184波爾的原子模型概述課件

4玻爾的原子模型

4玻爾的原子模型184波爾的原子模型概述課件一、玻爾原子理論的基本假設(shè)1.軌道量子化:(1)原子中的電子在_________的作用下,繞原子核做_________。(2)電子運(yùn)行軌道的半徑不是任意的,也就是說電子的軌道是__(A.連續(xù)變化B.量子化)的。(3)電子在這些軌道上繞核的轉(zhuǎn)動是_____的,不產(chǎn)生_________。庫侖引力圓周運(yùn)動B穩(wěn)定電磁輻射一、玻爾原子理論的基本假設(shè)庫侖引力圓周運(yùn)動B穩(wěn)定電磁輻射2.定態(tài):(1)當(dāng)電子在不同軌道上運(yùn)動時,原子處于不同的狀態(tài),原子在不同的狀態(tài)中具有不同的能量,即原子的能量是_______的,這些量子化的能量值叫作_____。(2)原子中這些具有確定能量的穩(wěn)定狀態(tài),稱為_____。能量最低的狀態(tài)叫作_____,其他的狀態(tài)叫作_______。量子化能級定態(tài)基態(tài)激發(fā)態(tài)2.定態(tài):量子化能級定態(tài)基態(tài)激發(fā)態(tài)3.躍遷:(1)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,m>n)時,會放出能量為hν的光子,這個光子的能量由前后兩個能級的能量差決定,即hν=_____,該式被稱為頻率條件,又稱輻射條件。Em-En3.躍遷:Em-En(2)反之,當(dāng)電子吸收光子時會從較低的能量態(tài)躍遷到較高的能量態(tài),吸收的光子能量同樣由頻率條件決定。(2)反之,當(dāng)電子吸收光子時會從較低的能量態(tài)躍遷到較高的能量【判一判】(1)玻爾認(rèn)為電子運(yùn)行軌道半徑是任意的,就像人造地球衛(wèi)星,能量大一些,軌道半徑就會大點(diǎn)。()(2)玻爾認(rèn)為原子的能量是量子化的,不能連續(xù)取值。()(3)當(dāng)電子從能量較高的定態(tài)軌道躍遷到能量較低的定態(tài)軌道時,會放出任意能量的光子。()【判一判】提示：(1)×。玻爾認(rèn)為電子運(yùn)行軌道是量子化的,軌道半徑不是任意的,只有半徑大小符合一定條件時,軌道才是有可能的。(2)√。玻爾認(rèn)為電子運(yùn)行軌道是量子化的,原子的能量是量子化的,不能連續(xù)取值。(3)×。當(dāng)電子從能量較高的定態(tài)軌道躍遷到能量較低的定態(tài)軌道時,會放出符合輻射條件的光子。提示：(1)×。玻爾認(rèn)為電子運(yùn)行軌道是量子化的,軌道半徑不是二、玻爾理論對氫光譜的解釋1.氫原子的能級圖:二、玻爾理論對氫光譜的解釋2.解釋巴耳末公式:(1)按照玻爾理論,原子從高能級(如從E3)躍遷到低能級(如到E2)時輻射的光子的能量為hν=_____。(2)巴耳末公式中的正整數(shù)n和2正好代表能級躍遷之前和之后所處的_________的量子數(shù)n和2。并且理論上的計(jì)算和實(shí)驗(yàn)測量的___________符合得很好。E3-E2定態(tài)軌道里德伯常量2.解釋巴耳末公式:E3-E2定態(tài)軌道里德伯常量3.解釋氣體導(dǎo)電發(fā)光:通常情況下,原子處于基態(tài),基態(tài)是最穩(wěn)定的,原子受到電子的撞擊,有可能向上躍遷到_______,處于激發(fā)態(tài)的原子是_______的,會自發(fā)地向能量較低的能級躍遷,放出_____,最終回到基態(tài)。激發(fā)態(tài)不穩(wěn)定光子3.解釋氣體導(dǎo)電發(fā)光:通常情況下,原子處于基態(tài),基激發(fā)態(tài)不穩(wěn)4.解釋氫原子光譜的不連續(xù)性:原子從較高能級向低能級躍遷時放出光子的能量等于前后_________,由于原子的能級是_____的,所以放出的光子的能量也是______的,因此原子的發(fā)射光譜只有一些分立的亮線。5.解釋不同原子具有不同的特征譜線:不同的原子具有不同的結(jié)構(gòu),_____各不相同,因此輻射(或吸收)的_________也不相同。兩能級差分立分立能級光子頻率4.解釋氫原子光譜的不連續(xù)性:原子從較高能級向低兩能級差分立【判一判】(1)玻爾理論能很好地解釋氫原子的巴耳末線系。()(2)處于基態(tài)的原子是不穩(wěn)定的,會自發(fā)地向其他能級躍遷,放出光子。()(3)不同的原子具有相同的能級,原子躍遷時輻射的光子頻率是相同的。()【判一判】提示：(1)√。玻爾理論能很好地解釋氫原子的巴耳末線系,甚至預(yù)言氫原子的其他譜線。(2)×。處于基態(tài)的原子是最穩(wěn)定的。(3)×。不同的原子具有不同的能級,原子躍遷時輻射的光子頻率也不相同。提示：(1)√。玻爾理論能很好地解釋氫原子的巴耳末線系,甚至三、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_________引入原子領(lǐng)域,提出了_____和_____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:保留了_________的觀念,仍然把電子的運(yùn)動看作經(jīng)典力學(xué)描述下的_________。