波尔的原子模型上课用.pptx

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1、 汤姆孙汤姆孙发现电子发现电子汤姆孙的汤姆孙的西瓜模型西瓜模型 粒子粒子散射实验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探究过程原子不可割原子不可割汤姆孙的汤姆孙的西瓜模型西瓜模型否定否定建立建立否定否定建立建立出现矛盾出现矛盾第1页/共16页卢瑟福模型的困难卢瑟福模型的困难卢瑟福模型的困难卢瑟福模型的困难原子核式结构模型原子核式结构模型与与经典电磁理论经典电磁理论的矛盾的矛盾核外电子绕核运动辐射电磁波电子轨道半径连续变小原子不稳定辐射电磁波频率连续变化事实上：事实上：原子是稳定的原子光谱是线状谱卢瑟福核式模型无法解释原子的卢瑟福核式模型无法解释原子的稳定稳定性和

2、性和氢原子光谱的氢原子光谱的分立分立特征特征否定否定卢瑟福的核卢瑟福的核卢瑟福的核卢瑟福的核式结构模型式结构模型式结构模型式结构模型建立建立?第2页/共16页围绕原子核运动的电子轨道半径只围绕原子核运动的电子轨道半径只围绕原子核运动的电子轨道半径只围绕原子核运动的电子轨道半径只能是某些不连续（能是某些不连续（能是某些不连续（能是某些不连续（分立分立）的数值的数值的数值的数值。一、玻尔的原子模型1、轨道量子化轨道量子化轨道量子化轨道量子化假假假假设设设设:3142（1 1）如氢原子电子的可能轨道）如氢原子电子的可能轨道r r半经：半经：rnn2r1(n1,2,3 )r10.053nmr2 0.2

3、12nmn叫量子数叫量子数n=1表示电子轨道表示电子轨道1n越大越大,表示半径越大，离核越远表示半径越大，离核越远电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的，不产生电磁电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的，不产生电磁辐射辐射第3页/共16页电子在不同的轨道运动对应着电子在不同的轨道运动对应着不同的状态，原子在不同的状不同的状态，原子在不同的状态中具有不同的能量，即态中具有不同的能量，即能量能量是量子化的是量子化的、能量量子化能量量子化能量量子化能量量子化假假假假设设设设 :(1)能级能级：这些量子化的能量值叫做这些量子化的能量值叫做能级能级(2)定态定态：在这些状态中原子是稳定的：在这些状态中原子是稳定

4、的,电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。这些状态叫这些状态叫定态定态。包括基态和激发态。包括基态和激发态。1 12 23 34 45 5 n n量子数量子数量子数量子数E/eVE/eV3 32 24 45 5 能级图能级图(3)基态基态：能量值最低的状态轨道半径最小能量值最低的状态轨道半径最小能量值最低的状态轨道半径最小能量值最低的状态轨道半径最小(离核最近离核最近离核最近离核最近)n=1n=1-与卫星与卫星与卫星与卫星绕地球运动类比绕地球运动类比(4)激发态激发态：除基态外的状态除基态外的状态除基态外的状态除基态外的状态n=2,3,4.n=2,3,4.

5、+1432第4页/共16页氢原子能级图1 12 23 34 45 5 n n量子数量子数量子数量子数=-13.6=-13.6=-3.4=-3.4=-1.51=-1.51=-0.85=-0.85=-0.54=-0.54=0=0E/eVE/eV 原子的能量包括核外电子动能原子的能量包括核外电子动能原子的能量包括核外电子动能原子的能量包括核外电子动能和核与电子间的势能和核与电子间的势能和核与电子间的势能和核与电子间的势能取取时的能量为时的能量为0,其他的能级能量均为其他的能级能量均为负负n=8n n越大，越大，越大，越大，r r越大，动能越小，电势能越大，动能越小，电势能越大，动能越小，电势能越大，

