4.4玻爾的原子模型+能級+課件+-高二物理教科版（2019）選擇性必修第三冊

玻爾的原子模型

能級湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子湯姆孫的棗糕模型α粒子散射實驗盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型回顧科學(xué)家對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識史原子不可割湯姆孫的棗糕模型原子穩(wěn)定性事實氫光譜實驗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?普朗克黑體輻射的量子論愛因斯坦的光量子論玻爾原子結(jié)構(gòu)假說巴耳末公式一、玻爾的原子結(jié)構(gòu)理論（1）電子軌道半徑r只能是某些分立的數(shù)值（2）電子繞核的轉(zhuǎn)動是穩(wěn)定的，不產(chǎn)生電磁輻射。（3）電子只能在某些特定軌道運動，而且不產(chǎn)生電磁輻射。1、假說1：軌道量子化（軌道假說）（4）電子的軌道半徑公式（其中，n=1、2、3、....r1=0.053nm，是距離原子核最近的軌道半徑）n越大，核外電子軌道半徑越大，電子距離原子核越遠針對原子核式結(jié)構(gòu)模型提出針對原子的穩(wěn)定性提出n=∞原子的能量與電子所在的軌道相對應(yīng)當(dāng)電子在不同的軌道上運動時，原子具有不同的能量。2、假說2：能量量子化（定態(tài)/能級假說）針對原子的穩(wěn)定性提出（2）能級：原子的在各種定態(tài)時的能量值（1）定態(tài)：原子具有確定能量的穩(wěn)定狀態(tài)①基態(tài)：能量最低的狀態(tài)(離核最近)②激發(fā)態(tài)：其他的能量狀態(tài)2、假說2：能量量子化（定態(tài)/能級假說）123E412345E1E3E2E5E∞n基態(tài)激發(fā)態(tài)（3）電子軌道與原子能級的對應(yīng)關(guān)系基態(tài)激發(fā)態(tài)E41234E1E3E2E∞n軌道與能級相對應(yīng)原子能級圖第1激發(fā)態(tài)∞第n-1激發(fā)態(tài)電子軌道圖氫原子：+n=1n=2n=3v-n=4v-v-v-n=∞n越大，原子的能量越多，能級越高，核外電子的軌道半徑越大——針對原子光譜是線狀譜提出+nm低能級（Em）高能級（En）電子吸收光子克服庫侖引力做功，原子能量增加電子輻射光子，原子能量減少躍遷頻率條件:-3、假說3：頻率條件(躍遷假說）二、用玻爾的原子結(jié)構(gòu)理論解釋氫原子光譜軌道量子化：氫原子：能量量子化：氫原子：頻率條件:（輻射條件）玻爾原子模型

E/eV01、定態(tài)的能量值指總能量(即E=Ek+Ep)例如：E1=-13.6eV，其中Ek1=13.6eV，Ep1=-27.2eV。2、電勢能Ep＜0，原因是規(guī)定無限遠處的電勢能為零。

越是里面軌道電勢能越小，負得越多。注意：1、電子從高能級向低能級躍遷（自發(fā)躍遷）處于激發(fā)態(tài)的原子是不穩(wěn)定的，可自發(fā)地經(jīng)過一次或幾次躍遷到達基態(tài)。發(fā)射光子的能量：——發(fā)射光子由于能級是分立的，所以放出的光子的能量也是分立的，因此原子的發(fā)射光譜只有一些分立的亮線。--2、電子從低能級向高能級躍遷（受激躍遷）吸收光子的能量：——吸收光子---吸收光子的能量必須等于能級差--處于某個能級的電子吸收能量，掙脫原子核的束縛，成為自由電子的現(xiàn)象，叫做電離。電離后自由電子動能EK=hv-En發(fā)射光譜的明線與吸收光譜的暗線頻率相同①原子的電離:原子由某一定態(tài)軌道躍遷到最高能級n=∞的過程。（對于能量大于或等于13.6eV的光子，氫原子電離，即原子結(jié)構(gòu)被破壞）電離后電子剩余動能為：電離條件：（1）受激躍遷——吸收光子（光照）