量子觀念定態(tài)躍遷經(jīng)典粒子軌道運(yùn)動三、玻爾理論的局限性量子觀念定態(tài)躍遷經(jīng)典粒子軌道運(yùn)動3.電子云:原子中電子的坐標(biāo)沒有確定的值,我們只能說某時刻電子在某點(diǎn)附近單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率是多少,如果用疏密不同的點(diǎn)表示電子在各個位置出現(xiàn)的概率,畫出圖來就像云霧一樣,故稱_______。電子云3.電子云:原子中電子的坐標(biāo)沒有確定的值,我們只能電子云【判一判】(1)玻爾第一次提出了量子化的觀念。()(2)玻爾的原子理論模型可以很好地解釋氦原子的光譜現(xiàn)象。()(3)電子的實(shí)際運(yùn)動并不是具有確定坐標(biāo)的質(zhì)點(diǎn)的軌道運(yùn)動。()【判一判】提示：(1)×。玻爾第一次將量子觀念引入原子的領(lǐng)域。(2)×。玻爾的原子理論模型成功地解釋了氫原子的光譜規(guī)律,但對于稍微復(fù)雜的氦原子,玻爾理論則無法解釋它的光譜現(xiàn)象。(3)√。原子中電子的坐標(biāo)沒有確定的值,電子的實(shí)際運(yùn)動并不是具有確定坐標(biāo)的質(zhì)點(diǎn)的軌道運(yùn)動。提示：(1)×。玻爾第一次將量子觀念引入原子的領(lǐng)域。知識點(diǎn)一對玻爾理論的理解思考探究:如圖所示為分立軌道示意圖。知識點(diǎn)一對玻爾理論的理解(1)電子的軌道有什么特點(diǎn)?(2)氫原子只有一個電子,電子在這些軌道間躍遷時會伴隨什么現(xiàn)象發(fā)生?(1)電子的軌道有什么特點(diǎn)?提示：(1)電子的軌道不是連續(xù)的,是量子化的,即只有半徑的大小符合一定條件時,這樣的半徑才是有可能的。(2)電子從高能量的軌道躍遷到低能量的軌道時,會放出光子,當(dāng)電子從低能量的軌道躍遷到高能量的軌道時,會吸收光子。提示：(1)電子的軌道不是連續(xù)的,是量子化的,即只有半徑的大【歸納總結(jié)】1.軌道量子化:軌道半徑只能夠是一些不連續(xù)的、某些分立的數(shù)值。氫原子各條可能軌道上的半徑rn=n2r1(n=1,2,3…)其中n是正整數(shù),r1是離核最近的可能的軌道半徑,r1=0.53×10-10m。其余可能的軌道半徑還有0.212nm、0.477nm…不可能出現(xiàn)介于這些軌道半徑之間的其他值。這樣的軌道形式稱為軌道量子化。【歸納總結(jié)】2.能量量子化:(1)電子在可能軌道上運(yùn)動時,雖然是變速運(yùn)動,但它并不釋放能量,原子是穩(wěn)定的,這樣的狀態(tài)也稱之為定態(tài)。(2)由于原子的可能狀態(tài)(定態(tài))是不連續(xù)的,具有的能量也是不連續(xù)的。這樣的能量值,稱為能級,能量最低的狀態(tài)稱為基態(tài),基態(tài)最穩(wěn)定,其他的狀態(tài)叫作激發(fā)態(tài),對氫原子,以無窮遠(yuǎn)處為勢能零點(diǎn)時,其能級公式En=E1(n=1,2,3…)2.能量量子化:其中E1代表氫原子的基態(tài)的能級,即電子在離核最近的可能軌道上運(yùn)動時原子的能量值,E1=-13.6eV。n是正整數(shù),稱為量子數(shù)。量子數(shù)n越大,表示能級越高。(3)原子的能量包括:原子的原子核與電子所具有的電勢能和電子運(yùn)動的動能。其中E1代表氫原子的基態(tài)的能級,即電子在離核最近的可能軌道上3.躍遷:原子從一種定態(tài)(設(shè)能量為E2)躍遷到另一種定態(tài)(設(shè)能量為E1)時,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,高能級Em

低能級En。3.躍遷:原子從一種定態(tài)(設(shè)能量為E2)躍遷到另一種可見,電子如果從一個軌道到另一個軌道,不是以螺旋線的形式改變半徑大小的,而是從一個軌道上“跳躍”到另一個軌道上。玻爾將這種現(xiàn)象叫作電子的躍遷?？梢?電子如果從一個軌道到另一個軌道,不是以螺旋線的形式改變【典例示范】(多選)由玻爾理論可知,下列說法中正確的是()A.電子繞核運(yùn)動有加速度,就要向外輻射電磁波B.處于定態(tài)的原子,其電子做變速運(yùn)動,但它并不向外輻射能量C.原子內(nèi)電子的可能軌道是連續(xù)的D.原子的軌道半徑越大,原子的能量越大【典例示范】(多選)由玻爾理論可知,下列說法中正確的是(【解題探究】(1)如何解釋原子的穩(wěn)定存在?提示：原子處在某一可能狀態(tài)時不產(chǎn)生電磁輻射。(2)怎樣確定原子發(fā)光時光子的能量?提示：原子發(fā)光時,輻射光子的能量等于兩能級的能量差?！窘忸}探究】【正確解答】選B、D。按照經(jīng)典物理學(xué)的觀點(diǎn),電子繞核運(yùn)動有加速度,一定會向外輻射電磁波,很短時間內(nèi)電子的能量就會消失,與客觀事實(shí)相矛盾,由玻爾假設(shè)可知選項(xiàng)A、C錯,B正確;原子軌道半徑越大,原子能量越大,選項(xiàng)D正確?！菊_解答】選B、D。按照經(jīng)典物理學(xué)的觀點(diǎn),電子繞核運(yùn)動有加【過關(guān)訓(xùn)練】1.(多選)關(guān)于玻爾理論,以下敘述正確的是()A.原子的不同定態(tài)對應(yīng)于電子沿不同的圓形軌道繞核運(yùn)動B.