6、动能越小，电势能越大，能级的能量越大越大，能级的能量越大越大，能级的能量越大越大，能级的能量越大第5页/共16页 当电子从能量较高的定态当电子从能量较高的定态轨道（设能量为轨道（设能量为EmEm）跃迁到）跃迁到能量较低的定态轨道（设能能量较低的定态轨道（设能量为量为EnEn）时，会放出能量为）时，会放出能量为hvhv的光子的光子.（线状光谱）（线状光谱）、跃迁假设、跃迁假设Em En h v=1 12 23 34 45 5 n n量子数量子数量子数量子数-13.6-13.6-3.4-3.4-1.51-1.51-0.85-0.85-0.54-0.540 0E/eVE/eV能级图能级图能级图能级图

7、反之电子吸收光子时会反之电子吸收光子时会从能量较低的轨道跃迁到能从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道，同样满足上量较高的轨道，同样满足上式关系。（吸收光谱）式关系。（吸收光谱）？(mn)光子放出或吸收的能量必须等于两个能级的能极差，所以放出光光子放出或吸收的能量必须等于两个能级的能极差，所以放出光光子放出或吸收的能量必须等于两个能级的能极差，所以放出光光子放出或吸收的能量必须等于两个能级的能极差，所以放出光子或吸收光子的频率是定值子或吸收光子的频率是定值子或吸收光子的频率是定值子或吸收光子的频率是定值第6页/共16页波尔理论对氢原子光谱的解释波尔理论对氢原子光谱的解释波尔理论对氢原子光谱的解释

8、波尔理论对氢原子光谱的解释1 1向低轨道跃迁：发射光子向低轨道跃迁：发射光子向低轨道跃迁：发射光子向低轨道跃迁：发射光子发射光子的能量：发射光子的能量：发射光子的能量：发射光子的能量：Em En h v=光子的能量必须等于能极差Em En 处于激发态的原子是不稳定处于激发态的原子是不稳定的，可自发的经过一次或几次的，可自发的经过一次或几次跃迁到达基态跃迁到达基态 由于能级是分立的，所以放出光子的能量也是分立的，因此原子发出的 光谱只有一些分立的亮线1 12 23 34 45 5 n n量子数量子数量子数量子数-13.6-13.6-3.4-3.4-1.51-1.51-0.85-0.85-0.54

9、-0.540 0E/eVE/eV第7页/共16页波尔理论对氢原子光谱的解释波尔理论对氢原子光谱的解释波尔理论对氢原子光谱的解释波尔理论对氢原子光谱的解释2 2向高轨道跃迁：吸收光子向高轨道跃迁：吸收光子向高轨道跃迁：吸收光子向高轨道跃迁：吸收光子吸收光子的能量：吸收光子的能量：吸收光子的能量：吸收光子的能量：Em En h v=吸收光子的能量必须等于能极差Em En 因此吸收光谱也是一些分立的因此吸收光谱也是一些分立的暗线暗线1 12 23 34 45 5 n n量子数量子数量子数量子数-13.6-13.6-3.4-3.4-1.51-1.51-0.85-0.85-0.54-0.540 0E/e

10、VE/eV电离电离：电子吸收能量克服核的引力，：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脱离原子变成自由电子的现象电离条件：电离条件：与跃迁的区别与跃迁的区别：入射光能量大于等于电离能都被吸收入射光能量大于等于电离能都被吸收原因：使离子电离，破坏了原子结构，不再满足跃迁条件原因：使离子电离，破坏了原子结构，不再满足跃迁条件E En h v/|En|h v/第8页/共16页玻尔理论成功解释了氢原子光谱的不连续 原子从较高能级跃迁到原子从较高能级跃迁到较低能级，放出光子的能量等较低能级，放出光子的能量等于前后两能级差，（于前后两能级差，（）由于能级是分立的，所以发由于能级是分立的，所以

11、发射的光子能量也是分立的射的光子能量也是分立的 ，因，因此原子光谱只有一些分立的亮此原子光谱只有一些分立的亮线。线。第9页/共16页波尔理论对氢原子光谱的解释波尔理论对氢原子光谱的解释波尔理论对氢原子光谱的解释波尔理论对氢原子光谱的解释2 2向高轨道跃迁：用实物粒子向高轨道跃迁：用实物粒子向高轨道跃迁：用实物粒子向高轨道跃迁：用实物粒子（如电子（如电子（如电子（如电子)撞击撞击撞击撞击满足碰撞规律：光子吸收粒子的全部或部分能量，满足碰撞规律：光子吸收粒子的全部或部分能量，满足碰撞规律：光子吸收粒子的全部或部分能量，满足碰撞规律：光子吸收粒子的全部或部分能量，只要入射粒子的能量大于或等于两能极间

