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1、第十八章原子结构,18.4玻尔的原子模型,教学目标,知识与技能： 1知道玻尔原子理论的基本假设的主要内容。 2了解能级、跃迁、能量量子化以及基态、激发态等概念。 3能用玻尔原子理论简单解释氢原子模型。 4了解玻尔模型的不足之处及其原因。 过程与方法： 1、通过复习回顾和预习检查掌握知识点1； 2、通过师生合作探究，问题引导掌握知识2； 3、通过练习掌握知识点3； 情感态度价值观 1、高考重要考点； 2、体会物理学发展的过程，体会逻辑推理和实验结合的研究方法,复习回顾：,问题1：卢瑟福的核式结构模型的主要内容是什 么？成功之处是什么？,问题3：经典电磁理论与核心式结构的矛盾是什 么?,问题2：氢
2、原子光谱的特点是什么？,一、玻尔原子理论的基本假设,问题1：玻尔原子理论的基本假设的具体内容是 什么？,问题2：能级，基态，激发态，跃迁的定义是什 么？,针对原子核式结构模型提出,围绕原子核运动的电子轨道半径只能是某些分立的数值。即电子的轨道是量子化的。,一、玻尔原子理论的基本假设,假说1：轨道量子化,新课讲授,针对原子的稳定性提出,电子在不同的轨道上运动，原子处于不同的状态。玻尔指出，原子在不同的状态中具有不同的能量，所以原子的能量也是量子化的。在这些状态中原子是稳定的。,假说2：能级(定态)假说,针对原子光谱是 线状谱提出,假说3：频率条件(跃迁假说),原子在始、末两个能级 Em 和 En
3、 ( EmEn ) 间跃迁时，发射 (或吸收) 光子的频率可以由前后能级的能量差决定：,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。,基态：能量最低的状态(离核最近),基态,激发态：其他的能量状态,激发态,量子数,轨道与能级相对应,rn = n2r1,En = E1/n2,r1 = 0.053 nm,（n = 1，2，3，）,玻尔从上述假设出发，利用库仑定律和牛顿运动定律，计算出了氢电子可能的轨道半径和对应的能量值。,二、玻尔模型对氢原子光谱的解释,问题3、如何由轨道半径公式推导出能量公式？,问题4、随着轨道半径的增大，原子的能量是增 大还是减小？电子的动能和电势能是增大还是
4、减小？,2. 这里的电势能 Ep0，原因是规定了无限远处的电势能为零。这样越是距离原子核近的轨道电势能越小。,3. 量子数 n = 1定态，能量值最小，电子动能最大，电势能最小；量子数越大，能量值越大，电子动能越小，电势能越大。,4. 跃迁时电子动能、电势能与原子的能量变化：当轨道半径减小时，库仑引力做正功，电势能 Ep 减小，电子动能增大，原子的能量减小。反之，轨道半径增大时，库仑引力做负功，电势能增大，电子动能减小，原子的能量增大。,请注意,问题5：巴尔末公式有正整数 n 出现，这里我们也用正整数 n 来标志氢原子的能级。它们之间是否有某种关系？,巴尔末公式：,赖曼系（紫外线）,巴耳末系（
5、可见光）,帕邢系（红外线）,布喇开系,逢德系,成功解释了氢光谱的所有谱线,从高能级向低能级跃迁发射光子：以光子形式辐射出去（原子发光现象）。,2. 从低能级向高能级跃迁,(1) 吸收光子 对于能量大于或等于13.6eV的光子(电离)；对于能量小于13.6eV的光子(要么全被吸收，要么不吸收)。,(2) 吸收实物粒子能量 只要实物粒子动能足以使氢原子向高能级跃迁，就能被氢原子吸收全部或部分动能而使氢原子向高能级跃迁，多余能量仍为实物粒子的动能。,问题6、能级跃迁时一群氢原子辐射光子的频率 的种类是多少种？能级跃迁时一个氢原子辐射光 子的频率的种类是多少种 ？这两种情况一样吗？,三、玻尔模型的局限
6、性,问题1：玻尔原子理论的局限性是什么？,问题2、正确的理论是什么？,玻尔理论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,氦原子光谱,量子化条件的引进没有适当的理论解释,汤姆孙发现电子,汤姆孙的西瓜模型, 粒子散射实验,卢瑟福的核式结构模型,原子不可割,汤姆孙的西瓜模型,原子稳定性事实氢光谱实验,卢瑟福的核式结构模型,?,玻尔模型,复杂（氦）原子光谱,量子力学理论,玻尔模型,原子结构的认识史,怎样修改玻尔模型？,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,电子在某处单位体积内出现的概率 电子云,小结,玻尔的原子模型 假说1：轨道量子化 假说2：能级（定态）假说 假说3：频率条件,