當(dāng)原子處于激發(fā)態(tài)時,原子向外輻射能量C.只有當(dāng)原子處于基態(tài)時,原子才不向外輻射能量D.不論當(dāng)原子處于何種定態(tài)時,原子都不向外輻射能量【過關(guān)訓(xùn)練】【解析】選A、D。據(jù)玻爾理論假設(shè)知選項(xiàng)A正確。不論原子處于何種定態(tài),原子都不向外輻射能量,原子只有從一個定態(tài)躍遷到另一個定態(tài)時,才輻射或吸收能量,所以選項(xiàng)B、C錯,D正確?！窘馕觥窟xA、D。據(jù)玻爾理論假設(shè)知選項(xiàng)A正確。不論原子處于何2.(多選)如圖所示給出了氫原子的6種可能的躍遷,則它們發(fā)出的光()A.a的波長最長 B.d的波長最長C.f比d光子能量大 D.a頻率最小2.(多選)如圖所示給出了氫原子的6種可能的躍遷,則它們發(fā)出【解析】選A、C、D。能級差越大,對應(yīng)的光子的能量越大,頻率越大,波長越小?！窘馕觥窟xA、C、D。能級差越大,對應(yīng)的光子的能量越大,頻率【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.(多選)按照玻爾原子理論,下列表述正確的是()A.核外電子運(yùn)動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,輻射或吸收光子的能量由能級的能量差決定,即hν=|Em-En|【補(bǔ)償訓(xùn)練】D.氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷的過程,可能輻射能量,也可能吸收能量D.氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷的過程,可能輻射能量,也可能吸收【解析】選B、C。根據(jù)玻爾理論,核外電子運(yùn)動的軌道半徑是確定的值,而不是任意值,A錯誤;氫原子中的電子離原子核越遠(yuǎn),能級越高,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)躍遷的過程中,應(yīng)輻射能量,D錯誤?！窘馕觥窟xB、C。根據(jù)玻爾理論,核外電子運(yùn)動的軌道半徑是確定2.在氫原子光譜中,電子從較高能級躍遷到n=2能級發(fā)出的譜線屬于巴耳末系。若一群氫原子自發(fā)躍遷時發(fā)出的譜線中只有兩條屬于巴耳末系,則這群氫原子自發(fā)躍遷時最多可能發(fā)出多少條不同頻率的譜線()A.2B.5C.4D.62.在氫原子光譜中,電子從較高能級躍遷到n=2能級發(fā)出的譜線【解析】故D。氫原子光譜中只有兩條屬于巴耳末系,即是從n=3,n=4軌道躍遷到n=2軌道,故電子的較高能級應(yīng)該是在n=4的能級上。然后從n=4向n=3,n=2,n=1躍遷,從n=3向n=2,n=1,從n=2向n=1躍遷,故這群氫原子自發(fā)躍遷時最多能發(fā)出=6條不同頻率的譜線?！窘馕觥抗蔇。氫原子光譜中只有兩條屬于巴耳末系,即是從n=3知識點(diǎn)二氫原子的躍遷規(guī)律思考探究:如圖所示為氫原子能級圖。知識點(diǎn)二氫原子的躍遷規(guī)律(1)當(dāng)氫原子處于基態(tài)時,氫原子的能量是多少?(2)如果氫原子吸收的能量大于13.6eV,會出現(xiàn)什么現(xiàn)象?提示：(1)當(dāng)氫原子處于基態(tài)時,氫原子的能量最小,是-13.6eV。(2)如果氫原子吸收的能量大于13.6eV,會出現(xiàn)電離現(xiàn)象。(1)當(dāng)氫原子處于基態(tài)時,氫原子的能量是多少?【歸納總結(jié)】1.能級圖的理解:(1)能級圖中n稱為量子數(shù),E1代表氫原子的基態(tài)能量,即量子數(shù)n=1時對應(yīng)的能量,其值為-13.6eV。En代表電子在第n個軌道上運(yùn)動時的能量。【歸納總結(jié)】(2)作能級圖時,能級橫線間的距離和相應(yīng)的能級差相對應(yīng),能級差越大,間隔越寬,所以量子數(shù)越大,能級越密,豎直線的箭頭表示原子躍遷方向,長度表示輻射光子能量的大小,n=1是原子的基態(tài),n→∞是原子電離時對應(yīng)的狀態(tài)。(2)作能級圖時,能級橫線間的距離和相應(yīng)的能級差相對應(yīng),能級2.能級躍遷:處于激發(fā)態(tài)的原子是不穩(wěn)定的,它會自發(fā)地向較低能級躍遷,經(jīng)過一次或幾次躍遷到達(dá)基態(tài)。所以一群氫原子處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)時,可能輻射出的光譜線條數(shù)為2.能級躍遷:處于激發(fā)態(tài)的原子是不穩(wěn)定的,它會自發(fā)3.光子的發(fā)射:原子由高能級向低能級躍遷時以光子的形式放出能量,發(fā)射光子的頻率由下式?jīng)Q定。hν=Em-En(Em、En是始末兩個能級且m>n)能級差越大,放出光子的頻率就越高。3.光子的發(fā)射:原子由高能級向低能級躍遷時以光子的形式放出能4.使原子能級躍遷的兩種粒子——光子與實(shí)物粒子:(1)原子若是吸收光子的能量而被激發(fā),其光子的能量必須等于兩能級的能量差,否則不被吸收,不存在激發(fā)到n能級時能量有余,而激發(fā)到n+1時能量不足,則可激發(fā)到n能級的問題。4.