12、的能量差，只要入射粒子的能量大于或等于两能极间的能量差，只要入射粒子的能量大于或等于两能极间的能量差，只要入射粒子的能量大于或等于两能极间的能量差，就能使电子跃迁就能使电子跃迁就能使电子跃迁就能使电子跃迁1 12 23 34 45 5 n n量子数量子数量子数量子数-13.6-13.6-3.4-3.4-1.51-1.51-0.85-0.85-0.54-0.540 0E/eVE/eV第10页/共16页对于基态氢原子，下列说法中正确的是（）A.它能吸收10.2eV的光子B.它能吸收11eV的光子C.它能吸收12.75eV的光子D它能吸收13.6eV的光子E.它能吸收14eV的光子F它能吸收具有11

13、eV动能的电子的部分动能1 12 23 34 45 5 n n量子数量子数量子数量子数-13.6-13.6-3.4-3.4-1.51-1.51-0.85-0.85-0.54-0.540 0E/eVE/eV第11页/共16页要使处于基态的氢原子从基态跃迁到n=3的激发态，则照射光的频率必须是多少？跃迁后能发出几种不同频率的光？求辐射光的最大频率和最小频率?各种光能量之间的关系?1 12 23 34 45 5 n n量子数量子数量子数量子数-13.6-13.6-3.4-3.4-1.51-1.51-0.85-0.85-0.54-0.540 0E/eVE/eV第12页/共16页小结小结一、玻尔原子结构

14、模型内容一、玻尔原子结构模型内容1 1、轨道量子化假设轨道量子化假设轨道量子化假设轨道量子化假设、能量量子化假设能量量子化假设能量量子化假设能量量子化假设、跃迁假设跃迁假设跃迁假设跃迁假设二、玻尔理论对氢光谱的解释二、玻尔理论对氢光谱的解释1 1、向低能级跃迁、向低能级跃迁、向低能级跃迁、向低能级跃迁发射光子发射光子发射光子发射光子2 2、向高能级跃迁、向高能级跃迁、向高能级跃迁、向高能级跃迁吸收光子吸收光子吸收光子吸收光子跃迁跃迁：三、玻尔理论的成功与局限之处三、玻尔理论的成功与局限之处1 1、成功之处：、成功之处：引入了引入了引入了引入了“量子量子量子量子”的观念的观念的观念的观念成功解释

15、了氢原子的线状光谱成功解释了氢原子的线状光谱2 2、局限之处：、局限之处：（1 1）对于外层电子较多元素的原子光谱，其理）对于外层电子较多元素的原子光谱，其理）对于外层电子较多元素的原子光谱，其理）对于外层电子较多元素的原子光谱，其理论与事实相差很大论与事实相差很大论与事实相差很大论与事实相差很大（2 2）过多地引用了经典的物理理论）过多地引用了经典的物理理论）过多地引用了经典的物理理论）过多地引用了经典的物理理论第13页/共16页根据玻尔的原子理论，原子中电子绕核运动的半径（根据玻尔的原子理论，原子中电子绕核运动的半径（）A A、可以取任意值、可以取任意值 B B、可以在某一范围内取任意值、

16、可以在某一范围内取任意值C C、可以取一系列不连续的任意值、可以取一系列不连续的任意值D D、是一系列不连续的特定值、是一系列不连续的特定值D思考第14页/共16页 按照波尔理论，氢原子核外电子从半径较小的按照波尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道上，有关能量变化的轨道跃迁到半径较大的轨道上，有关能量变化的说法中，正确的是说法中，正确的是:A、电子的动能变大，电势能变大，总能量变大、电子的动能变大，电势能变大，总能量变大B、电子的动能变小，电势能变小，总能量变小、电子的动能变小，电势能变小，总能量变小C、电子的动能变小，电势能变大，总能量不变、电子的动能变小，电势能变大，总能量不变D、电子的动能变小，电势能变大，总能量变大、电子的动能变小，电势能变大，总能量变大D思考第15页/共16页谢谢您的观看！第16页/共16页