躍遷條件：要么全被吸收，要么不吸收。

只要實物粒子（如微觀粒子中的電子、α粒子等）能量足以使氫原子向高能級躍遷，就能被氫原子全部吸收或部分吸收而使氫原子向高能級躍遷，多余能量仍為實物粒子動能（自己保留）。電離后電子剩余動能為：①原子的電離:原子由某一定態(tài)軌道躍遷到最高能級n=∞的過程。電離條件：（2）受激躍遷——吸收實物粒子能量（碰撞、加熱）②實物粒子使原子躍遷

:實物粒子的能量可以全部或部分被吸收，需要多少，吸收多少。多余的能量由實物粒子自己保留。氫原子能級圖躍遷條件：從高能級向低能級躍遷（自發(fā)躍遷）從低能級向高能級躍遷（受激躍遷）１∞n５４３２-0.85-13.60-0.54-1.51-3.4E/eV巴耳末系賴曼系帕邢系玻爾理論成功解釋了氫光譜的規(guī)律,甚至預(yù)言了氫原子的其他譜線系3、氫原子的能級圖布喇開系三、玻爾原子結(jié)構(gòu)的局限性玻爾在解決核外電子的運動時成功引入了量子化的觀念同時又應(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沒有繞開經(jīng)典理論無法解釋復(fù)雜一點的原子的光譜現(xiàn)象無法解釋譜線的強度等1、玻爾理論的局限性2、原子結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展過程湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子湯姆孫的棗糕模型α

粒子散射實驗盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型原子不可割湯姆孫的棗糕模型原子穩(wěn)定性事實氫光譜實驗盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型復(fù)雜（氦）原子光譜量子力學(xué)理論玻爾模型建立否定建立否定建立否定否定觀察與實驗所獲得的事實建立科學(xué)模型提出科學(xué)假說玻爾模型徹底放棄經(jīng)典概念，用電子云概念取代經(jīng)典的軌道概念建立電子云電子在某處單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率

(1)注意“一群”氫原子與“一個”氫原子的區(qū)別：一個氫原子處于n激發(fā)態(tài)時，能輻射出的光譜線條數(shù)最多為（n-1）條

.一群氫原子處于n激發(fā)態(tài)時，能輻射出的光譜線條數(shù)最多為

n(n-1)/2

條

.3、玻爾理論的幾個注意點

(2)注意直接躍遷與間接躍遷

原子從一種能量狀態(tài)躍遷到另一種能量狀態(tài)時，有時可能是直接躍遷，有時可能是間接躍遷。兩種情況輻射(或吸收)光子的頻率不同。r小，動能大，勢能小，總能量小r大，動能小，勢能大，總能量大(3)氫原子的核外電子軌道半徑變化后的原子的能量變化：【例1】（多選）玻爾在他提出的原子模型中所做的假設(shè)有（

）A.原子處于稱為定態(tài)的能量狀態(tài)時，雖然電子做加速運動，但并不向外輻射能量B.原子的不同能量狀態(tài)與電子沿不同的圓軌道繞核運動相對應(yīng)，而電子的可能軌道的分布是不連續(xù)的C.電子從一個軌道躍遷到另一軌道時，輻射（或吸收）一定頻率的光子D.電子躍遷時輻射的光子的頻率等于電子繞核做圓周運動的頻率ABC【例2】欲使處于基態(tài)的氫原子激發(fā)，下列措施可行的是（

）用10.2eV的光子照射；用11eV的光子照射；用11eV的電子碰撞；用10.2eV的電子碰撞。ACD【例3】氫原子能級示意如圖?，F(xiàn)有大量氫原子處于n=3能級上,下列說法正確的是(

)A.這些原子躍遷過程中最多可輻射出2種頻率的光子B.從n=3能級躍遷到n=1能級比躍遷到n=2能級輻射的光子頻率低C.從n=3能級躍遷到n