使原子能級躍遷的兩種粒子——光子與實(shí)物粒子:(2)原子還可吸收外來實(shí)物粒子(例如,自由電子)的能量而被激發(fā),由于實(shí)物粒子的動能可部分地被原子吸收,所以只要入射粒子的能量大于兩能級的能量差值(E=En-Ek),就可使原子發(fā)生能級躍遷。(2)原子還可吸收外來實(shí)物粒子(例如,自由電子)的能量而被激5.原子的能量及變化規(guī)律:(1)原子中的能量:En=Ekn+Epn。(2)氫原子中電子繞核運(yùn)動時:5.原子的能量及變化規(guī)律:(3)當(dāng)電子的軌道半徑增大時,庫侖引力做負(fù)功,原子的電勢能增大,反之電勢能減小。電子在可能的軌道上繞核運(yùn)動時,r增大,則Ek減小,Ep增大,E增大;反之,r減小,則Ek增大,Ep減小,E減小,與衛(wèi)星繞地球運(yùn)行相似。(3)當(dāng)電子的軌道半徑增大時,庫侖引力做負(fù)功,原子的電勢能增【典例示范】如圖給出氫原子最低的四個能級。氫原子在這些能級之間躍遷所輻射的光子的頻率最多有幾種,其中最低的頻率為多少(保留兩位有效數(shù)字)?【典例示范】如圖給出氫原子最低的四個能級。氫原子在這些能級之【解題探究】(1)求解輻射光子的光譜線條數(shù)的兩種方法是什么?提示：①利用躍遷規(guī)律直接在能級圖上畫出光譜線條數(shù);②利用數(shù)學(xué)上的組合公式求出。(2)頻率最低的光子對應(yīng)的能級差有何特點(diǎn)?提示：頻率最低的光子對應(yīng)的能級差最小?！窘忸}探究】【正確解答】方法一:利用躍遷規(guī)律畫出可能輻射光譜線條數(shù),如圖所示,共6種?！菊_解答】方法二:利用數(shù)學(xué)中的組合公式計(jì)算輻射的光子的頻率有:N==6(種)從n=4躍遷到n=3,能量差最小,輻射的光子的頻率最低。由hν=E4-E3,得其頻率為ν=

方法二:利用數(shù)學(xué)中的組合公式計(jì)算答案:6種1.6×1014Hz答案:6種1.6×1014Hz【過關(guān)訓(xùn)練】1.(拓展延伸)【典例示范】中能級差最大的能量是能級差最小的能量多少倍?【過關(guān)訓(xùn)練】【解析】能級差最大的是從4能級躍遷到1能級ΔE=E4-E1=-0.85eV-(-13.6)eV=12.75eV能級差最小的是從4能級躍遷到3能級ΔE′=E4-E3=-0.85eV-(-1.51)eV=0.66eV≈19(倍)答案:19倍【解析】能級差最大的是從4能級躍遷到1能級2.(2015·海南高考)氫原子基態(tài)的能量為E1=-13.6eV。大量氫原子處于某一激發(fā)態(tài)。由這些氫原子可能發(fā)出的所有的光子中,頻率最大的光子能量為-0.96E1,頻率最小的光子的能量為___________eV(保留2位有效數(shù)字),這些光子可具有___________種不同的頻率。2.(2015·海南高考)氫原子基態(tài)的能量為E1=-13.6【解析】頻率最大的光子能量為-0.96E1,即En-(-13.6eV)=-0.96×(-13.6eV),解得En=-0.54eV即n=5,從n=5能級開始,根據(jù)可得共有10種不同頻率的光子。從n=5到n=4躍遷的光子頻率最小,根據(jù)E=E4-E5可得頻率最小的光子的能量為0.31eV。答案:0.3110【解析】頻率最大的光子能量為-0.96E1,即【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.(多選)(2016·大慶高二檢測)下列說法正確的是()A.當(dāng)氫原子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時,要吸收能量B.由于每種原子都有自己的特征譜線,故可以根據(jù)原子光譜來鑒別物質(zhì)【補(bǔ)償訓(xùn)練】C.大量原子從n=3的激發(fā)態(tài)向低能級躍遷時,產(chǎn)生的光譜線有3條D.氫原子光譜線的頻率與氫原子能級的能量差無關(guān)C.大量原子從n=3的激發(fā)態(tài)向低能級躍遷時,產(chǎn)生的光譜線有3【解析】選B、C。氫原子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時,要放出能量,A錯;每種原子都有自己的特征譜線,我們可以利用它來鑒別物質(zhì),B對;大量原子從n=3的激發(fā)態(tài)向低能級躍遷時,產(chǎn)生的光譜線數(shù)由

知有3種,C對;由能級公式hν=E2-E1可知,D錯?！窘馕觥窟xB、C。氫原子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時,要放2.已知?dú)湓踊鶓B(tài)的電子軌道半徑為r1=0.53×10-10m,基態(tài)的能級值為E1=-13.6eV。(1)有一群氫原子處于量子數(shù)n=3的激發(fā)態(tài),畫一能級圖,在圖上用箭頭標(biāo)明這些氫原子能發(fā)出幾條光譜線。(2)計(jì)算這幾條光譜線中最長的波長。2.已知?dú)湓踊鶓B(tài)的電子軌道半徑為r1=0.53×10-10【解析】(1)這群氫原子的自發(fā)躍遷輻射會得到三條光譜線,如圖所示。【解析】(1)這群氫原子的自發(fā)躍遷輻射會得到三條光譜線,如圖(2)波長最長的光譜線是從n=3的能級向n=2的能級躍遷產(chǎn)生的,則有:=E3-E2

