原子结构【公开课教学课件】高中物理

12.2原子结构第十二单元近代物理初步12.2原子结构第十二单元近代物理初步1汤姆孙发现电子汤姆孙的西瓜模型α粒子散射实验卢瑟福的核式结构模型一.回顾科学家对原子结构的认识史原子不可分割汤姆孙的西瓜模型原子稳定性事实氢光谱实验否定建立否定建立建立出现矛盾出现矛盾玻尔的原子模型汤姆孙发现电子汤姆孙的西瓜模型α粒子散射实验卢瑟福的核式结构2原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌其中。有人形象地把汤姆孙模型称为“西瓜模型”或“枣糕模型”。

西瓜籽是电子，而西瓜囊是正电部分。

电子正电荷原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个32．实验现象(1)绝大多数α粒子穿过金箔后，仍按原来的方向前进．(2)少数α粒子发生了较大的偏转(3)极少数的α粒子偏转超过90°，有的甚至被弹回．3．实验分析第(1)条说明原子内部是“空”的；第(2)、(3)两条说明原子的正电荷以及绝大部分质量都集中在一个很小的核上．2．实验现象3．实验分析4核式结构模型：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的所有正电荷和几乎所有质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外绕核旋转．核式结构模型：5卢瑟福的核式结构模型与经典电磁理论的矛盾(一)原子是稳定的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．++经典理论认为事实卢瑟福的核式结构模型与经典电磁理论的矛盾(一)原子是稳定的电6卢瑟福的核式结构模型与经典电磁理论的矛盾(二)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经典理论认为事实原子光谱是不连续的线状谱卢瑟福的核式结构模型与经典电磁理论的矛盾(二)由于电子轨道的7（三个重要假设）假设1:轨道量子化+分立轨道围绕原子核运动的电子轨道半径只能是某些分立的数值。且电子在这些轨道上绕核的运动是稳定的，不产生电磁辐射二.玻尔的原子模型针对原子的稳定性提出（三个重要假设）假设1:轨道量子化+分立轨道围绕8+m

rv电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态．玻尔指出，原子的不同的状态中具有不同的能量，所以原子的能量也是量子化的。假设2:能量量子化针对原子光谱是线状谱提出+mrv电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态9+m

rv能级：量子化的能量值定态：原子中具有确定能量的稳定状态Ｅ４１２３４５Ｅ１Ｅ３Ｅ２Ｅ５

量子数基态：能量最低的状态（离核最近）——基态激发态：其他的状态激发态能级图轨道图123+mrv能级：量子化的能量值定态：原子中具有确定能量的稳定10玻尔从上述假设出发，利用库仑定律和牛顿运动定律，计算出了氢的电子可能的轨道半径和对应的能量．氢原子能级图(n＝1，2，3，…)

玻尔从上述假设出发，利用库仑定律和牛顿运动定律，计算出了氢的11+n

EnEm假设3:频率条件（跃迁假说）针对原子光谱是线状谱提出当电子从能量较高的定态轨道（其能量记为Ｅm）跃迁到能量较低的定态轨道（能量记为Ｅn，m>n）时，会放出能量为hν的光子（h是普朗克常量），这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即hν＝Ｅm-Ｅn称为频率条件，又称辐射条件+nEnEm假设3:频率条件（跃迁假说）针对原子光谱是线状12氢原子的能级图－－－－－－－－－－－－－－－－－１２３４５-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540eVnE/eV∞基态激发态莱曼系巴耳末系帕邢系布喇开系普丰德系氢原子的能级图－－－－－－－－－－－－－－－－－１２３４５-13D三.对玻尔原子模型的理解和应用D三.对玻尔原子模型的理解和应用14D1.氢原子能级公式的应用CD1.氢原子能级公式的应用C15原子结构【公开课教学课件】高中物理16D3.原子能级跃迁中的能量变化D3.原子能级跃迁中的能量变化1712.2原子结构第十二单元近代物理初步12.2原子结构第十二单元近代物理初步18汤姆孙发现电子汤姆孙的西瓜模型α粒子散射实验卢瑟福的核式结构模型一.回顾科学家对原子结构的认识史原子不可分割汤姆孙的西瓜模型原子稳定性事实氢光谱实验否定建立否定建立建立出现矛盾出现矛盾玻尔的原子模型汤姆孙发现电子汤姆孙的西瓜模型α粒子散射实验卢瑟福的核式结构19原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌其中。有人形象地把汤姆孙模型称为“西瓜模型”或“枣糕模型”。

西瓜籽是电子，而西瓜囊是正电部分。

电子正电荷原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个202．实验现象(1)绝大多数α粒子穿过金箔后，仍按原来的方向前进．(2)少数α粒子发生了较大的偏转(3)极少数的α粒子偏转超过90°，有的甚至被弹回．3．实验分析第(1)条说明原子内部是“空”的；第(2)、(3)两条说明原子的正电荷以及绝大部分质量都集中在一个很小的核上．2．实验现象3．实验分析21核式结构模型：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的所有正电荷和几乎所有质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外绕核旋转．核式结构模型：22卢瑟福的核式结构模型与经典电磁理论的矛盾(一)原子是稳定的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．++经典理论认为事实卢瑟福的核式结构模型与经典电磁理论的矛盾(一)原子是稳定的电23卢瑟福的核式结构模型与经典电磁理论的矛盾(二)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经典理论认为事实原子光谱是不连续的线状谱卢瑟福的核式结构模型与经典电磁理论的矛盾(二)由于电子轨道的24（三个重要假设）假设1:轨道量子化+分立轨道围绕原子核运动的电子轨道半径只能是某些分立的数值。且电子在这些轨道上绕核的运动是稳定的，不产生电磁辐射二.玻尔的原子模型针对原子的稳定性提出（三个重要假设）假设1:轨道量子化+分立轨道围绕25+m

rv电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态．玻尔指出，原子的不同的状态中具有不同的能量，所以原子的能量也是量子化的。假设2:能量量子化针对原子光谱是线状谱提出+mrv电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态26+m

rv能级：量子化的能量值定态：原子中具有确定能量的稳定状态Ｅ４１２３４５Ｅ１Ｅ３Ｅ２Ｅ５

量子数基态：能量最低的状态（离核最近）——基态激发态：其他的状态激发态能级图轨道图123+mrv能级：量子化的能量值定态：原子中具有确定能量的稳定27玻尔从上述假设出发，利用库仑定律和牛顿运动定律，计算出了氢的电子可能的轨道半径和对应的能量．氢原子能级图(n＝1，2，3，…)

玻尔从上述假设出发，利用库仑定律和牛顿运动定律，计算出了氢的28+n

EnEm假设3:频率条件（跃迁假说）针对原子光谱是线状谱提出当电子从能量较高的定态轨道（其能量记为Ｅm）跃迁到能量较低的定态轨道（能量记为Ｅn，m>n）时，会放出能量为hν的光子（h是普朗克常量），这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即hν＝Ｅm-Ｅn称为频率条件，又称辐射条件+nEnEm假设3:频率条件（跃迁假说）针对原子光谱是线状29氢原子的能级图－－－－－－－－－－－－－－－－－１２３４５-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540eVnE/eV∞基态激发态