原創(chuàng)：1玻爾的原子模型（問題探究式）

第四節(jié)玻爾的原子模型第十八章原子結(jié)構(gòu)2七彩的夜景3七彩的夜景氣體導(dǎo)電時(shí)發(fā)光的原理是什么？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)回顧科學(xué)家對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)史原子不可分割湯姆孫的西瓜模型原子穩(wěn)定性氫光譜實(shí)驗(yàn)否定建立盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型出現(xiàn)矛盾?否定建立出現(xiàn)矛盾建立新理論+分立軌道針對(duì)原子核式結(jié)構(gòu)模型提出圍繞原子核運(yùn)動(dòng)的電子軌道半徑只能是某些

的數(shù)值。探究一.玻爾原子理論的基本假設(shè)（三個(gè)重要假設(shè)）假說1：軌道量子化與定態(tài)電子在這些軌道上繞核的轉(zhuǎn)動(dòng)是(),不產(chǎn)生電磁輻射分立穩(wěn)定的6+m

rv

原子在不同的軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，原子處于不同的狀態(tài)．原子的不同的狀態(tài)中具有不同的能量，所以原子的能量也是

的探究一.玻爾原子理論的基本假設(shè)假說2：能量量子化定態(tài)：原子中具有確定能量的

(

)Ｅ４１２３４５Ｅ１Ｅ３Ｅ２Ｅ５

量子數(shù)基態(tài)：能量()的狀態(tài)（離核最近）——基態(tài)激發(fā)態(tài)：其他的狀態(tài)能級(jí)圖123—激發(fā)態(tài)量子化量子化的能量值能級(jí)：

穩(wěn)定狀態(tài)最低7基態(tài)激發(fā)態(tài)躍遷（電子克服庫侖引力做功增大電勢(shì)能，原子的能量增加）()光子（電子所受庫侖力做正功減小電勢(shì)能，原子的能量減少）()光子光子的發(fā)射和吸收吸收輻射8+n

EnEm針對(duì)原子光譜是線狀譜提出當(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(shí)，會(huì)放出能量為hν的光子（h是普朗克常量）探究一.玻爾原子理論的基本假設(shè)假說3：頻率條件（躍遷假說）這個(gè)光子的能量由前后兩個(gè)能級(jí)的能量差決定，即稱為頻率條件，又稱輻射條件

玻爾從上述假設(shè)出發(fā)，利用庫侖定律和牛頓運(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．氫原子能級(jí)探究二、玻爾理論對(duì)氫光譜的解釋Ｅ４１２３４５Ｅ１Ｅ３Ｅ２Ｅ５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探究二、玻爾理論對(duì)氫光譜的解釋

氫原子能級(jí)躍遷與光譜圖巴耳末系-13.6eV-3.40eV-1.51eV-0.85eV-0.54eV0n=1n=2n=3n=4n=5n=

問題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：12n=6n=5n=4n=1n=3n=2（巴爾末系）探究二.玻爾理論對(duì)氫光譜的解釋HδHγHβHα根據(jù)：E3-E2=hv，λ=c/v又

E3-E2=1.89eV=3.03×10-19J所以，13探究二.玻爾理論對(duì)氫光譜的解釋HδHγHβHα654132巴爾末系氫吸收光譜吸收光子的能量由前后兩個(gè)能級(jí)的能量差決定，即14探究二、玻爾理論對(duì)氫光譜的解釋問題1：氣體導(dǎo)電發(fā)光機(jī)理是什么？問題2：試解釋原子光譜為什么是線狀光譜？問題3：不同元素的原子為什么具有不同的特征譜線？閱讀教材P58-P59，小組討論回答以下幾個(gè)問題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15

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．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)回顧科學(xué)家對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)史原子不可分割湯姆孫的西瓜模型原子穩(wěn)定性氫光譜實(shí)驗(yàn)否定建立盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型出現(xiàn)矛盾?否定建立出現(xiàn)矛盾建立新理論玻爾模型復(fù)雜（氦）原子光譜出現(xiàn)困難怎樣修改玻爾模型？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)典的軌道概念怎樣修改玻爾模型？例1：氫原子的核外電子由離原子核較遠(yuǎn)的軌道躍遷到離核較近的軌道上時(shí)，下列說法中正確的是()A.核外電子受力變小B.原子的能量減少C.氫原子要吸收一定頻率的光子D.氫原子要放出一定頻率的光子BD由玻爾理論知，當(dāng)電子由離核較遠(yuǎn)的軌道躍遷到離核較近的軌道上時(shí)，能量減小，放出的光子；電子的軌道半徑小了，由庫侖定律知，它與原子核之間的庫侖力大了。例2：氦原子被電離出一個(gè)核外電子，形成類氫結(jié)構(gòu)的氦離子.已知基態(tài)的氦離子能量為E1=-54.4eV，氦離子能級(jí)的示意圖如圖所示.在具有下列能量的光子中,不能被基態(tài)氦離子吸收而發(fā)生躍遷的是()A.40.8eV

B.43.2eVC.51.0eV

D.54.4eVB根據(jù)玻爾理論，原子吸收光子發(fā)生躍遷時(shí)，光子的能量需等于能級(jí)差或大于基態(tài)能級(jí)的絕對(duì)值E2-E1=-40.8eV,E3-E1=48.4eVE4-E1=51.0eV,E∞-E1=54.4eV。例3：如圖所示，1、2、3、4為玻爾理論中氫原子最低的四個(gè)能級(jí).處在n=4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()A.n=4躍遷到n=1時(shí)輻射的光子B.n=4躍遷到n=3時(shí)輻射的光子C.n=2躍遷到n=1時(shí)輻射的光子D.n=3躍遷到n=2時(shí)輻射的光子波長(zhǎng)最長(zhǎng)時(shí)，頻率最低，光子的能量最小，所以，應(yīng)當(dāng)是n=4躍遷到n=3時(shí)輻射的光子.B隨堂練習(xí)：1、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ACD2、下面關(guān)于玻爾理論的解釋中，不正確的說法是（）

A、原子只能處于一系列不連續(xù)的狀態(tài)中，每個(gè)狀態(tài)都對(duì)應(yīng)一定的能量

B、原子中，雖然核外電子不斷做加速運(yùn)動(dòng)，但只要能量狀態(tài)不改變，就不會(huì)向外輻射能量

C、原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時(shí)，一定要輻射一定頻率的光子

D、原子的每一個(gè)能量狀態(tài)都對(duì)應(yīng)一個(gè)電子軌道，并且這些軌道是不連續(xù)的C3、根據(jù)玻爾理論，氫原子中，量子數(shù)N越大，則下列說法中正確的是（）A、電子軌道半徑越大B、核外電子的速率越大C、氫原子能級(jí)的能量越大D、核外電子的電勢(shì)能越大4、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