物理选修人教新课标184玻尔的原子模型课件概要PPT课件

1、第1页/共41页第四节玻尔的原子模型第四节玻尔的原子模型第2页/共41页课前自主学案课前自主学案核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练课标定位课标定位知能优化训练知能优化训练第四节第四节第3页/共41页 课标定位 学习目标：1.知道玻尔原子理论的基本假设 2知道能级、能级跃迁，会计算原子能级跃迁时辐射或吸收光子的能量 3知道玻尔对氢光谱的解释以及玻尔理论的局限性 重点难点：1.玻尔原子理论的基本假设 2会计算原子能级跃迁时辐射或吸收光子的能量第4页/共41页课前自主学案课前自主学案一、玻尔原子理论的基本假设一、玻尔原子理论的基本假设1轨道量子化轨道量子化围绕原子核运动的电子轨道半径只

2、能是某些围绕原子核运动的电子轨道半径只能是某些_、_数值，这种现象叫做轨道数值，这种现象叫做轨道量子化量子化2能量量子化能量量子化(1)定态：电子在不同的轨道对应不同的定态：电子在不同的轨道对应不同的_，在这些状态中尽管电子在做变速运动，却不向外在这些状态中尽管电子在做变速运动，却不向外_，在这些状态中原子是，在这些状态中原子是_不连续不连续分立的分立的状态状态辐射能量辐射能量定态定态第5页/共41页 (2)能量量子化：电子在不同轨道对应不同的状 态 ， 原 子 在 不 同 的 状 态 中 具 有 不 同 的_，因轨道是量子化的，所以原子的能量也是 _，_实验充分说明了这一点 (3)能级：把量

3、子化的_称为能级，其中能量最低的状态叫做基态，其他的状态叫做 _处于_的原子最稳定能量能量量子化的量子化的弗兰克弗兰克赫兹赫兹能量值能量值激发态激发态基态基态第6页/共41页 3跃迁条件 (1)跃迁：当电子由能量较高(较低)的定态轨道跳到能量较低(较高)的定态轨道的过程 (2)电磁辐射：当电子在不同的定态轨道间跃迁时就会放出或吸收一定频率的_，光子的能量值为：h_ (其中h是普朗克常量，是光子的频率，Em是高能级能量，En是低能级能量)光子光子EmEn第7页/共41页 4几个基本概念 (1)量子数：现代物理学认为原子的可能状态是_，各状态的标号1,2,3,4，叫做_，一般用n表示 (2)基态：

4、原子能量_的状态 (3)激发态：原子能量较_的状态(相对于基态) (4)电离：原子丢失_的过程量子化的量子化的量子数量子数最低最低高高电子电子第8页/共41页 二、玻尔理论对氢光谱的解释 原子从较高的能态向低能态跃迁时，放出光子的能量等于前后两个能级之差，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第9页/共41页 三、玻尔模型的局限性 1玻尔理论的成功之处 玻尔理论第一次将_观念引入原子领域 提出了定态和_的概念，成功解释了氢原子光谱的实验规律 2玻尔理论的局限性 过多地保留了经典理论，即保留经典粒子的观念，把电子的运动看做经典力学描述下的轨道

5、运动量子量子跃迁跃迁第10页/共41页 3电子云 原子中的电子没有确定的_值，我们只能描述电子在某个位置出现_的多少，把电子这种概率分布用疏密不同的点表示时，这种图像就像云雾一样分布在原子核周围，故称电子云坐标坐标概率概率第11页/共41页核心要点突破核心要点突破一、玻尔氢原子理论一、玻尔氢原子理论1轨道量子化：围绕原子核运动的电子轨道轨道量子化：围绕原子核运动的电子轨道半径不是连续的，而是分立的，这种轨道的半径不是连续的，而是分立的，这种轨道的不连续现象叫轨道量子化电子的可能轨道不连续现象叫轨道量子化电子的可能轨道半径半径rnn2r1，其中，其中n叫量子数，对于氢原子叫量子数，对于氢原子r1

6、0.531010m.第12页/共41页 2定态及能量量子化：电子在不同的轨道绕核运动，对应着原子不同的状态，在这些状态中原子是稳定的电子虽然绕核旋转，但并不向外辐射能量，这些状态叫定态原子在不同的状态中具有不同的能量，因此原子的能量也是量子化的第13页/共41页 3原子的跃迁：原子从一种定态(能量为Em)跃迁到另一定态(能量为En)时，它辐射或吸收一定频率的光子，从高能级向低能级跃迁辐射光子，反之吸收光子光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hEmEn.可见，电子从一个轨道到另一个轨道，不是以螺旋线的形式改变半径大小的，而是从一个轨道上“跳跃”到另一个轨道上，玻尔将这种现象称为跃迁第14页/共

7、41页 即时应用(即时突破，小试牛刀) 1玻尔在他提出的原子模型中所做的假设有() A原子处在具有一定能量的定态中，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(或吸收)一定频率的光子 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第15页/共41页 解析：选ABC.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级跃迁学说的提出，也就是“量子化”概念，原子的不同能量状态与电子绕核运动的不同圆轨道相对应，是经典理论与量子化概念的结合第16页/共

