18.4波尔的原子模型.ppt

《18.4波尔的原子模型.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《18.4波尔的原子模型.ppt（30页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、汤姆孙发现电子汤姆孙发现电子 汤姆孙的西汤姆孙的西 瓜模型瓜模型 粒子散射实验粒子散射实验 卢瑟福的核卢瑟福的核 式结构模型式结构模型 回顾科学家对原子结构的认识史回顾科学家对原子结构的认识史 原子不可割原子不可割 汤姆孙的西汤姆孙的西 瓜模型瓜模型 原子稳定性事实原子稳定性事实 氢光谱实验氢光谱实验 否定 建立 否定 建立 否定 卢瑟福的核卢瑟福的核 式结构模型式结构模型 建立 出现矛盾 出现矛盾 ? ? 1、围绕原子核运动的电子轨道半径只能是某些分立的 数值且电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的（电子的 轨道是量子化的），不产生电磁辐射。 1913年玻尔提出了自己的原子结构假说 玻尔 针对原

2、子的核式结构模型 一、玻尔的原子结构假说一、玻尔的原子结构假说 2、原子在不同的轨道上运动时，原子处于 不同的状态波尔指出，原子的不同的状态 中具有不同的能量，所以原子的能量也量子 化的 1913年玻尔提出了自己的原子结构假说 玻尔 针对原子的稳定性 m r v 能级：量子化的能量值 定态：原子中具有确定能量的稳定状态 量子数 基态：能量最低的状态（离核最近） 基态 激发态：其他的状态 激发态 定态 注：原子的能量指电子绕核动能和电 子、 原子核系统的势能之和 m r v 轨道图 能级图 1关于玻尔的原子模型理论，下面说法正确的是() A原子可以处于连续的能量状态中 B原子的能量状态是不连续的

3、 C原子中的核外电子绕核做加速运动一定向外辐射能量 D原子中的电子绕核运转的轨道半径是连续的 B 2根据玻尔理论，氢原子中量子数n越大( ) A电子的轨道半径越大 B核外电子的速率越大 C氢原子能级的能量越大 D核外电子的电势能越大 解析：(1)n越大，电子距核越远，轨道半径越大。A对 (2)库伦力提供向心力。Ke2/r2=mv2/r.则mv2=Ke2/r。R越大，v 越小。或电子远离核时，库伦力做负功，动能减小，势能增 大。 (3)n越大，所处能级能量越大。 ACD 3、当电子从能量较高的定态轨道（其 能量记为m）跃迁到能量较低的定 态轨道（能量记为n，mn）时，会 放出能量为h的光子（h是

4、普朗克常量 ），这个光子的能量由前后两个能级 的能量差决定，即hm-n 称为频率条件，又称辐射条件 1913年玻尔提出了自己的原子结构假说 玻尔 针对原子光谱是线状谱提出 -跃字包含“不连续”的意思 基 态 激 发 态 跃迁跃迁 （电子克服库仑引力做功增 大电势能，原子的能量增加 ） 吸收光子吸收光子 （电子所受库仑力做正 功减小电势能，原子的 能量减少） 辐射光子辐射光子 光子的发射和吸收 二、玻尔理论对氢光谱的解释二、玻尔理论对氢光谱的解释 n n ：电子脱：电子脱 离核束缚离核束缚 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 n n 量子数量子数 -13.6-13.6 -3.4-3.4 -1

5、.51-1.51 -0.85-0.85 -0.54-0.54 0 0 E /eVE /eV 氢原子能级图氢原子能级图 1 1、向低轨道跃迁、向低轨道跃迁 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 n n 量子数量子数 -13.6-13.6 -3.4-3.4 -1.51-1.51 -0.85-0.85 -0.54-0.54 0 0 E /eVE /eV 处于激发态的原子处于激发态的原子是不是不 稳定的可自发地经过一稳定的可自发地经过一 次或几次跃迁达基态次或几次跃迁达基态 跃迁时发射光子的能量跃迁时发射光子的能量 ： 发射光子发射光子 光子的能量必须光子的能量必须等于等于能级差能级差 玻尔理论对氢

