第4节_波尔的原子模型

1、否定否定建立建立否定否定建立建立否定否定建立建立出现矛盾出现矛盾一、玻尔原子理论的基本假设一、玻尔原子理论的基本假设1.1.电子轨道量子化：电子轨道量子化： 原子的电子绕原子核做圆周运动的轨道半径原子的电子绕原子核做圆周运动的轨道半径不是任意的，电子的不是任意的，电子的可能轨道的分布可能轨道的分布是是不连续不连续的，即电子的轨道是的，即电子的轨道是量子化量子化的。电子在这些轨的。电子在这些轨道上绕核的转动是道上绕核的转动是稳定的稳定的，不向外辐射能量不向外辐射能量 。氢原子的电子的可能轨道的半径氢原子的电子的可能轨道的半径r rn n= =n n2 2r r1 1 0.530.531010-1

2、0-10 m m2.122.121010-10-10 m m4.774.771010-10-10 m m， 没有介于没有介于0.530.531010-10-10 m m与与2.122.121010-10-10 m m之间的轨道半径之间的轨道半径一、玻尔原子理论的基本假设一、玻尔原子理论的基本假设2. 2. 原子能量量子化：原子能量量子化：电子在不同轨道上运动时，原子处于不同的稳电子在不同轨道上运动时，原子处于不同的稳定状态定状态定态，不同定态，原子能量不同，定态，不同定态，原子能量不同，原子只能处于一系列原子只能处于一系列不连续的能量状态不连续的能量状态中，即中，即原子的能量是量子化的。这些原

3、子的能量是量子化的。这些量子化的能量值量子化的能量值叫能级叫能级。能量最低的定态叫能量最低的定态叫基态基态(n=1)。其他的定态，叫。其他的定态，叫激发激发态态(n1)。标志各个状态的自然数叫。标志各个状态的自然数叫量子数量子数(n:1、2、3.)。121EnEn如：氢原子的能级如：氢原子的能级一、玻尔原子理论的基本假设一、玻尔原子理论的基本假设3. 3. 频率条件（跃迁假设）：频率条件（跃迁假设）：原子从一种定态（设能量为原子从一种定态（设能量为E Em m）跃迁到另一）跃迁到另一种定态（设能量为种定态（设能量为E En n）时，它辐射（或吸收）时，它辐射（或吸收）能量为能量为h h 的光子

4、，光子的能量的光子，光子的能量由这两种由这两种定态定态的能量差的能量差决定。即决定。即 h h = =E Em mE En n能级跃迁能级跃迁E低低E高高吸收能量吸收能量放出能量放出能量二、玻尔对氢光谱的解释二、玻尔对氢光谱的解释1.1.轨道和能量的两个公式轨道和能量的两个公式( (了解了解) )rn=n2 r1轨道半径：轨道半径：（n=1,2,3)能能 量：量： Enn21E1（n=1,2,3)r1r2氢原子氢原子轨道图轨道图r32 2、氢原子的能级图：、氢原子的能级图：-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540 eVnE-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540 eVnE3

5、 3、解释氢光谱、解释氢光谱 赖曼线系是电子从赖曼线系是电子从2、3、4、5等轨道，等轨道，向向1轨道跃迁时放出的光子。轨道跃迁时放出的光子。 巴尔末线系是电子从巴尔末线系是电子从3、4、5、6等轨道，等轨道，向向2轨道跃迁时放出的光子。轨道跃迁时放出的光子。 帕邢线系是电子从帕邢线系是电子从4、5、6、7等轨道，等轨道，向向3轨道跃迁时放出的光子。轨道跃迁时放出的光子。 布喇线系是电子从布喇线系是电子从5、6、7等轨道，向等轨道，向4轨道跃迁时放出的光子。轨道跃迁时放出的光子。三、原子光谱的形成机制三、原子光谱的形成机制1 1、原子从较高的激发态向较低的激发态或基态、原子从较高的激发态向较低

