玻爾的原子模型導(dǎo)學(xué)案.doc

勤能補(bǔ)拙是良訓(xùn)，一分辛勞一分才。玻爾的原子模型 導(dǎo)學(xué)案目標(biāo)定位1.知道玻爾原子理論基本假設(shè)的主要內(nèi)容.2.了解能級(jí)、躍遷、能量量子化以及基態(tài)、激發(fā)態(tài)等概念.3.能用玻爾原子理論簡(jiǎn)單解釋氫原子模型一、玻爾原子理論的基本假設(shè)1玻爾原子模型(1)原子中的電子在庫(kù)侖引力的作用下，繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)(2)電子繞核運(yùn)動(dòng)的軌道是量子化的(3)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2定態(tài)：當(dāng)電子在不同軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，原子處于不同的狀態(tài)中，具有不同的能量，即原子的能量是量子化的，這些量子化的能量值叫做能級(jí)原子中這些具有確定能量的穩(wěn)定狀態(tài)，稱(chēng)為定態(tài)能量最低的狀態(tài)叫做基態(tài)，其他的狀態(tài)叫做激發(fā)態(tài)3躍遷：當(dāng)電子從能量較高的定態(tài)軌道(其能量記為Em)躍遷到能量較低的定態(tài)軌道(能量記為En，mn)時(shí)，會(huì)放出能量為h的光子，該光子的能量hEmEn，該式稱(chēng)為頻率條件，又稱(chēng)輻射條件想一想氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，是不是氫原子所處的能級(jí)越高，釋放的光子能量越大？答案不一定氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，所釋放的光子的能量一定等于能級(jí)差，氫原子所處的能級(jí)越高，躍遷時(shí)能級(jí)差不一定越大，釋放的光子能量不一定越大二、玻爾理論對(duì)氫光譜的解釋1解釋巴耳末公式按照玻爾理論，從高能級(jí)躍遷到低能級(jí)時(shí)輻射的光子的能量為hEmEn；巴耳末公式中的正整數(shù)n和2正好代表能級(jí)躍遷之前和之后的定態(tài)軌道的量子數(shù)n和2.2解釋氫原子光譜的不連續(xù)性原子從較高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)放出光子的能量等于前后兩能級(jí)差，由于原子的能級(jí)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(xiàn)三、玻爾理論的局限性1玻爾理論的成功之處：玻爾理論第一次將量子觀(guān)念引入原子領(lǐng)域提出了定態(tài)和躍遷的概念，成功地解釋了氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律2玻爾理論的局限性：過(guò)多地保留了經(jīng)典理論，對(duì)更復(fù)雜的原子發(fā)光無(wú)法解釋一、對(duì)玻爾理論的理解1軌道量子化(1)軌道半徑只能夠是一些不連續(xù)的、某些分立的數(shù)值(2)氫原子的電子最小軌道半徑為r10.053 nm，其余軌道半徑滿(mǎn)足rnn2r1，式中n稱(chēng)為量子數(shù)，對(duì)應(yīng)不同的軌道，只能取正整數(shù)2能量量子化(1)不同軌道對(duì)應(yīng)不同的狀態(tài)，在這些狀態(tài)中，盡管電子做變速運(yùn)動(dòng)，卻不輻射能量，因此這些狀態(tài)是穩(wěn)定的，原子在不同狀態(tài)有不同的能量，所以原子的能量也是量子化的(2)基態(tài)：原子最低的能量狀態(tài)稱(chēng)為基態(tài)，對(duì)應(yīng)的電子在離核最近的軌道上運(yùn)動(dòng)，氫原子基態(tài)能量E113.6 eV.(3)激發(fā)態(tài)：較高的能量狀態(tài)稱(chēng)為激發(fā)態(tài)，對(duì)應(yīng)的電子在離核較遠(yuǎn)的軌道上運(yùn)動(dòng)氫原子各能級(jí)的關(guān)系為：EnE1(E113.6 eV，n1，2，3，)3躍遷原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時(shí)，它輻射或吸收一定頻率的光子，光子的能量由這兩種定態(tài)的能量差決定，即高能級(jí)Em低能級(jí)En例1(2014廣州高二檢測(cè))按照玻爾原子理論，下列表述正確的是()A核外電子運(yùn)動(dòng)軌道半徑可取任意值B氫原子中的電子離原子核越遠(yuǎn)，氫原子的能量越大C電子躍遷時(shí)，輻射或吸收光子的能量由能級(jí)的能量差決定，即h|EmEn|D氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷的過(guò)程，可能輻射能量，也可能吸收能量答案BC解析根據(jù)玻爾理論，核外電子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑是確定的值，而不是任意值，A錯(cuò)誤；氫原子中的電子離原子核越遠(yuǎn)，能級(jí)越高，能量越大，B正確；由躍遷規(guī)律可知C正確；氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷的過(guò)程中，應(yīng)輻射能量，D錯(cuò)誤例2氫原子