184波尔的原子模型概述课件

4玻尔的原子模型

4玻尔的原子模型184波尔的原子模型概述课件一、玻尔原子理论的基本假设1.轨道量子化:(1)原子中的电子在_________的作用下,绕原子核做_________。(2)电子运行轨道的半径不是任意的,也就是说电子的轨道是__(A.连续变化B.量子化)的。(3)电子在这些轨道上绕核的转动是_____的,不产生_________。库仑引力圆周运动B稳定电磁辐射一、玻尔原子理论的基本假设库仑引力圆周运动B稳定电磁辐射2.定态:(1)当电子在不同轨道上运动时,原子处于不同的状态,原子在不同的状态中具有不同的能量,即原子的能量是_______的,这些量子化的能量值叫作_____。(2)原子中这些具有确定能量的稳定状态,称为_____。能量最低的状态叫作_____,其他的状态叫作_______。量子化能级定态基态激发态2.定态:量子化能级定态基态激发态3.跃迁:(1)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,这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定,即hν=_____,该式被称为频率条件,又称辐射条件。Em-En3.跃迁:Em-En(2)反之,当电子吸收光子时会从较低的能量态跃迁到较高的能量态,吸收的光子能量同样由频率条件决定。(2)反之,当电子吸收光子时会从较低的能量态跃迁到较高的能量【判一判】(1)玻尔认为电子运行轨道半径是任意的,就像人造地球卫星,能量大一些,轨道半径就会大点。()(2)玻尔认为原子的能量是量子化的,不能连续取值。()(3)当电子从能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时,会放出任意能量的光子。()【判一判】提示：(1)×。玻尔认为电子运行轨道是量子化的,轨道半径不是任意的,只有半径大小符合一定条件时,轨道才是有可能的。(2)√。玻尔认为电子运行轨道是量子化的,原子的能量是量子化的,不能连续取值。(3)×。当电子从能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时,会放出符合辐射条件的光子。提示：(1)×。玻尔认为电子运行轨道是量子化的,轨道半径不是二、玻尔理论对氢光谱的解释1.氢原子的能级图:二、玻尔理论对氢光谱的解释2.解释巴耳末公式:(1)按照玻尔理论,原子从高能级(如从E3)跃迁到低能级(如到E2)时辐射的光子的能量为hν=_____。(2)巴耳末公式中的正整数n和2正好代表能级跃迁之前和之后所处的_________的量子数n和2。并且理论上的计算和实验测量的___________符合得很好。E3-E2定态轨道里德伯常量2.解释巴耳末公式:E3-E2定态轨道里德伯常量3.解释气体导电发光:通常情况下,原子处于基态,基态是最稳定的,原子受到电子的撞击,有可能向上跃迁到_______,处于激发态的原子是_______的,会自发地向能量较低的能级跃迁,放出_____,最终回到基态。激发态不稳定光子3.解释气体导电发光:通常情况下,原子处于基态,基激发态不稳4.解释氢原子光谱的不连续性:原子从较高能级向低能级跃迁时放出光子的能量等于前后_________,由于原子的能级是_____的,所以放出的光子的能量也是______的,因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线。5.解释不同原子具有不同的特征谱线:不同的原子具有不同的结构,_____各不相同,因此辐射(或吸收)的_________也不相同。两能级差分立分立能级光子频率4.解释氢原子光谱的不连续性:原子从较高能级向低两能级差分立【判一判】(1)玻尔理论能很好地解释氢原子的巴耳末线系。()(2)处于基态的原子是不稳定的,会自发地向其他能级跃迁,放出光子。()(3)不同的原子具有相同的能级,原子跃迁时辐射的光子频率是相同的。()【判一判】提示：(1)√。