6、的激发态或基态跃迁时，跃迁时，辐射光子的能量等于前后两个能级差辐射光子的能量等于前后两个能级差。2 2、由于原子的能级是分立的，放出光子的能量、由于原子的能级是分立的，放出光子的能量也是分立。所以也是分立。所以原子的发射光谱是分立的亮线原子的发射光谱是分立的亮线。3 3、不同的原子具有不同的结构，能级各不相同，、不同的原子具有不同的结构，能级各不相同，因此辐射光子的频率也不相同。所以因此辐射光子的频率也不相同。所以不同元素不同元素的原子具有不同的特征谱线的原子具有不同的特征谱线。玻尔的原子模型玻尔的原子模型+n=1n=2n=3h =E初初-E末末五、玻尔理论的局限性五、玻尔理论的局限性玻尔理论

7、把量子理论引入原子领域，提出定态和跃迁概念，玻尔理论把量子理论引入原子领域，提出定态和跃迁概念，成功解释了氢原子光谱，但对多电子原子光谱无法解释成功解释了氢原子光谱，但对多电子原子光谱无法解释，说明玻尔理论没有完全揭示微观粒子的运动规律。它的不说明玻尔理论没有完全揭示微观粒子的运动规律。它的不足在于仍然以经典理论为基础，保留了经典粒子及轨道的足在于仍然以经典理论为基础，保留了经典粒子及轨道的观念。观念。实际上，实际上，电子坐标没有确定的值电子坐标没有确定的值，只能说某时刻电子在某，只能说某时刻电子在某点附近单位体积内出现的概率是多少，而不能把电子的运点附近单位体积内出现的概率是多少，而不能把电

8、子的运动看作一个具有确定坐标的质点的轨道运动。动看作一个具有确定坐标的质点的轨道运动。原子处于不同状态时原子处于不同状态时电子在各处出现的概率是不一样电子在各处出现的概率是不一样的。的。它们出现在玻尔所说的轨道上的概率要大得多。用疏密不它们出现在玻尔所说的轨道上的概率要大得多。用疏密不同的点子表示电子在各个位置出现的概率，画出图来就像同的点子表示电子在各个位置出现的概率，画出图来就像云雾一样，可以形象地称为云雾一样，可以形象地称为电子云电子云*补充说明：补充说明：1、一个原子可以有许多不同的能量状态和相、一个原子可以有许多不同的能量状态和相应的能级，但在某一时刻，一个原子不可能应的能级，但在某

9、一时刻，一个原子不可能既处于这一状态也处于那一状态如果有大既处于这一状态也处于那一状态如果有大量的原子，它们之中有的处于这一状态，有量的原子，它们之中有的处于这一状态，有的处于那一状态氢光谱的观测就说明了这的处于那一状态氢光谱的观测就说明了这一事实，它的一事实，它的光谱线不是一个氢原子发出的，光谱线不是一个氢原子发出的，而是不同的氢原子从不同的能级跃迁到另一而是不同的氢原子从不同的能级跃迁到另一些不同能级的结果些不同能级的结果 2、原子的电离原子的电离：只要入射光子的能量大于或：只要入射光子的能量大于或等于电离能，就可以使原子中的电子摆脱原子等于电离能，就可以使原子中的电子摆脱原子核的束缚，发

10、生电离。核的束缚，发生电离。例题例题1现有现有1200万万个氢原子被激发到量子数个氢原子被激发到量子数为为4的能级上，若这些受激氢原子最后回到的能级上，若这些受激氢原子最后回到基态，则在此过程中，发出的光子总数是多基态，则在此过程中，发出的光子总数是多少？假定处在量子数为少？假定处在量子数为n的激发态的氢原子的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态子数都是处在该激发态能级上的原子总数的能级上的原子总数的 11nA.2200万万 B.2000万万C.1200万万 D.2400万万432140040040040020020020020042004年全国理科综合能年全国理科综合能力测试力测试题，答案为题，答案为A A。 例题2用大量具有一定能量的电子轰击大量处于基态的氢原子，观测到了一定数目的光谱线。调高电子的能量再次进行观测，发现光谱线的数目原来增加了5条。用n表示两次观测中最高激发态的量子数n之差，E表示调高后电子的能量。根据氢原子的能级图可以判断，n和E的可能值为( ) An1，13.22cVE13.32cV Bn2，13.22eVE