的核外電子從距核較近的軌道躍遷到距核較遠(yuǎn)的軌道的過(guò)程中()A原子要吸收光子，電子的動(dòng)能增大，原子的電勢(shì)能增大B原子要放出光子，電子的動(dòng)能減小，原子的電勢(shì)能減小C原子要吸收光子，電子的動(dòng)能增大，原子的電勢(shì)能減小D原子要吸收光子，電子的動(dòng)能減小，原子的電勢(shì)能增大答案D解析根據(jù)玻爾理論，氫原子核外電子在離核較遠(yuǎn)的軌道上運(yùn)動(dòng)能量較大，必須吸收一定能量的光子后，電子才能從離核較近的軌道躍遷到離核較遠(yuǎn)的軌道，故B錯(cuò)；氫原子核外電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)，由原子核對(duì)電子的庫(kù)侖力提供向心力，即：km，又Ekmv2，所以Ek.由此式可知：電子離核越遠(yuǎn)，即r越大時(shí)，電子的動(dòng)能越小，故A、C錯(cuò)；由r變大時(shí)，庫(kù)侖力對(duì)核外電子做負(fù)功，因此電勢(shì)能增大，從而判斷D正確借題發(fā)揮當(dāng)氫原子從低能量態(tài)En向高能量態(tài)Em(nm)躍遷時(shí)，r增大，Ek減小，Ep增大(或r增大時(shí)，庫(kù)侖力做負(fù)功，電勢(shì)能Ep增大)，E增大，故需吸收光子能量，所吸收的光子能量hEmEn.二、原子能級(jí)和能級(jí)躍遷的理解1氫原子能級(jí)圖如圖1841所示 圖18412根據(jù)氫原子的能級(jí)圖可以推知，一群量子數(shù)為n的氫原子最后躍遷到基態(tài)時(shí)，可能發(fā)出的不同頻率的光子數(shù)可用NC計(jì)算3原子從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷：吸收一定能量的光子，當(dāng)一個(gè)光子的能量滿(mǎn)足hE末E初時(shí)，才能被某一個(gè)原子吸收，而當(dāng)光子能量h大于或小于E末E初時(shí)都不能被原子吸收；原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷，以光子的形式向外輻射能量，所輻射的光子能量恰等于發(fā)生躍遷時(shí)的兩能級(jí)間的能量差例3如圖1842所示，氫原子從n2的某一能級(jí)躍遷到n2的能級(jí)，輻射出能量為2.55 eV的光子，問(wèn)最少要給基態(tài)的氫原子提供多少電子伏特的能量，才能使它輻射上述能量的光子？請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出獲得該能量后的氫原子可能的輻射躍遷圖 圖1842答案12.75 eV躍遷圖見(jiàn)解析圖解析氫原子從n2的某一能級(jí)躍遷到n2的能級(jí)，滿(mǎn)足：hEnE22.55 eVEnhE20.85 eV所以n4基態(tài)氫原子要躍遷到n4的能級(jí)，應(yīng)提供EE4E112.75 eV.躍遷圖如圖所示： 借題發(fā)揮(1)如果是一個(gè)氫原子，該氫原子的核外電子在某時(shí)刻只能處在某一個(gè)可能的軌道上，由這一軌道向另一軌道躍遷時(shí)只能有一種光，但可能發(fā)出的光條數(shù)為(n1)種(2)如果是一群氫原子，該群氫原子的核外電子在某時(shí)刻有多種可能軌道每一個(gè)躍遷時(shí)只能發(fā)出一種光，多種軌道同時(shí)存在，發(fā)光條數(shù)N.(3)若知道每條發(fā)光的能量或頻率，可根據(jù)已知情況判定光線(xiàn)所在區(qū)域針對(duì)訓(xùn)練如圖1843所示，1、2、3、4為玻爾理論中氫原子最低的四個(gè)能級(jí)處在n4能級(jí)的一群氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，能發(fā)出若干種頻率不同的光子，在這些光中，波長(zhǎng)最長(zhǎng)的是() 圖1843An4躍遷到n1時(shí)輻射的光子Bn4躍遷到n3時(shí)輻射的光子Cn2躍遷到n1時(shí)輻射的光子Dn3躍遷到n2時(shí)輻射的光子答案B對(duì)玻爾理論的理解1玻爾在他提出的原子模型中所作的假設(shè)有()A原子處在具有一定能量的定態(tài)中，雖然電子做加速運(yùn)動(dòng)，但不向外輻射能量B原子的不同能量狀態(tài)與電子沿不同的圓軌道繞核運(yùn)動(dòng)相對(duì)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(gè)軌道躍遷到另一個(gè)軌道時(shí)，輻射(或吸收)一定頻率的光子D電子躍遷時(shí)輻射的光子的頻率等于電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)的頻率答案ABC解析A、B、C三項(xiàng)都是玻爾提出來(lái)的假設(shè)，其核心是原子定態(tài)概念的引入與能量躍遷學(xué)說(shuō)的提出，也就是“量子化”的概念原子的不同能量狀態(tài)與電子繞核運(yùn)動(dòng)時(shí)不同的圓軌道相對(duì)應(yīng)，是經(jīng)典理論與量子化概念的結(jié)合原子輻射的能量與電子在某一可能軌道上繞核的運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)2對(duì)氫原子能級(jí)公式En的理解，下列說(shuō)法中正確的是()A原子定態(tài)能量En是指核外電子動(dòng)能與核之間的靜電勢(shì)