4.玻尔的原子模型能级 (2)

1、2.4 波尔的原子模型 能级尼尔斯亨利克戴维玻尔1885年10月7日-1962年11月18日丹麦物理学家，哥本哈根大学硕士/博士，丹麦皇家科学院院士，曾获丹麦皇家科学文学院金质奖章，英国曼彻斯特大学和剑桥大学名誉博士学位，1922年获得诺贝尔物理学奖。玻尔通过引入量子化条件，提出了玻尔模型来解释氢原子光谱;提出互补原理和哥本哈根诠释来解释量子力学，他还是哥本哈根学派的创始人，对二十世纪物理学的发展有深远的影响。汤姆孙发现电子汤姆孙的枣糕模型粒子散射实验卢瑟福的核式结构模型回顾科学家对原子结构的认识史原子不可分割汤姆孙的枣糕模型原子稳定性事实氢光谱实验否定建立否定建立否定卢瑟福的核式结构模型建立

2、出现矛盾出现矛盾?电子绕核运动将不断向外辐射电磁波，电子损失了能量，其轨道半径不断缩小，最终落在原子核上,而使原子变得不稳定+经典理论认为事 实+原子是稳定的问题提出：卢瑟福的核式结构学说与经典电磁理论的矛盾经典理论认为事 实由于电子轨道的变化是连续的，辐射电磁波的频率等于绕核运动的频率，连续变化，原子光谱应该是连续光谱原子光谱是不连续的，是线状谱卢瑟福的核式结构学说与经典电磁理论的矛盾（1）了解玻尔原子结构假说的主要内容。知道轨道量子化、能级、能量量子化以及基态、激发态的概念；知道原子跃迁的频率条件。（2）了解玻尔理论对氢光谱的解释。（3）了解玻尔模型的局限性。学习目标：一波尔原子结构理论1

3、轨道量子化（1）电子的轨道是量子化的。电子在这些轨道上绕核转动是稳定的，不产生电磁辐射，所以原子是稳定的。电子的轨道半径只可能取某些分立的，特定的数值。轨道半径不可能介于这些数值中间的某个值。+分立轨道轨道半径不断缩小，最终落在原子核上,而使原子变得不稳定学生活动：1.谈谈你所理解的“分立的特定的轨道”。+分立轨道2.谈谈你所理解的轨道量子化。与人造卫星的轨道一样吗?2.定态：原子中具有确定能量的稳定状态。在不同轨道上运动，原子的状态是不同的，原子有不同的能量。轨道是量子化的，原子的能量也是量子化的,用E表示思考：原子的能量包括哪些？ 电子绕核运动的动能； 电子原子核这个系统具有的势能。几个基

4、本概念：能级：这些量子化的能量值叫做能级。定态：原子中这些具有确定能量的稳定状态，称为定态。基态：能级最低的状态叫做基态。激发态：其他的状态叫做激发态。3.跃迁问题：电子在定态轨道上运动，不会发生电磁辐射，为什么我们会观察到原子光谱？跃迁：原子由一个能量态变为另一个能量态，称为跃迁.跃迁是瞬间发生的，几乎不需要时间。只要符合一定的条件就可以发生激发态跃 迁电子克服库仑引力做功增大电势能，原子的能量增加吸收光子（吸收光谱）电子所受库仑力做正功减小电势能，原子的能量减少辐射光子（发射光谱）光子的发射和吸收基态( Em En ) 1.(多选)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

5、量的定态中，虽然电子做变速运动，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形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ABC当堂检测rn = n2r1En = E1/n2r1 = 0.053 nm （n = 1，2，3，） 玻尔从上述假设出发，计算出了氢电子可能的轨道半径和对应的能量值。二、用玻尔原子结构理论解释氢光谱123轨道与能级相对应色光光子能量范围（eV）红橙黄绿蓝靛紫1.612.002.002.072.072.142.142.532.532.76

6、2.763.10123450 nE/eV赖曼系（紫外线）巴耳末系（可见光）帕邢系（红外线）N=1N=2N=3N=4N=5N=6轨道与能级相对应成功解释了氢光谱的所有谱线+玻尔的原子结构理论比较完美的解释了氢光谱。他用能级跃迁的概念阐明了光谱的吸收和发射。但是也有它的局限性在解决核外电子的运动时成功引入了量子化的观念同时又应用了“粒子、轨道”等经典概念和有关牛顿力学规律除了氢原子光谱外，在解决其他问题上遇到了很大的困难三、玻尔原子结构理论的意义氦原子光谱量子化条件的引进没有适当的理论解释汤姆孙发现电子汤姆孙的枣糕模型 粒子散射实验卢瑟福的核式结构模型原子不可割汤姆孙的枣糕模型原子稳定性事实氢光谱实验卢瑟福的核式结构模型出现矛盾?玻尔模型复杂（氦）原子光谱量子力学理论玻尔模型出现矛盾原子结构的认识史否 定建 立否 定建 立出现矛盾否 定建 立否 定建 立怎样修改玻尔模型？思想：必须彻底放弃经典概念关键：用电子云概念取代经典的轨道概念电子在某处单位体积内出现的概率 电子云建 立 科 学模型提出科学假说观察与实验所获得的事实2.(多选)一群氢原子处于n4的激发态，当它们自发地跃迁到较低的能级时，下列判断错误的