6、光谱的解释玻尔理论对氢光谱的解释 说明：由于能级是分立的， 所以放出的光子的能量也是 分立的，因此原子的发射光 谱只有一些分立的亮线。 2 2、向高轨道跃迁、向高轨道跃迁 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 n n 量子数量子数 -13.6-13.6 -3.4-3.4 -1.51-1.51 -0.85-0.85 -0.54-0.54 0 0 E /eVE /eV 吸收光子吸收光子 吸收光子的能量必须吸收光子的能量必须等于等于能级差能级差 因此吸收光谱也是一些分立的暗线因此吸收光谱也是一些分立的暗线 使原子电离，破坏了原子结构，不再使原子电离，破坏了原子结构，不再 符合频率条件符合频率条件

7、电子吸收能量克服核的引力，脱离原电子吸收能量克服核的引力，脱离原 子，变成自由电子的现象子，变成自由电子的现象-电离电离 跃迁条件跃迁条件 ： 电离条件电离条件 ： 玻尔理论对氢光谱的解释玻尔理论对氢光谱的解释 跃迁时吸收光子的能量：跃迁时吸收光子的能量： n - 0.85 -13.6 0 - 0.54 -1.51 - 3.4 E/eV 巴耳末系 赖曼系 帕邢系 思考:在具有下列能量 的光子中,能被基态氢 离子吸收而发生跃迁 的是( ) A.13.6eV B.12.75eV C.10ev D.1.9eV 玻尔理论成功解释了氢光谱的规 律,甚至预言了氢原子的其他谱线 系 分析：E=hv=En-E

8、1。 En=E+E1=hv+E1 En=E+E1计算 值 结果 A0是 B-0.85是 C-3.6否 D-11.7否 跃迁条件的考察 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 n n 量子数量子数 -13.6-13.6 -3.4-3.4 -1.51-1.51 -0.85-0.85 -0.54-0.54 0 0 E /eVE /eV 2 2 分别能量为分别能量为11eV11eV、15eV15eV的光子照射处于基态的氢原子，的光子照射处于基态的氢原子， 结果如何？结果如何？ 要使处于要使处于基态的氢原子基态的氢原子从从基态基态跃迁到跃迁到n=4n=4激发态激发态，则，则 照射光光的频率必须为多少？跃

9、迁后能发出几种频率照射光光的频率必须为多少？跃迁后能发出几种频率 不同的光？不同的光？ 思考与讨论：思考与讨论： 解析：E1=-13.6eV，E4=-0.85eV 由基态跃迁到激发态需吸收能量 可用一定频率的光照射。 则：吸收光子的能量hv=E4-E1。 V=(-0.85+13.6)x1.6x10-19/6.63x10-34 =3.08x1015Hz 6种 3试计算处于基态的氢原子吸收波长为多 少的光子时，电子可以跃迁到n2的轨道上 已知氢原子能级公式En -13.6/n2eV(n 1,2,3) 解析： 基态的能量E1=-13.6ev 在n=2轨道上的能量E2=-13.6/22=-3.4ev

10、则E=hv=hc=/E2-E1。 22.1=x10-7m 4、下面关于玻尔理论的解释中，不正确的说法是（ ） A、原子只能处于一系列不连续的状态中，每个状态 都对应一定的能量 B、原子中，虽然核外电子不断运动，但只要能量状 态不改变，就不会向外辐射能量 C、原子从一种定态跃迁到另一种定态时，一定要辐 射一定频率的光子 D、原子的每一个能量状态都对应一个电子轨道，并 且这些轨道是不连续的 C 5、按照玻尔理论，一个氢原子中的电子从一半径为ra的 圆轨道自发地直接跃迁到一半径为rb的圆轨道上，已知 rarb，则在此过程中（ ） A、原子要发出一系列频率的光子 B、原子要吸收一系列频率的光子 C、原

