内容正文:
第2章 原子结构
|物理|选修3-5(LK)
菜 单
第3节 玻尔的原子模型
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一、玻尔原子模型
[自学教材]
1.经典电磁理论的困境
(1)按照经典电磁理论,原子辐射电磁波的频率应__________,这样大量原子发光的频率应当是________,而实际上原子光谱是___________。
(2)按照经典电磁理论,电子辐射电磁波,能量不断______,使得电子绕核运动的轨道半径也要减小,电子应沿螺旋线轨道落入______,而实际上原子是_______。
不断变化
连续光谱
不连续的
减少
原子核
稳定的
教材梳理·新知探究
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2.玻尔原子理论
(1)理论基础:玻尔接受了普朗克和爱因斯坦的__________思想,并将原子结构和_______联系起来,于1913年提出了_________的原子模型。
量子化
光谱
量子化
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(2)理论内容:
①原子只能处于一系列能量________的状态中。在这些状态中,原子是_______,电子虽然做加速运动,但并不向外辐射能量,这些状态叫作_____。电子只能处在一些分立的轨道上,绕核转动而不产生__________。
②原子从一种定态跃迁到另一定态时,吸收(或辐射)一定_______的光子能量hν,例如,原子从定态E2跃迁到定态E1,辐射的光子能量为hν=_________。
不连续
稳定的
定态
电磁辐射
频率
E2-E1
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运行轨道
不连续
量子数
③原子的不同能量状态对应于电子的不同_________。原子的能量状态是________的,电子不能在任意半径的轨道上运行。轨道半径r跟电子动量mv的乘积满足mevr=neq \f(h,2π)(n=1,2,3,…)的轨道才是可能的。n是正整数,称为_________。
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[重点诠释]
1.对玻尔原子理论的理解
(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,这种现象叫轨道量子化。
(2)不同的轨道对应不同的状态,在这些状态中,尽管电子做变速运动,却不辐射能量,因此这些状态是稳定的。
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(3)原子在不同的状态中具有不同的能量,氢原子各定态的能量值为电子绕核运动的动能Ek和电势能Ep的代数和。当取无限远处电势能为零时,各定态的电势能均为负值,且其大小总大于同一定态的电子的动能,所以各定态的能量均为负值。
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2.卢瑟福原子模型与玻尔原子模型的异同
卢瑟福原子模型 玻尔原子模型
相同点 ①原子有带正电的核,原子质量几乎全部集中在核上;
②带负电的电子在核外运转
不同点 库仑力提供向心力,半径r的取值是连续的 轨道半径r和原子能量都是分立的、量子化的、不连续的
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[典题强化]
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
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
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解析 根据玻尔原子理论:电子轨道和原子能量都是量子化的,不连续的,处于定态的原子并不向外辐射能量,可判定B是正确的。
答案 B
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二、氢原子的能级结构
[自学教材]
1.能级
在玻尔的原子理论中,原子只能处于一系列_______的能量状态。在每个状态中,原子的________都是确定的,各个确定的_______叫作能级。
不连续
能量值
能量值
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n2r1
-13.6 eV
0.53×10-10m
2.氢原子能级结构图
根据玻尔理论,氢原子在不同能级上的能量和相应的电子轨道半径为
En=______ (n=1,2,3,…)
rn=_____ (n=1,2,3,…)
式中,E1≈___________,r1=____________。
eq \f(E1,n2)
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根据以上结果,把氢原子所有可能的能量值画在一张图上,就得到了氢原子的能级结构图(图2-3-1)