2017-2018学年[状元之路]高中物理人教版选修3-5（课件+学案+随堂检测）第18章原子结构 （9份打包）

第十八章　 4　玻尔的原子模型 学习目标　 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，会计算原子跃迁时吸收或辐射光子的能量. 3.能用玻尔原子理论简单解释氢原子光谱. 内容索引 知识探究 题型探究 达标检测 知识探究 一、玻尔原子理论的基本假设 1.按照经典理论，核外电子在库仑引力作用下绕原子核做圆周运动.我们知道，库仑引力和万有引力形式上有相似之处，电子绕原子核的运动与卫星绕地球的运动也一定有某些相似之处，那么若将卫星—地球模型缩小是否就可以变为电子—原子核模型呢？ 答案 答案　不可以.在玻尔理论中，电子的轨道半径只可能是某些分立的数值，而卫星的轨道半径可按需要任意取值. 导学探究 2.氢原子吸收或辐射光子的频率条件是什么？它和氢原子核外的电子的跃迁有什么关系？ 答案 答案　电子从能量较高的定态轨道(其能量记为Em)跃迁到能量较低的定态轨道(其能量记为En)时，会放出能量为hν的光子(h是普朗克常量)，这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即hν＝Em－En(m＞n).这个式子称为频率条件，又称辐射条件. 当电子从较低的能量态跃迁到较高的能量态，吸收的光子的能量同样由频率条件决定. 玻尔原子理论的基本假设 1.轨道量子化 (1)原子中的电子在 的作用下，绕原子核做 . (2)电子运行轨道的半径不是任意的，也就是说电子的轨道是 的(填“连续变化”或“量子化”). (3)电子在这些轨道上绕核的转动是 的，不产生 . 库仑引力 圆周运动 量子化 稳定 电磁辐射 知识梳理 2.定态 (1)当电子在不同轨道上运动时，原子处于不同的状态，原子在不同的状态中具有不同的能量，即原子的能量是 的，这些量子化的能量值叫做 . (2)原子中这些具有确定能量的稳定状态，称为 . (3)基态：原子能量 的状态称为基态，对应的电子在离核最 的轨道上运动，氢原子基态能量E1＝ . 量子化 能级 定态 最低 近 －13.6 eV (4)激发态：较高的能量状态称为激发态，对应的电子在离核较远的轨道上运动. 氢原子各能级的关系为：En＝ .(E1＝－13.6 eV，n＝1,2,3，…) 3.频率条件与跃迁 当电子从能量较高的定态轨道(其能量记为Em)跃迁到能量较低的定态轨道(能量记为En，m＞n)时，会放出能量为hν的光子，该光子的能量hν＝ ，该式称为频率条件，又称辐射条件. Em－En 判断下列说法的正误. (1)玻尔认为电子运行轨道半径是任意的，就像人造地球卫星，能量大一些，轨道半径就会大点.(　　) (2)玻尔认为原子的能量是量子化的，不能连续取值.(　　) (3)当电子从能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时，会放出任意能量的光子.(　　) × √ × 即学即用 二、玻尔理论对氢光谱的解释 如图1所示是氢原子的能级图，一群处于n＝4的激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多少种频率不同的光子？从n＝4的激发态跃迁到基态时，放出光子的能量多大？ 答案 图1 导学探究 答案　氢原子能级跃迁图如图所示.从图中可以看出能辐射出6种频率不同的光子，它们分别是n＝4→n＝3，n＝4→n＝2，n＝4→n＝1，n＝3→n＝2，n＝3→n＝1，n＝2→n＝1. 从n＝4的激发态跃迁到基态辐射光子能量ΔE＝E4－E1＝－0.85 eV－(－13.6 eV)＝12.75 eV. 1.氢原子能级图(如图2所示) 图2 知识梳理 2.解释巴耳末公式 按照玻尔理论，从高能级跃迁到低能级时辐射的光子的能量为hν＝ .巴耳末公式中的正整数n和2正好代表能级跃迁之前和跃迁之后所处的 的量子数n和2. 3.解释气体导电发光 通常情况下，原子处于基态，基态是最稳定的，原子受到电子的撞击，有可能向上跃迁到 ，处于激发态的原子是 的，会自发地向能量较低的能级跃迁，放出 ，最终回到基态. Em－ En 定态轨道 激发态 不稳定 光子 4.解释氢原子光谱的不连续性 原子从高能级向低能级跃迁时放出的光子的能量等于前后 ，由于原子的能级是 的，所以放出的光子的能量也是 的，因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线. 5.解释不同原子具有不同的特征谱线 不同的原子具有不同的结构， 各不相同，因此辐射(或吸收)的 也不相同. 两个