=-13.6=-3.4=-1.51=-0.85=-0.54=0E/eVＥ４Ｅ１Ｅ３Ｅ２Ｅ５Ｅ∞原子的能量包括核外電子動(dòng)能和核與電子間的勢(shì)能取時(shí)的能量為0,其他的能級(jí)能量均為負(fù)n=8當(dāng)電子從能量較高的定態(tài)軌道（設(shè)能量為Em）躍遷到能量較低的定態(tài)軌道（設(shè)能量為En）時(shí)，會(huì)放出能量為hv的光子.３、躍遷假設(shè)Em－En

hv=12345∞n量子數(shù)-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540E/eV能級(jí)圖

反之電子吸收光子時(shí)會(huì)從能量較低的軌道躍遷到能量較高的軌道，同樣滿足上式關(guān)系問題：氫原子的電子從

n=3的軌道，躍遷到基態(tài)發(fā)射的光子頻率為多少？？(m>n)－－－－－－－－－12345

0nE/eV∞賴曼系（紫外線）巴耳末系（可見光）帕邢系（紅外線）布喇開系逢德系N=1N=2N=3N=4N=5N=6成功解釋了氫光譜的所有譜線+二、玻爾理論對(duì)氫光譜的解釋8氫原子的能級(jí)圖－－－－－－－－－－－－－－－－－１２３４５-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540eVnE/eV∞基態(tài)激發(fā)態(tài)賴曼系巴耳末系帕邢系布喇開系普豐德系二、玻爾理論對(duì)氫光譜的解釋從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷發(fā)射光子：以光子形式輻射出去（原子發(fā)光現(xiàn)象）。2.從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷(1)吸收光子對(duì)于能量大于或等于13.6eV的光子(全被吸收,電離)；對(duì)于能量小于13.6eV的光子(要么全被吸收，要么不吸收)。(2)吸收實(shí)物粒子能量只要實(shí)物粒子動(dòng)能足以使氫原子向高能級(jí)躍遷，就能被氫原子吸收全部或部分動(dòng)能而使氫原子向高能級(jí)躍遷，多余能量仍為實(shí)物粒子的動(dòng)能。

思考與討論：E1主量子數(shù)電離態(tài)n123485EE2-13.6E3E4E5能量(eV)第三激發(fā)態(tài)第二激發(fā)態(tài)第一激發(fā)態(tài)基態(tài)-3.39-1.15-0.85-0.54若大量氫原子處于主量子數(shù)的激發(fā)態(tài),會(huì)輻射幾種頻率的光；在哪兩個(gè)能級(jí)之間躍遷？最短波長(zhǎng)光的頻率是多少？n5其中波長(zhǎng)最短的光是巴耳末系末態(tài)[例1]練習(xí)：對(duì)玻爾理論的下列說法中，正確的是（）

A、繼承了盧瑟福的原子模型，但對(duì)原子能量和電子軌道引入了量子化假設(shè)

B、對(duì)經(jīng)典電磁理論中關(guān)于“做加速運(yùn)動(dòng)的電荷要輻射電磁波”的觀點(diǎn)表示贊同

C、用能量轉(zhuǎn)化與守恒建立了原子發(fā)光頻率與原子能量變化之間的定量關(guān)系

D、玻爾的兩個(gè)公式是在他的理論基礎(chǔ)上利用經(jīng)典電磁理論和牛頓力學(xué)計(jì)算出來的ACD

玻爾理論成功的解釋并預(yù)言了氫原子輻射的電磁波的問題，但是也有它的局限性在解決核外電子的運(yùn)動(dòng)時(shí)成功引入了量子化的觀念同時(shí)又應(yīng)用了“粒子、軌道”等經(jīng)典概念和有關(guān)牛頓力學(xué)規(guī)律除了氫原子光譜外，在解決其他問題上遇到了很大的困難三、玻爾模型的局限性氦原子光譜量子化條件的引進(jìn)沒有適當(dāng)?shù)睦碚摻忉寽穼O發(fā)現(xiàn)電子湯姆孫的西瓜模型α

粒子散射實(shí)驗(yàn)盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型原子不可割湯姆孫的西瓜模型原子穩(wěn)定性事實(shí)氫光譜實(shí)驗(yàn)盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型出現(xiàn)矛盾?玻爾模型復(fù)雜（氦）原子光譜量子力學(xué)理論玻爾模型出現(xiàn)矛盾原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)史否定建立否定建立出現(xiàn)矛盾否定建立否定建立怎樣修改玻爾模型？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—電子云建立科學(xué)模型提出科學(xué)假說觀察與實(shí)驗(yàn)所獲得的事實(shí)庫侖引力

原子核

量子化

電磁輻射

量子化

能級(jí)定態(tài)

基態(tài)

激發(fā)態(tài)一、玻爾原子理論的基本假設(shè)Em－En

分立

n2r1

1,2,3，…

二、玻爾理論對(duì)氫光譜的解釋最低

近－13.6eV

放出

Em－En

低能級(jí)

高能級(jí)小結(jié)一、玻爾原子結(jié)構(gòu)模型內(nèi)容1、軌道量子化假設(shè)２、能量量子化假設(shè)３、躍遷假設(shè)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：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：（1）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（2）過多地引用了經(jīng)典的物理理論1.根據(jù)玻爾的原子理論，原子中電子繞核運(yùn)動(dòng)的半徑（）A、可以取任意值B、可以在某一范圍內(nèi)取任意值C、可以取一系列不連續(xù)的任意值D、是一系列不連續(xù)的特定值D２.按照波爾理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道上，有關(guān)能量變化的說法中，正確的是:A、電子的動(dòng)能變大，電勢(shì)能變大，總能量變大B、電子的動(dòng)能變小，電勢(shì)能變小，總能量變小C、電子的動(dòng)能變小，電勢(shì)能變大，總能量不變D、電子的動(dòng)能變小，電勢(shì)能變大，總能量變大D課堂練習(xí)３.如圖所示為氫原子的能級(jí)圖，若用能量為12.75eV的光子去照射大量處于基態(tài)的氫原子，則(

)A.氫原子能從基態(tài)躍遷到n=4的激發(fā)態(tài)上去B.有的氫原子能從基態(tài)躍遷到n=3的激發(fā)態(tài)上去C.氫原子最多能發(fā)射3種波長(zhǎng)不同的光D.氫原子最多能發(fā)射6種波長(zhǎng)不同的光AD巴耳末系-13.6eV-3.40eV-1.51eV-0.85eV-0.54eV

0n=1n=2n=3n=4n=5n=４.欲使處于基態(tài)的氫原子被激發(fā)，下列可行的措施是()

A.用10.2

eV的光子照射B.用11eV的光子照射C.用14eV的光子照射D.用11eV的電子碰撞ACD√√×√√×√×ABC７、根據(jù)玻爾理論，氫原子中，量子數(shù)N越大，則下列說