2022年玻尔的原子模型导学案.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载玻尔的原子模型 导学案 目标定位 1.知道玻尔原子理论基本假设的主要内容 .2.明白能级、 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洁说明氢原子模型一、玻尔原子理论的基本假设1玻尔原子模型1 原子中的电子在库仑引力的作用下,绕原子核做圆周运动2 电子绕核运动的轨道是量子化的3 电子在这些轨道上绕核的转动是稳固的,不产生电磁辐射2定态 ：当电子在不同轨道上运动时,原子处于不同的状态中,具有不同的能量,即原子的能量是量子化的,这些量子化的能量值叫做能级原子中这些具有确定能量的稳固状态,称为定态能量最低的状态叫做基态,其他的状态叫做激发态3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,mn时,会放出能量为 h 的光子,该光子的能量 hEmEn,该式称为频率条件,又称辐射条件想一想 氢原子从高能级向低能级跃迁时,是不是氢原子所处的能级越高,释放的光子能量越大？答案不肯定 氢原子从高能级向低能级跃迁时,所释放的光子的能量肯定等于能级差,氢原子所处的能级越高,跃迁时能级差不肯定越大,释放的光子能量不肯定越大二、玻尔理论对氢光谱的说明1说明巴耳末公式依据玻尔理论,从高能级跃迁到低能级时辐射的光子的能量为hEmEn；巴耳末公式中的正整数n 和 2 正好代表能级跃迁之前和之后的定态轨道的量子数n 和 2. 2说明氢原子光谱的不连续性 原子从较高能级向低能级跃迁时放出光子的能量等于前后两能级差,由于原子的能级是 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三、玻尔理论的局限性1玻尔理论的胜利之处：玻尔理论第一次将量子观念引入原子领域提出了定态和跃迁的概念,胜利地说明了氢原子光谱的试验规律2玻尔理论的局限性：一、对玻尔理论的懂得1轨道量子化过多地保留了经典理论,对更复杂的原子发光无法说明1 轨道半径只能够是一些不连续的、某些分立的数值rn n 2r 1,式中 n 称为2 氢原子的电子最小轨道半径为r10.053 nm,其余轨道半径满意量子数,对应不同的轨道,只能取正整数2能量量子化1 不同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,因此这些状态是稳固的,原子在不同状态有不同的能量,所以原子的能量也是量子化的名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 4 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载2 基态：原子最低的能量状态称为基态,对应的电子在离核最近的轨道上运动,氢原子基态能量 E1 13.6 eV. 3 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：3跃迁En1 n 2E1E1 13.6 eV ,n1,2,3, 原子从一种定态跃迁到另一种定态时,它辐射或吸取肯定频率的光子,光子的能量由这两种定态的能量差打算,即高能级发射光子 h EmEn Em 吸取光子 h EmEn低能级 En例 12022·广州高二检测 依据玻尔原子理论,以下表述正确选项 A 核外电子运动轨道半径可取任意值B氢原子中的电子离原子核越远,氢原子的能量越大C电子跃迁时,辐射或吸取光子的能量由能级的能量差打算,即 h|EmEn| D氢原子从激发态向基态跃迁的过程,可能辐射能量,也可能吸取能量答案 BC 解析 依据玻尔理论,核外电子运动的轨道半径是确定的值,而不是任意值,A 错误；氢原子中的电子离原子核越远,能级越高,能量越大,B 正确；由跃迁规律可知 C 正确；氢原子从激发态向基态跃迁的过程中,应辐射能量,D 错误例 2 氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道的过程中 A 原子要吸取光子,电子的动能增大,原子的电势能增大B原子要放出光子,电子的动能减小,原子的电势能减小C原子要吸取光子,电子的动能增大,原子的电势能减小D原子要吸取光子,电子的动能减小,原子的电势能增大答案 D 解析 依据玻尔理论,氢原子核外电子在离核较远的轨道上运动能量较大,必需吸取一定能量的光子后,电子才能从离核较近的轨道跃迁到离核较远的轨道,故 B 错；氢原子核外2 2电子绕核做圆周运动,由原子核对电子的库仑力供应向心力,即：ker 2mv r,又 Ek1 2mv 2,2所以 Ekke 2r .