=6.58×10-7m答案:(1)見解析(2)6.58×10-7m(2)波長最長的光譜線是從n=3的能級向n=2的能級躍遷【誤區(qū)警示】原子躍遷時需注意的幾個問題(1)注意一群原子和一個原子:氫原子核外只有一個電子,在某段時間內(nèi),由某一軌道躍遷到另一個軌道時,只能出現(xiàn)所有可能情況中的一種,但是如果容器中盛有大量的氫原子,這些原子的核外電子躍遷時就會有各種情況出現(xiàn)?！菊`區(qū)警示】原子躍遷時需注意的幾個問題(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。(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(3)注意躍遷與電離:hν=Em-En只適用于光子和原子作用使原子在各定態(tài)之間躍遷的情況,對于光子和原子作用使原子電離的情況,則不受此條件的限制。如基態(tài)氫原子的電離能為13.6eV,只要大于或等于13.6eV的光子都能被基態(tài)的氫原子吸收而發(fā)生電離,只不過入射光子的能量越大,原子電離后產(chǎn)生的自由電子的動能越大。(3)注意躍遷與電離:hν=Em-En只適用于光子和原子作用【拓展例題】考查內(nèi)容:氫原子躍遷中的能量變化【典例示范】氫原子輻射出一個光子后,根據(jù)玻爾理論,下列說法中正確的是()A.電子繞核旋轉(zhuǎn)的半徑增大B.氫原子的能量增大C.氫原子的電勢能增大D.氫原子核外電子的速率增大【拓展例題】考查內(nèi)容:氫原子躍遷中的能量變化【正確解答】選D。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)動時,其能量越大,當(dāng)核外電子從外層軌道躍遷到內(nèi)層軌道時,要放出一定能量的光子,氫原子的能量減小,所以選項(xiàng)A、B錯誤;核外電子軌道半徑減小時,庫侖力對電子做正功,電勢能減小,動能增大,故選項(xiàng)C錯誤;由庫侖定律和牛頓第二定律有r減小,v增大,D正確。【正確解答】選D。根據(jù)玻爾理論,氫原子核外電子在184波爾的原子模型概述課件184波爾的原子模型概述課件答案速填:①電子流②湯姆孫③不改變④偏轉(zhuǎn)⑤大角度⑥全部正電荷⑦原子核⑧α粒子散射實(shí)驗(yàn)⑨線⑩?量子化?hν=Em-En答案速填:①電子流②湯姆孫③不改變④偏轉(zhuǎn)⑤大角度⑥4玻爾的原子模型

4玻爾的原子模型184波爾的原子模型概述課件一、玻爾原子理論的基本假設(shè)1.軌道量子化:(1)原子中的電子在_________的作用下,繞原子核做_________。(2)電子運(yùn)行軌道的半徑不是任意的,也就是說電子的軌道是__(A.連續(xù)變化B.量子化)的。(3)電子在這些軌道上繞核的轉(zhuǎn)動是_____的,不產(chǎn)生_________。庫侖引力圓周運(yùn)動B穩(wěn)定電磁輻射一、玻爾原子理論的基本假設(shè)庫侖引力圓周運(yùn)動B穩(wěn)定電磁輻射2.定態(tài):(1)當(dāng)電子在不同軌道上運(yùn)動時,原子處于不同的狀態(tài),原子在不同的狀態(tài)中具有不同的能量,即原子的能量是_______的,這些量子化的能量值叫作_____。(2)原子中這些具有確定能量的穩(wěn)定狀態(tài),稱為_____。能量最低的狀態(tài)叫作_____,其他的狀態(tài)叫作_______。量子化能級定態(tài)基態(tài)激發(fā)態(tài)2.定態(tài):量子化能級定態(tài)基態(tài)激發(fā)態(tài)3.躍遷:(1)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,m>n)時,會放出能量為hν的光子,這個光子的能量由前后兩個能級的能量差決定,即hν=_____,該式被稱為頻率條件,又稱輻射條件。Em-En3.躍遷:Em-En(2)反之,當(dāng)電子吸收光子時會從較低的能量態(tài)躍遷到較高的能量態(tài),吸收的光子能量同樣由頻率條件決定。(2)反之,當(dāng)電子吸收光子時會從較低的能量態(tài)躍遷到較高的能量【判一判】(1)玻爾認(rèn)為電子運(yùn)行軌道半徑是任意的,就像人造地球衛(wèi)星,能量大一些,軌道半徑就會大點(diǎn)。()(2)玻爾認(rèn)為原子的能量是量子化的,不能連續(xù)取值。()(3)當(dāng)電子從能量較高的定態(tài)軌道躍遷到能量較低的定態(tài)軌道時,會放出任意能量的光子。()【判一判】提示：(1)×。玻爾認(rèn)為電子運(yùn)行軌道是量子化的,軌道半徑不是任意的,只有半徑大小符合一定條件時,軌道才是有可能的。(2)√。玻爾認(rèn)為電子運(yùn)行軌道是量子化的,原子的能量是量子化的,不能連續(xù)取值。(3)×。當(dāng)電子從能量較高的定態(tài)軌道躍遷到能量較低的定態(tài)軌道時,會放出符合輻射條件的光子。提示：(1)×。玻爾認(rèn)為電子運(yùn)行軌道是量子化的,軌道半徑不是二、玻爾理論對氫光譜的解釋1.氫原子的能級圖:二、玻爾理論對氫光譜的解釋2.解釋巴耳末公式:(1)按照玻爾理論,原子從高能級(如從E3)躍遷到低能級(如到E2)時輻射的光子的能量為hν=_____。(2)巴耳末公式中的正整數(shù)n和2正好代表能級躍遷之前和之后所處的_________的量子數(shù)n和2。并且理論上的計(jì)算和實(shí)驗(yàn)測量的___________符合得很好。