玻爾的原子模型-第一課時

玻爾的原子模型第一課時回顧復(fù)習(xí)：原子結(jié)構(gòu)的探究過程電子是原子的組成部分，原子是中性的，那么原子的模型是怎樣的？湯姆孫盧瑟福？棗糕模型原子帶正電的部分應(yīng)均勻分布在整個原子中，很小很輕的電子鑲嵌在球體的某些固定位置核式結(jié)構(gòu)模型原子中心有一個很小的核-原子核全部正電荷和質(zhì)量都集中在原子核帶負(fù)電的電子在核外空間繞著核旋轉(zhuǎn)。α粒子的大角度散射現(xiàn)象。電子容易穿過鋁原子。這個模型是完美的嗎？它就是原子結(jié)構(gòu)的最后真相嗎？2一、波爾原子模型盧瑟福模型的兩大困難（1）原子的穩(wěn)定性由經(jīng)典電磁學(xué)理論可知，當(dāng)電子圍繞原子核做變速運動時，原子會發(fā)射電磁波，電子的能量就會減少，因此電子會逐漸做向心運動，最終墜毀在原子核處；實際：原子結(jié)構(gòu)十分穩(wěn)定，電子并未出現(xiàn)墜毀現(xiàn)象！3一、波爾原子模型盧瑟福模型的兩大困難（2）頻率的不連續(xù)性電子圍繞原子核做變速運動時輻射的電磁波頻率等于其電子做圓周運動的頻率，且此頻率由其圓周運動的半徑唯一決定。因此由于電子逐漸靠近原子核，輻射的電磁波頻率會逐漸變化，并且應(yīng)為連續(xù)變化。實際：各種原子的光譜都是不連續(xù)的！4一、波爾原子模型——量子化的原子模型1.定態(tài)假設(shè)原子只能處于一系列能量不連續(xù)的狀態(tài)中。在這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，電子雖然做變速運動，但并不向外輻射能量，這些狀態(tài)叫做定態(tài)。電子繞原子核做圓周運動，只能處在一些分立的軌道上，它只能在這些軌道上繞核轉(zhuǎn)動而不產(chǎn)生電磁輻射。定態(tài)5一、波爾原子模型——量子化的原子模型2.躍遷假設(shè)原子從一種定態(tài)躍遷到另一定態(tài)時，吸收（或輻射）一定頻率的光子能量hυ。原子從定態(tài)E2躍遷到定態(tài)E1輻射的光子能量為其中h為普朗克常量，h=6.63×10-34J?s發(fā)射光子吸收光子E2E16一、波爾原子模型——量子化的原子模型3.量子假設(shè)（不連續(xù)假設(shè)）原子的不同能量狀態(tài)對應(yīng)于電子的不同運動軌道，原子的能量狀態(tài)是不連續(xù)的，電子不能在任意半徑的軌道上運動。軌道半徑r跟電子動量mv的乘積滿足下式這些軌道才是可能的。其中，n稱為量子數(shù)。7大家有疑問的，可以詢問和交流可以互相討論下，但要小聲點8根據(jù)玻爾理論，可以計算出電子的各條可能軌道半徑和電子在各條軌道上運動時的能量公式：二、氫原子的能級結(jié)構(gòu)由量子化條件由牛頓定律9二、氫原子的能級結(jié)構(gòu)能量：軌道半徑：式中r1、E1分別代表第一條（即離核最近的）可能軌道的半徑和電子在這條軌道上運動時的能量，rn、En分別代表第n條可能軌道的半徑和電子在第n條軌道上運動時的能量。特別的，對于氫原子，帶入電子質(zhì)量后，可得：E1=—13.6eV，r1=0.53×10-10mE1n=1E3n=3101、能級：氫原子的各個定態(tài)的能量值，叫它的能級。2、基態(tài)：正常狀態(tài)下，原子處于最低能級，這時電子在離核最近的軌道上運動，這種定態(tài)叫基態(tài)。3、激發(fā)態(tài)：除基態(tài)以外的能量較高的其他能級，叫做激發(fā)態(tài)。4、原子發(fā)光現(xiàn)象：原子從較高的激發(fā)態(tài)向較低的激發(fā)態(tài)或基態(tài)躍遷的過程，是輻射能量的過程，這個能量以光子的形式輻射出去，這就是原子發(fā)光現(xiàn)象。不同的能量，發(fā)射的光頻率也不同，我們就能觀察到不同顏色的光。二、氫原子的能級結(jié)構(gòu)E1n=1E3n=311試求：當(dāng)氫原子從n=3能級躍遷到n=1能級時，輻射的光子能量、頻率和波長。１２３４-13.6-3.4-1.51-0.85nEeV氫原子可能輻射幾種頻率的光子１２３４-13.6-3.4-1.51-0.85nEeV注意區(qū)分：一個氫原子和大量氫原子最多釋放幾種三、對氫原子能級的理解

(1)軌道與能量的量子化：對氫原子而言，核外的一個電子繞核運行時，若半徑不同，則對應(yīng)著的原子能量也不同．軌道是不連續(xù)的，能量也是不連續(xù)的，即能量量子化．(2)負(fù)能量：若使原子電離，外界必須對原子做功輸入能量，使電子擺脫它與原子核之間的庫侖力的束