11、子要发出某一频率的光子 D、原子要吸收某一频率的光子 C 6.对玻尔理论的下列说法中，正确的是（ ） A、继承了卢瑟福的原子模型，但对原子能 量和电子轨道引入了量子化假设 B、对经典电磁理论中关于“做加速运动的 电荷要辐射电磁波”的观点表示赞同 C、用能量转化与守恒建立了原子发光频率 与原子能量变化之间的定量关系 D、玻尔的两个公式是在他的理论基础上利 用经典电磁理论和牛顿力学计算出来的 ACD 学以致用学以致用 7氢原子的核外电子由一个轨道跃迁到另一个轨道 时，可能发生的情况是() A放出光子，电子动能减小，原子势能增大 B放出光子，电子动能增大，原子势能减小 C吸收光子，电子动能减小，原子

12、势能增大 D吸收光子，电子动能增大，原子势能减小 分析：(1)由高轨道跃迁到低轨道时。库仑力做正功，动能增加、 势能减小。向外辐射光子、能量减小。 (2) 由低轨道跃迁到高轨道时。库仑力做负功，动能减小、势能增 大。从外界吸收辐射光子、能量增大。 BC 放出光子则电子向较低定态跃迁，r减小、库仑力做正功、动能 增大、势能减小。 吸收光子则电子向较高定态跃迁，r增大、库仑力做负功、动能 减小、势能增大。 8.如图所示，大量氢原子处于能级n4的激发态，当 它们向各较低能级跃迁时，对于多种可能的跃迁，下面 说法中正确的是() A最多只能放出4种不同频率的光子 B从n4能级跃迁到n1能级放出的光子波长

13、最长 C从n4能级跃迁到n1能级放出的光子频率最高 D从n4能级跃迁到n3能级放出的光子波长等于 从n2能级跃迁到n1能级放出的光子波长 C 分析(1)对于大量氢原子： 辐射光谱条数（对于频率） N=n(n-1)/2=6 (2)由E=hv=hc/=E4-E1解题题 (3)由hv1=E3-E2,hv2=E2-E1可知 频频率不同，波长长不同。 玻尔理论成功成功的解释并预言了氢原子辐射 的电磁波的问题，但是也有它的局限性 在解决核外电子的运动时 成功引入了量子化量子化的观念 同时又应用了“粒 子、轨道”等经典概 念和有关牛顿力学规 律 除了氢原子光谱外，在解决其他问 题上遇到了很大的困难困难 三、

14、玻尔模型的局限性三、玻尔模型的局限性 氦原子光谱 汤姆孙发现电子汤姆孙发现电子 汤姆孙的西汤姆孙的西 瓜模型瓜模型 粒子散射实验粒子散射实验 卢瑟福的核卢瑟福的核 式结构模型式结构模型 原子不可割原子不可割 汤姆孙的西汤姆孙的西 瓜模型瓜模型 原子稳定性事实原子稳定性事实 氢光谱实验氢光谱实验 否定 建立 否定 建立 否定 卢瑟福的核卢瑟福的核 式结构模型式结构模型 建立 出现矛盾 出现矛盾 ? ? 玻尔模型玻尔模型 复杂（氦）原子复杂（氦）原子 光谱光谱 量子力学量子力学 理论理论 玻尔模型玻尔模型 否定 建立 观观 察察 与与 实实 验验 所所 获获 得得 的的 事事 实实 出现矛盾 建建

15、 立立 科科 学学 模模 型型 提提 出出 科科 学学 假假 说说 拓展与提高拓展与提高 怎样修改玻尔模型？怎样修改玻尔模型？ 思想：必须彻底放弃经典概念？思想：必须彻底放弃经典概念？ 关键：用电子云概念取代经典的轨道概念关键：用电子云概念取代经典的轨道概念 电子在某处单位体积内出现的概率电子云 原子结构的认识史原子结构的认识史 小结 小结 小结 小结 小结 小结 跃迁时电子动能、原子势能、原子能量的变化 1.当n减小即轨道半径减小时。库仑力做正功，电子动能增加、 原子势能减小、向外辐射能量，原子能量减小。 2.当n增大即轨道半径增大时。库仑力做负功，电子动能减小、 原子势能增大、从外界吸收能量，原子能量增大。