原子结构和能级跃迁1

1、原子的原子的全部全部正电荷和正电荷和几乎全部几乎全部质量都集中在原子核里质量都集中在原子核里 卢卢瑟瑟福福汤姆生的学生，英国剑桥大学卡文迪许实验室汤姆生的学生，英国剑桥大学卡文迪许实验室主任，新西兰最伟大的物理学家，主任，新西兰最伟大的物理学家，19081908年获诺年获诺贝尔化学奖，共培养了贝尔化学奖，共培养了1010名诺贝尔奖获得者。名诺贝尔奖获得者。粒子散射实验粒子散射实验现象：现象：有少数有少数粒子发生了较大的偏转粒子发生了较大的偏转 绝大多数绝大多数粒子穿过金箔后基粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进本上仍沿原来的方向前进 汤姆生模型对汤姆生模型对粒子散射实验的解释：粒子散射实验的

2、解释：与实验现象不一致与实验现象不一致核式结构模型（卢瑟福）核式结构模型（卢瑟福）在原子的中心有一个很小的核，叫原子核在原子的中心有一个很小的核，叫原子核 内容：内容：带负电的电子在核外空间运动带负电的电子在核外空间运动 对对粒子散射实验的解释：粒子散射实验的解释：与实验现象一致与实验现象一致1 1、如图所示为卢瑟福和他的同事们做、如图所示为卢瑟福和他的同事们做粒子散射实验的粒子散射实验的装置示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的装置示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A A、B B、C C、D D四个位置时，下面关于观察到的现象的说法中正确的四个位置时，下面关于观察到的现象的说法中正确

3、的是（是（ ）A A放在放在A A位置时，相同时间内观察到荧光屏上的闪光次数位置时，相同时间内观察到荧光屏上的闪光次数最多最多B B放在放在B B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比A A位置时稍少些位置时稍少些C C放在放在C C、D D位置时，屏上观察不到闪光位置时，屏上观察不到闪光D D放在放在D D位置时，屏上仍能观察位置时，屏上仍能观察一些闪光，但次数极少一些闪光，但次数极少ADAD二、氢光谱二、氢光谱0.41010.65620.48610.4340m在氢光谱中在氢光谱中, ,n=n=2,3,4,5,2,3,4,5,向向n=n=1 1跃

4、迁发光形成赖跃迁发光形成赖曼线系曼线系n=n=3,4,5,63,4,5,6向向n=n=2 2跃迁发光形成巴耳末线跃迁发光形成巴耳末线系；系；n=n=4,5,6,74,5,6,7向向n=n=3 3跃迁发光形成帕邢线系；跃迁发光形成帕邢线系；n=n=5,6,7,85,6,7,8向向n=n=4 4跃迁发光形成布喇开线系，跃迁发光形成布喇开线系，其中只有巴耳末线系的前其中只有巴耳末线系的前4 4条谱线落在可见光区域条谱线落在可见光区域内。内。 三、玻尔理论及能级三、玻尔理论及能级玻 尔玻 尔模 型模 型 定态假说定态假说原子只能处于一系列不连续的能原子只能处于一系列不连续的能量状态中，这些状态称为定态

5、。量状态中，这些状态称为定态。 轨道假说轨道假说原子不同能量状态跟电子沿不同原子不同能量状态跟电子沿不同轨道绕核运动相对应。因定态不轨道绕核运动相对应。因定态不连续，所以电子可能轨道分布也连续，所以电子可能轨道分布也是不连续是不连续 跃迁假说跃迁假说原子从一种定态跃迁到另一定原子从一种定态跃迁到另一定态时态时, ,要辐射（或吸收）一定频要辐射（或吸收）一定频率的光子率的光子, ,光子能量等于两定态光子能量等于两定态的能量差。的能量差。nmEEh高能级高能级低能级低能级放出光子放出光子吸收能量吸收能量1、玻尔模型、玻尔模型（3 3）电离）电离: :原子吸收原子吸收能量使电子脱离原子能量使电子脱离

6、原子束缚的现象束缚的现象. .2、氢原子的能级（1 1） 原子各个定态对原子各个定态对应的能量是应的能量是不连续不连续的，的，这些能量值叫做这些能量值叫做能级能级。（2 2）基态和激发态：能量）基态和激发态：能量最低的状态（对应最低的状态（对应n=1n=1）叫）叫做基态，对应做基态，对应n=2n=2、3 3、4 4叫做激发态。叫做激发态。)( eV.EnEEn613121基态的电离能为：基态的电离能为：eVEEE6 .13)6 .13(01电离3、（、（09全国卷全国卷18）氢原子的部分能级如图所氢原子的部分能级如图所示。已知可见光的光子能量在示。已知可见光的光子能量在1.62eV到到3.11

7、eV之间。之间。由此可推知由此可推知, 氢原子氢原子 （ ）A. 从高能级向从高能级向n=1能级跃迁时了出的光的波长比可能级跃迁时了出的光的波长比可见光的短见光的短 B. 从高能级向从高能级向n=2能级跃迁时发出的光均为可见光能级跃迁时发出的光均为可见光C. 从高能级向从高能级向n=3能级跃迁时发出的光的频率比可能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高见光的高D. 从从n=3能级向能级向n=2能级跃迁时发出的光为可见光能级跃迁时发出的光为可见光ADAD13.60 1.510.853.4001234nE/eV4.（09四川四川18）氢原子能级的示意图如图所示，氢原子能级的示意图如图所示，大量氢原子从