由此式可知：电子离核越远,即 r 越大时,电子的动能越小,故 A、C 错；由 r变大时,库仑力对核外电子做负功,因此电势能增大,从而判定 D 正确借题发挥 当氢原子从低能量态 En 向高能量态 Emnm跃迁时, r 增大, Ek 减小, Ep增大 或 r 增大时,库仑力做负功,电势能 光子能量 hEm En.二、原子能级和能级跃迁的懂得1氢原子能级图 如图 1841 所示Ep 增大 , E 增大,故需吸取光子能量,所吸取的图 1841 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 4 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2依据氢原子的能级图可以推知,学习必备欢迎下载n 的氢原子最终跃迁到基态时,可能发一群量子数为出的不同频率的光子数可用 NC nn（n1）2 运算3原子从低能级向高能级跃迁：吸取肯定能量的光子,当一个光子的能量满意 hE末E 初时,才能被某一个原子吸取,而当光子能量 h 大于或小于 E 末E 初时都不能被原子吸收；原子从高能级向低能级跃迁,以光子的形式向外辐射能量,所辐射的光子能量恰等于发生跃迁时的两能级间的能量差例 3如图 1842 所示,氢原子从n2 的某一能级跃迁到n2 的能级,辐射出能量为 2.55 eV 的光子,问最少要给基态的氢原子供应多少电子伏特的能量,才能使它辐射上述能量的光子？请在图中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图图 1842 答案12.75 eV跃迁图见解析图n2 的能级,满意：hEnE22.55 eV解析氢原子从 n2 的某一能级跃迁到En hE2 0.85 eV所以 n 4基态氢原子要跃迁到n4 的能级,应供应E E4E112.75 eV.跃迁图如下列图：借题发挥1假如是一个氢原子,该氢原子的核外电子在某时刻只能处在某一个可能的轨道上,由这一轨道向另一轨道跃迁时只能有一种光,但可能发出的光条数为 n1种2 假如是一群氢原子,该群氢原子的核外电子在某时刻有多种可能轨道每一个跃迁时只能发出一种光,多种轨道同时存在,发光条数Nn（n1）2.3 如知道每条发光的能量或频率,可依据已知情形判定光线所在区域名师归纳总结 针对训练如图 1843 所示, 1、2、 3、4 为玻尔理论中氢原子最低的四个能级处第 3 页,共 4 页在 n4 能级的一群氢原子向低能级跃迁时,能发出如干种频率不同的光子,在这些光中, 波长最长的是 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载图 1843 A n4 跃迁到 n1 时辐射的光子 Bn4 跃迁到 n3 时辐射的光子 Cn2 跃迁到 n1 时辐射的光子 Dn3 跃迁到 n2 时辐射的光子 答案 B 对玻尔理论的懂得1玻尔在他提出的原子模型中所作的假设有 A 原子处在具有肯定能量的定态中,虽然电子做加速运动,但不向外辐射能量 B原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应,而电子的可能轨道的 分布是不连续的C电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时,辐射或吸取 肯定频率的光子D电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率答案 ABC 解析 A、B、C 三项都是玻尔提出来的假设,其核心是原子定态概念的引入与能量跃迁学说的提出,也就是“量子化 ” 的概念原子的不同能量状态与电子绕核运动时不同的圆轨道相对应,是经典理论与量子化概念的结合原子辐射的能量与电子在某一可能轨道上绕核的运动无关2对氢原子能级公式 EnE1 n 2 的懂得,以下说法中正确选项 A 原子定态能量 En是指核外电子动能与核之间的静电势能的总和BEn是负值CEn是指核外电子的动能,只能取正值D从式中可以看出,随着电子运动半径的增大,原子总能量削减答案AB En解析这里是取电子自由态作为能量零点,所以电子处在各个定态中能量均是负值,表示核外电子动能和电子与核之间的静电势能的总和,所以选项 是负值,所以 n 越大, En 越大A、B 对, C 错,由于能量名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 4 页