E3-E2定態(tài)軌道里德伯常量2.解釋巴耳末公式:E3-E2定態(tài)軌道里德伯常量3.解釋氣體導(dǎo)電發(fā)光:通常情況下,原子處于基態(tài),基態(tài)是最穩(wěn)定的,原子受到電子的撞擊,有可能向上躍遷到_______,處于激發(fā)態(tài)的原子是_______的,會自發(fā)地向能量較低的能級躍遷,放出_____,最終回到基態(tài)。激發(fā)態(tài)不穩(wěn)定光子3.解釋氣體導(dǎo)電發(fā)光:通常情況下,原子處于基態(tài),基激發(fā)態(tài)不穩(wěn)4.解釋氫原子光譜的不連續(xù)性:原子從較高能級向低能級躍遷時放出光子的能量等于前后_________,由于原子的能級是_____的,所以放出的光子的能量也是______的,因此原子的發(fā)射光譜只有一些分立的亮線。5.解釋不同原子具有不同的特征譜線:不同的原子具有不同的結(jié)構(gòu),_____各不相同,因此輻射(或吸收)的_________也不相同。兩能級差分立分立能級光子頻率4.解釋氫原子光譜的不連續(xù)性:原子從較高能級向低兩能級差分立【判一判】(1)玻爾理論能很好地解釋氫原子的巴耳末線系。()(2)處于基態(tài)的原子是不穩(wěn)定的,會自發(fā)地向其他能級躍遷,放出光子。()(3)不同的原子具有相同的能級,原子躍遷時輻射的光子頻率是相同的。()【判一判】提示：(1)√。玻爾理論能很好地解釋氫原子的巴耳末線系,甚至預(yù)言氫原子的其他譜線。(2)×。處于基態(tài)的原子是最穩(wěn)定的。(3)×。不同的原子具有不同的能級,原子躍遷時輻射的光子頻率也不相同。提示：(1)√。玻爾理論能很好地解釋氫原子的巴耳末線系,甚至三、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_________引入原子領(lǐng)域,提出了_____和_____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:保留了_________的觀念,仍然把電子的運(yùn)動看作經(jīng)典力學(xué)描述下的_________。量子觀念定態(tài)躍遷經(jīng)典粒子軌道運(yùn)動三、玻爾理論的局限性量子觀念定態(tài)躍遷經(jīng)典粒子軌道運(yùn)動3.電子云:原子中電子的坐標(biāo)沒有確定的值,我們只能說某時刻電子在某點(diǎn)附近單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率是多少,如果用疏密不同的點(diǎn)表示電子在各個位置出現(xiàn)的概率,畫出圖來就像云霧一樣,故稱_______。電子云3.電子云:原子中電子的坐標(biāo)沒有確定的值,我們只能電子云【判一判】(1)玻爾第一次提出了量子化的觀念。()(2)玻爾的原子理論模型可以很好地解釋氦原子的光譜現(xiàn)象。()(3)電子的實(shí)際運(yùn)動并不是具有確定坐標(biāo)的質(zhì)點(diǎn)的軌道運(yùn)動。()【判一判】提示：(1)×。玻爾第一次將量子觀念引入原子的領(lǐng)域。(2)×。玻爾的原子理論模型成功地解釋了氫原子的光譜規(guī)律,但對于稍微復(fù)雜的氦原子,玻爾理論則無法解釋它的光譜現(xiàn)象。(3)√。原子中電子的坐標(biāo)沒有確定的值,電子的實(shí)際運(yùn)動并不是具有確定坐標(biāo)的質(zhì)點(diǎn)的軌道運(yùn)動。提示：(1)×。玻爾第一次將量子觀念引入原子的領(lǐng)域。知識點(diǎn)一對玻爾理論的理解思考探究:如圖所示為分立軌道示意圖。知識點(diǎn)一對玻爾理論的理解(1)電子的軌道有什么特點(diǎn)?(2)氫原子只有一個電子,電子在這些軌道間躍遷時會伴隨什么現(xiàn)象發(fā)生?(1)電子的軌道有什么特點(diǎn)?提示：(1)電子的軌道不是連續(xù)的,是量子化的,即只有半徑的大小符合一定條件時,這樣的半徑才是有可能的。(2)電子從高能量的軌道躍遷到低能量的軌道時,會放出光子,當(dāng)電子從低能量的軌道躍遷到高能量的軌道時,會吸收光子。提示：(1)電子的軌道不是連續(xù)的,是量子化的,即只有半徑的大【歸納總結(jié)】1.軌道量子化:軌道半徑只能夠是一些不連續(xù)的、某些分立的數(shù)值。氫原子各條可能軌道上的半徑rn=n2r1(n=1,2,3…)其中n是正整數(shù),r1是離核最近的可能的軌道半徑,r1=0.53×10-10m。其余可能的軌道半徑還有0.212nm、0.477nm…不可能出現(xiàn)介于這些軌道半徑之間的其他值。這樣的軌道形式稱為軌道量子化?！練w納總結(jié)】2.能量量子化:(1)電子在可能軌道上運(yùn)動時,雖然是變速運(yùn)動,但它并不釋放能量,原子是穩(wěn)定的,這樣的狀態(tài)也稱之為定態(tài)。(2)由于原子的可能狀態(tài)(定態(tài))是不連續(xù)的,具有的能量也是不連續(xù)的。這樣的能量值,稱為能級,能量最低的狀態(tài)稱為基態(tài),基態(tài)最穩(wěn)定,其他的狀態(tài)叫作激發(fā)態(tài),對氫原子,以無窮遠(yuǎn)處為勢能零點(diǎn)時,其能級公式En=E1(n=1,2,3…)2.能量量子化:其中E1代表氫原子的基態(tài)的能級,即電子在離核最近的可能軌道上運(yùn)動時原子的能量值,E1=-13.6eV。n是正整數(shù),稱為量子數(shù)。量子數(shù)n越大,表示能級越高。(3)原子的能量包括:原子的原子核與電子所具有的電勢能和電子運(yùn)動的動能。其中E1代表氫原子的基態(tài)的能級,即電子在離核最近的可能軌道上3.躍遷:原子從一種定態(tài)(設(shè)能量為E2)躍遷到另一種定態(tài)(設(shè)能量為E1)時,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,高能級Em