8、大量氢原子从n4的能级向的能级向n2的能级跃迁时辐的能级跃迁时辐射出可见光射出可见光a，从，从n3的能级向的能级向n2的能级跃迁时的能级跃迁时辐射出可见光辐射出可见光b，则，则 （ ）A.氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出射线氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出射线B.氢原子从氢原子从n4的能级向的能级向n3的能级跃迁时会辐的能级跃迁时会辐射出紫外线射出紫外线C.在水中传播时，在水中传播时，a光较光较b光的速度小光的速度小D.氢原子在氢原子在n2的能级时可吸收任意频率的光而发生电离的能级时可吸收任意频率的光而发生电离 C C 13.60 1.510.853.4001234nE/eV3

9、. 3. 几个重要的关系式几个重要的关系式（1 1）能级公式）能级公式212eV6131n.EnEn （2 2）跃迁公式）跃迁公式12EEh （3 3）半径公式）半径公式).r(rnrnm1053010112 （4 4） 动能跟动能跟n n 的关系的关系由由nnnrmvrke222 得得2221221nrkemvEnnkn （5 5）速度跟）速度跟n n 的关系的关系nrmrkevnnn112 （6 6）周期跟）周期跟n n的关系的关系332nrvrTnnnn 关系式（关系式（5 5）（）（6 6）跟卫星绕地球运转的情况相似。）跟卫星绕地球运转的情况相似。07届南京市综合检测届南京市综合检测(

10、一一) 25 5氢原子的核外电子由一个轨道跃迁到另一轨道氢原子的核外电子由一个轨道跃迁到另一轨道时，可能发生的情况是时，可能发生的情况是 ( ) ( ) A A放出光子，电子动能减少，原子的能量增加放出光子，电子动能减少，原子的能量增加B B放出光子，电子动能增加，原子的能量减少放出光子，电子动能增加，原子的能量减少C C吸收光子，电子动能减少，原子的能量增加吸收光子，电子动能减少，原子的能量增加D D吸收光子，电子动能增加，原子的能量减少吸收光子，电子动能增加，原子的能量减少B C6 6处于激发态的原子，如果在入射光子的作用下，处于激发态的原子，如果在入射光子的作用下，可以引起其从高能态向低

11、能态跃迁，同时在两个可以引起其从高能态向低能态跃迁，同时在两个能态之间的能量差以辐射光子的形式发射出去，能态之间的能量差以辐射光子的形式发射出去，这种辐射叫做受激辐射。原子发生受激辐射时，这种辐射叫做受激辐射。原子发生受激辐射时，发出的光子的频率、发射方向等都跟人射光子完发出的光子的频率、发射方向等都跟人射光子完全一样，这样使光得到加强，这就是激光产生的全一样，这样使光得到加强，这就是激光产生的机理。那么，发生受激辐射时，产生激光的原子机理。那么，发生受激辐射时，产生激光的原子的总能量的总能量E En n 、电子的电势能、电子的电势能E Ep p、电子动能、电子动能E Ek k 的变的变化关系

12、是化关系是 （ ）A. A. E En n减小、减小、E Ep p增大、增大、E Ek k 增大增大B. B. E En n增大、增大、E Ep p减小、减小、E Ek k 减小减小C. C. E En n. .减小、减小、E Ep p增大、增大、E Ek k 减小减小D. D. E En n减小、减小、E Ep p减小、减小、E Ek k 增大增大D DA A40.8eV40.8eVB B43.2ev43.2evC C51.0eV51.0eVD D54.4eV54.4eV7 7氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子。已知基态的氦离子能量为氦离子

13、。已知基态的氦离子能量为E E1 1= =54.4eV54.4eV，氦，氦离子能级的示意图如图所示。在具有下列能量的光离子能级的示意图如图所示。在具有下列能量的光子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是（）子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是（）-3.4eV-3.4eV-6.0eV-6.0eV-13.6eV-13.6eV-54.4eV-54.4eVE E0 0E E4 4E E3 3E E2 2E E1 1B B2nC注意入射光子与入射电子的不同注意入射光子与入射电子的不同 7 7、氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的、氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子，已知基态的氦离子能

14、量为氦离子，已知基态的氦离子能量为E1=E1=54. 4 eV,54. 4 eV,氦离子的能级示意图如图所示在具有下列能量氦离子的能级示意图如图所示在具有下列能量的光子或者电子中，不能被基态氦离子吸收而发的光子或者电子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是（生跃迁的是（ ）A A42.8 eV42.8 eV（光子）（光子） B B43. 2 eV43. 2 eV（电子）（电子） C C41. 0 eV41. 0 eV（电子）（电子） D D54.4 eV54.4 eV（光子）（光子）A A光谱分析的技术在科学研究中有广泛的光谱分析的技术在科学研究中有广泛的应用，一种元素在样品中的含量即使很应用，一种元素在样品中的含量即使很少，也能观察到它的光谱因此光谱分少，也能观察到它的光谱因此光谱分析可以用来确定样品中包含哪些元素，析可以用来确定样品中包含哪些元素，这种方法非常灵敏，利用光谱还能确定这种方法非常灵