8、41页 二、氢原子的能级及能级图 1能级：对氢原子而言，核外的一个电子绕核运行时，若半径不同，则对应着的原子能量也不同，若使原子电离，外界必须对原子做功，使电子摆脱它与原子核之间库仑力的束缚，所以原子电离后的能量比原子其他状态的能量都高我们把原子电离后的能量记为0，即选取电子离核无穷远处时氢原子的能量为零，则其他状态下的能量值均为负值第17页/共41页第18页/共41页 2能级图：氢原子的能级图如图1841所示图图1841第19页/共41页 即时应用(即时突破，小试牛刀) 2(2011年江苏南京六中高二期末)如图1842为氢原子的能级图，A、B、C分别表示原子在三种不同能级跃迁时放出的光子，其

9、中() A频率最大的是B B波长最长的是C C频率最大的是A D波长最长的是B 答案：AB图图1842第20页/共41页第21页/共41页第22页/共41页 2由低能级向高能级跃迁 (1)原子吸收光子引起的跃迁 原子吸收光子后会从较低能级向高能级跃迁而被激发，光子的能量必须等于两能级的能量差，否则光子将不被吸收但当处于n能级的电子电离时，只要光子的能量h|En|就可被吸收，只不过入射光子的能量越大，产生的自由电子的动能越大第23页/共41页 (2)实物粒子和原子作用而使原子激发的情况 当实物粒子和原子相碰时，由于实物粒子的动能可全部或部分地被原子吸收，所以只要入射粒子的动能大于或等于原子某两定

10、态能量之差，就可使原子受激发而向较高能级跃迁 3能级跃迁时的能量变化 当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原子的电势能减小，电子动能增大，原子能量减小反之，轨道半径增大时，原子电势能增大，电子动能减小，原子能量增大第24页/共41页 即时应用(即时突破，小试牛刀) 3(原创题)如图1843画出了氢原子的四个能级，用下列几种能量的光子或电子作用于基态的氢原子，能使氢原子发生跃迁或电离的是() A用11 eV的光子照射 B用14 eV的光子照射 C用11 eV的电子碰撞 D用14 eV的电子碰撞图图1843第25页/共41页 解析：选BCD.氢原子中能级差没有为11 eV的，故11 eV的光子不能被

11、氢原子吸收，又11 eV13.6 eV，所以也不能使氢原子电离.14 eV的光子和电子都能使氢原子电离.11 eV的电子能使氢原子从n1跃迁到n2的能级，故选B、C、D.第26页/共41页课堂互动讲练课堂互动讲练氢原子的能级跃迁氢原子的能级跃迁如图如图1844所示为氢原子最低的四个能级，所示为氢原子最低的四个能级，当氢原子在这些能级间跃迁时：当氢原子在这些能级间跃迁时：图图1844第27页/共41页 (1)有可能放出_种能量的光子 (2)在哪两个能级间跃迁时，所放出光子波长最长？波长是多少？第28页/共41页第29页/共41页 【答案】(1)6(2)见精讲精析第30页/共41页 变式训练1如图

12、1845所示为氢原子的能级图用光子能量为13.06 eV的光照射一群处于基态的氢原子，则可能观测到氢原子发射的不同波长的光有() A15种B10种 C4种 D1种图图1845第31页/共41页第32页/共41页氢原子在基态时轨道半径氢原子在基态时轨道半径r10.531010m，能量能量E113.6 eV.电子的质量电子的质量m9.11031kg，电荷量电荷量e1.61019C.求氢原子处于基态时：求氢原子处于基态时：(1)电子的动能；电子的动能；(2)原子的电势能原子的电势能玻尔原子结构假说与力学综合玻尔原子结构假说与力学综合第33页/共41页 【思路点拨】电子绕核转动的动能可根据库仑力充当向

13、心力求出，电子在某轨道上的动能与电势能之和，为原子在该定态的能量En，即EnEknEpn，由此可求得原子的电势能第34页/共41页第35页/共41页 【答案】(1)13.6 eV(2)27.2 eV 【思维总结】求解此类题目应注意把握两点： (1)电子在某一轨道上绕核运动时，电子与原子核之间的库仑引力提供向心力 (2)氢原子的能量EnEknEpn.第36页/共41页 变式训练2氢原子的核外电子由一个轨道跃迁到另一轨道时，可能发生的情况有() A放出光子，电子动能减少，原子势能增加，原子的能量增加 B放出光子，电子动能增加，原子势能减少，原子的能量减少 C吸收光子，电子动能减少，原子势能增加，原子的能量增加 D吸收光子，电子动能增加，原子势能减少，原子的能量减少第37页/共41页 解析：选BC.若电子从高能级向低能级跃迁，则放出光子，电子由离核较远的轨道到离核较近的轨道上运动，轨道半径减小，电场力做正功，动能增加