低能級En。3.躍遷:原子從一種定態(tài)(設(shè)能量為E2)躍遷到另一種可見,電子如果從一個軌道到另一個軌道,不是以螺旋線的形式改變半徑大小的,而是從一個軌道上“跳躍”到另一個軌道上。玻爾將這種現(xiàn)象叫作電子的躍遷?？梢?電子如果從一個軌道到另一個軌道,不是以螺旋線的形式改變【典例示范】(多選)由玻爾理論可知,下列說法中正確的是()A.電子繞核運(yùn)動有加速度,就要向外輻射電磁波B.處于定態(tài)的原子,其電子做變速運(yùn)動,但它并不向外輻射能量C.原子內(nèi)電子的可能軌道是連續(xù)的D.原子的軌道半徑越大,原子的能量越大【典例示范】(多選)由玻爾理論可知,下列說法中正確的是(【解題探究】(1)如何解釋原子的穩(wěn)定存在?提示：原子處在某一可能狀態(tài)時不產(chǎn)生電磁輻射。(2)怎樣確定原子發(fā)光時光子的能量?提示：原子發(fā)光時,輻射光子的能量等于兩能級的能量差。【解題探究】【正確解答】選B、D。按照經(jīng)典物理學(xué)的觀點(diǎn),電子繞核運(yùn)動有加速度,一定會向外輻射電磁波,很短時間內(nèi)電子的能量就會消失,與客觀事實(shí)相矛盾,由玻爾假設(shè)可知選項(xiàng)A、C錯,B正確;原子軌道半徑越大,原子能量越大,選項(xiàng)D正確?！菊_解答】選B、D。按照經(jīng)典物理學(xué)的觀點(diǎn),電子繞核運(yùn)動有加【過關(guān)訓(xùn)練】1.(多選)關(guān)于玻爾理論,以下敘述正確的是()A.原子的不同定態(tài)對應(yīng)于電子沿不同的圓形軌道繞核運(yùn)動B.當(dāng)原子處于激發(fā)態(tài)時,原子向外輻射能量C.只有當(dāng)原子處于基態(tài)時,原子才不向外輻射能量D.不論當(dāng)原子處于何種定態(tài)時,原子都不向外輻射能量【過關(guān)訓(xùn)練】【解析】選A、D。據(jù)玻爾理論假設(shè)知選項(xiàng)A正確。不論原子處于何種定態(tài),原子都不向外輻射能量,原子只有從一個定態(tài)躍遷到另一個定態(tài)時,才輻射或吸收能量,所以選項(xiàng)B、C錯,D正確。【解析】選A、D。據(jù)玻爾理論假設(shè)知選項(xiàng)A正確。不論原子處于何2.(多選)如圖所示給出了氫原子的6種可能的躍遷,則它們發(fā)出的光()A.a的波長最長 B.d的波長最長C.f比d光子能量大 D.a頻率最小2.(多選)如圖所示給出了氫原子的6種可能的躍遷,則它們發(fā)出【解析】選A、C、D。能級差越大,對應(yīng)的光子的能量越大,頻率越大,波長越小。【解析】選A、C、D。能級差越大,對應(yīng)的光子的能量越大,頻率【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.(多選)按照玻爾原子理論,下列表述正確的是()A.核外電子運(yùn)動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,輻射或吸收光子的能量由能級的能量差決定,即hν=|Em-En|【補(bǔ)償訓(xùn)練】D.氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷的過程,可能輻射能量,也可能吸收能量D.氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷的過程,可能輻射能量,也可能吸收【解析】選B、C。根據(jù)玻爾理論,核外電子運(yùn)動的軌道半徑是確定的值,而不是任意值,A錯誤;氫原子中的電子離原子核越遠(yuǎn),能級越高,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)躍遷的過程中,應(yīng)輻射能量,D錯誤?！窘馕觥窟xB、C。根據(jù)玻爾理論,核外電子運(yùn)動的軌道半徑是確定2.在氫原子光譜中,電子從較高能級躍遷到n=2能級發(fā)出的譜線屬于巴耳末系。若一群氫原子自發(fā)躍遷時發(fā)出的譜線中只有兩條屬于巴耳末系,則這群氫原子自發(fā)躍遷時最多可能發(fā)出多少條不同頻率的譜線()A.2B.5C.4D.62.在氫原子光譜中,電子從較高能級躍遷到n=2能級發(fā)出的譜線【解析】故D。氫原子光譜中只有兩條屬于巴耳末系,即是從n=3,n=4軌道躍遷到n=2軌道,故電子的較高能級應(yīng)該是在n=4的能級上。然后從n=4向n=3,n=2,n=1躍遷,從n=3向n=2,n=1,從n=2向n=1躍遷,故這群氫原子自發(fā)躍遷時最多能發(fā)出=6條不同頻率的譜線。【解析】故D。氫原子光譜中只有兩條屬于巴耳末系,即是從n=3知識點(diǎn)二氫原子的躍遷規(guī)律思考探究:如圖所示為氫原子能級圖。