《物理》下册第三节-原子和原子光谱课件

1、 原子的核式结构模型：在原子的中心有一个半径约为10-14m的原子核，原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核里，带负电的电子在原子核外半径约为10-10m的区域内运动。 二、原子光谱 用来观察气体的发射光谱的光谱管。每支玻璃管两端均装有电极，管内抽真空至10-3Pa后，分别充进氢、氮、氧、二氧化碳、氖和氩等气体，为了增强气体的发光亮度，管的中部制成窄的管道。 将感应圈或高压电源的一端接在与底座相连的电极上，另一端通过导线接在带绝缘柄的金属导杆上。实验时，用导杆任意与一支光谱管的顶部电极相接，使此管内气体产生辉光放电。656.47/nm486.27434.17410.29397.12Hd

2、HbHgHaHe氢原子光谱照片 氢原子光谱示意图 各种原子的气体发光的光谱是不连续的，分立的几条亮线，这种光谱叫原子光谱 从卢瑟福的原子核式结构模型出发，当电子绕核旋转作加速运动，电子将不断向四周辐射电磁波，它的能量不断减小，轨道及转动频率也不断变化，辐射原子光谱应该是连续的光谱。但是实验测得原子光谱是不连续的谱线，理论与实验不符，卢瑟福原子核式模型无法解释氢原子光谱的规律。 理论与实验规律的矛盾三、玻尔的原子理论 1定态假设 原子只能处于一系列不连续的能量状态之中，在这些状态中能量是稳定的，这些状态叫定态。 2原子辐射（吸收）能量的假设 当原子从能量为E2的定态跃迁到能量为E1的定态时，它要

3、辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定。hn=E2- E1 3电子运动轨道是量子化的假设 电子可能运动的轨道是不连续的，称轨道是量子化的。rn=n2r1 r1是离核最近的第一可能轨道（n=1，2，3 ）r1=0.5310-10 m氢原子中电子的各个可能轨道的半径 r n4氢原子的大小例：当n=2， r2=22 r12.1210-10 m 其他轨道的大小由上式决定。四、能级 1能级 原子在各个状态对应的能量是不连续的，这些能量值称为原子的能级。氢原子的在各能级对应的能量为En=E1/n2 n=1，2，3 n叫做各状态的量子数。 2基态 能量最低的状态叫做基态 。 3激发态

4、能量较高的状态叫做激发态 。 当n =1 则E1= -13.6eV；当n =2， E2= -3.4eV； 12345En0eV-0.54-0.85-1.51-3.4-13.6氢原子的能级图 五、光子的发射和吸收 1原子发光 原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃迁的过程，是辐射能量的过程，这个能量以光子的形式辐射出去。 3玻尔理论的局限性 2原子发光的频率与能级的关系hn =E2-E1 原子在两个能级Em和En (mn) 间跃迁时发射的光子的频率n 由下式决定 玻尔理论很好地解释了氢原子光谱的规律性，按照玻尔理论计算得到的氢原子光谱中谱线的位置和实际观测符合得很好，玻尔理论中的量子数、定态、

5、能级和能级跃迁等概念，对研究微观领域的原子行为以及量子力学的建立，起到了重要作用。但玻尔理论只是半经典半量子的理论，对结构稍微复杂一些的原子光谱的规律便不能解释，有很大的局限性。六、氢原子中的电子云 电子云 用疏密不同的点表示电子在各个位置出现的概率，画出图来，就像云雾一样，形象地称做电子云。 氢原子处于n=1、n=2、n=3能级时的电子云 n=1n=2n=3七、光谱和光谱分析 1连续光谱 连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱。 2明线光谱 只含有一些不连续的亮线的光谱叫做明线光谱，谱线：明线光谱中的亮线叫谱线。 原子光谱：明线光谱是由原子发射的，所以也叫原子光谱。 原子的特

6、征谱线：每种原子只能发出具有本身特征的某些波长的光，因此明线光谱的谱线也叫原子的特征谱线。连续光谱太阳周围大气层中几十种元素的吸收光谱 3吸收光谱高温物体发出白光，通过物质时，某些波长的光被物质吸收后产生的光谱。 特点 各种原子的吸收光谱中的每一条暗线，都跟该种原子的明线光谱中的一条明线相对应。 Na的明线光谱Na的吸收光谱 4光谱分析 由于每种原子都有自已的特征谱线，根据原子光谱来鉴别物质和确定它的化学组成的方法叫做光谱分析。 优点 非常灵敏而且迅速。 应用 如炼钢厂利用光谱分析快速分析钢水的成分；实验室利用光谱分析测定微量元素；天文学利用光谱分析研究天体的化学成分和运动，19世纪初，人们就是通过研究太阳光谱才确定了太阳的元素组成。