知識點(diǎn)二氫原子的躍遷規(guī)律(1)當(dāng)氫原子處于基態(tài)時,氫原子的能量是多少?(2)如果氫原子吸收的能量大于13.6eV,會出現(xiàn)什么現(xiàn)象?提示：(1)當(dāng)氫原子處于基態(tài)時,氫原子的能量最小,是-13.6eV。(2)如果氫原子吸收的能量大于13.6eV,會出現(xiàn)電離現(xiàn)象。(1)當(dāng)氫原子處于基態(tài)時,氫原子的能量是多少?【歸納總結(jié)】1.能級圖的理解:(1)能級圖中n稱為量子數(shù),E1代表氫原子的基態(tài)能量,即量子數(shù)n=1時對應(yīng)的能量,其值為-13.6eV。En代表電子在第n個軌道上運(yùn)動時的能量?！練w納總結(jié)】(2)作能級圖時,能級橫線間的距離和相應(yīng)的能級差相對應(yīng),能級差越大,間隔越寬,所以量子數(shù)越大,能級越密,豎直線的箭頭表示原子躍遷方向,長度表示輻射光子能量的大小,n=1是原子的基態(tài),n→∞是原子電離時對應(yīng)的狀態(tài)。(2)作能級圖時,能級橫線間的距離和相應(yīng)的能級差相對應(yīng),能級2.能級躍遷:處于激發(fā)態(tài)的原子是不穩(wěn)定的,它會自發(fā)地向較低能級躍遷,經(jīng)過一次或幾次躍遷到達(dá)基態(tài)。所以一群氫原子處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)時,可能輻射出的光譜線條數(shù)為2.能級躍遷:處于激發(fā)態(tài)的原子是不穩(wěn)定的,它會自發(fā)3.光子的發(fā)射:原子由高能級向低能級躍遷時以光子的形式放出能量,發(fā)射光子的頻率由下式?jīng)Q定。hν=Em-En(Em、En是始末兩個能級且m>n)能級差越大,放出光子的頻率就越高。3.光子的發(fā)射:原子由高能級向低能級躍遷時以光子的形式放出能4.使原子能級躍遷的兩種粒子——光子與實(shí)物粒子:(1)原子若是吸收光子的能量而被激發(fā),其光子的能量必須等于兩能級的能量差,否則不被吸收,不存在激發(fā)到n能級時能量有余,而激發(fā)到n+1時能量不足,則可激發(fā)到n能級的問題。4.使原子能級躍遷的兩種粒子——光子與實(shí)物粒子:(2)原子還可吸收外來實(shí)物粒子(例如,自由電子)的能量而被激發(fā),由于實(shí)物粒子的動能可部分地被原子吸收,所以只要入射粒子的能量大于兩能級的能量差值(E=En-Ek),就可使原子發(fā)生能級躍遷。(2)原子還可吸收外來實(shí)物粒子(例如,自由電子)的能量而被激5.原子的能量及變化規(guī)律:(1)原子中的能量:En=Ekn+Epn。(2)氫原子中電子繞核運(yùn)動時:5.原子的能量及變化規(guī)律:(3)當(dāng)電子的軌道半徑增大時,庫侖引力做負(fù)功,原子的電勢能增大,反之電勢能減小。電子在可能的軌道上繞核運(yùn)動時,r增大,則Ek減小,Ep增大,E增大;反之,r減小,則Ek增大,Ep減小,E減小,與衛(wèi)星繞地球運(yùn)行相似。(3)當(dāng)電子的軌道半徑增大時,庫侖引力做負(fù)功,原子的電勢能增【典例示范】如圖給出氫原子最低的四個能級。氫原子在這些能級之間躍遷所輻射的光子的頻率最多有幾種,其中最低的頻率為多少(保留兩位有效數(shù)字)?【典例示范】如圖給出氫原子最低的四個能級。氫原子在這些能級之【解題探究】(1)求解輻射光子的光譜線條數(shù)的兩種方法是什么?提示：①利用躍遷規(guī)律直接在能級圖上畫出光譜線條數(shù);②利用數(shù)學(xué)上的組合公式求出。(2)頻率最低的光子對應(yīng)的能級差有何特點(diǎn)?提示：頻率最低的光子對應(yīng)的能級差最小。【解題探究】【正確解答】方法一:利用躍遷規(guī)律畫出可能輻射光譜線條數(shù),如圖所示,共6種。【正確解答】方法二:利用數(shù)學(xué)中的組合公式計(jì)算輻射的光子的頻率有:N==6(種)從n=4躍遷到n=3,能量差最小,輻射的光子的頻率最低。由hν=E4-E3,得其頻率為ν=

方法二:利用數(shù)學(xué)中的組合公式計(jì)算答案:6種1.6×1014Hz答案:6種1.6×1014Hz【過關(guān)訓(xùn)練】1.(拓展延伸)【典例示范】中能級差最大的能量是能級差最小的能量多少倍?【過關(guān)訓(xùn)練】【解析】能級差最大的是從4能級躍遷到1能級ΔE=E4-E1=-0.85eV-(-13.6)eV=12.75eV能級差最小的是從4能級躍遷到3能級ΔE′=E4-E3=-0.85eV-(-1.51)eV=0.66eV≈19(倍)答案:19倍【解析】能級差最大的是從4能級躍遷到1能級2.(2015·海南高考)氫原子基態(tài)的能量為E1=-13.6eV。大量氫原子處于某一激發(fā)態(tài)。由這些氫原子可能發(fā)出的所有的光子中,頻率最大的光子能量為-0.96E1,頻率最小的光子的能量為___________eV(保留2位有效數(shù)字),這些光子可具有___________種不同的頻率。2.(2015·海南高考)氫原子基態(tài)的能量為E1=-13.6【解析】頻率最大的光子能量為-0.96E1,即En-(-13.6eV)=-0.96×(-13.6eV),解得En=-0.54eV即n=5,從n=5能級開始,根據(jù)