玻尔理论能很好地解释氢原子的巴耳末线系,甚至预言氢原子的其他谱线。(2)×。处于基态的原子是最稳定的。(3)×。不同的原子具有不同的能级,原子跃迁时辐射的光子频率也不相同。提示：(1)√。玻尔理论能很好地解释氢原子的巴耳末线系,甚至三、玻尔理论的局限性1.玻尔理论的成功之处:玻尔理论第一次将_________引入原子领域,提出了_____和_____的概念,成功地解释了氢原子光谱的实验规律。2.玻尔理论的局限性:保留了_________的观念,仍然把电子的运动看作经典力学描述下的_________。量子观念定态跃迁经典粒子轨道运动三、玻尔理论的局限性量子观念定态跃迁经典粒子轨道运动3.电子云:原子中电子的坐标没有确定的值,我们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,如果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,故称_______。电子云3.电子云:原子中电子的坐标没有确定的值,我们只能电子云【判一判】(1)玻尔第一次提出了量子化的观念。()(2)玻尔的原子理论模型可以很好地解释氦原子的光谱现象。()(3)电子的实际运动并不是具有确定坐标的质点的轨道运动。()【判一判】提示：(1)×。玻尔第一次将量子观念引入原子的领域。(2)×。玻尔的原子理论模型成功地解释了氢原子的光谱规律,但对于稍微复杂的氦原子,玻尔理论则无法解释它的光谱现象。(3)√。原子中电子的坐标没有确定的值,电子的实际运动并不是具有确定坐标的质点的轨道运动。提示：(1)×。玻尔第一次将量子观念引入原子的领域。知识点一对玻尔理论的理解思考探究:如图所示为分立轨道示意图。知识点一对玻尔理论的理解(1)电子的轨道有什么特点?(2)氢原子只有一个电子,电子在这些轨道间跃迁时会伴随什么现象发生?(1)电子的轨道有什么特点?提示：(1)电子的轨道不是连续的,是量子化的,即只有半径的大小符合一定条件时,这样的半径才是有可能的。(2)电子从高能量的轨道跃迁到低能量的轨道时,会放出光子,当电子从低能量的轨道跃迁到高能量的轨道时,会吸收光子。提示：(1)电子的轨道不是连续的,是量子化的,即只有半径的大【归纳总结】1.轨道量子化:轨道半径只能够是一些不连续的、某些分立的数值。氢原子各条可能轨道上的半径rn=n2r1(n=1,2,3…)其中n是正整数,r1是离核最近的可能的轨道半径,r1=0.53×10-10m。其余可能的轨道半径还有0.212nm、0.477nm…不可能出现介于这些轨道半径之间的其他值。这样的轨道形式称为轨道量子化。【归纳总结】2.能量量子化:(1)电子在可能轨道上运动时,虽然是变速运动,但它并不释放能量,原子是稳定的,这样的状态也称之为定态。(2)由于原子的可能状态(定态)是不连续的,具有的能量也是不连续的。这样的能量值,称为能级,能量最低的状态称为基态,基态最稳定,其他的状态叫作激发态,对氢原子,以无穷远处为势能零点时,其能级公式En=E1(n=1,2,3…)2.能量量子化:其中E1代表氢原子的基态的能级,即电子在离核最近的可能轨道上运动时原子的能量值,E1=-13.6eV。n是正整数,称为量子数。量子数n越大,表示能级越高。(3)原子的能量包括:原子的原子核与电子所具有的电势能和电子运动的动能。其中E1代表氢原子的基态的能级,即电子在离核最近的可能轨道上3.跃迁:原子从一种定态(设能量为E2)跃迁到另一种定态(设能量为E1)时,它辐射(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,高能级Em

低能级En。3.跃迁:原子从一种定态(设能量为E2)跃迁到另一种可见,电子如果从一个轨道到另一个轨道,不是以螺旋线的形式改变半径大小的,而是从一个轨道上“跳跃”到另一个轨道上。玻尔将这种现象叫作电子的跃迁。可见,电子如果从一个轨道到另一个轨道,不是以螺旋线的形式改变【典例示范】(多选)由玻尔理论可知,下列说法中正确的是()A.电子绕核运动有加速度,就要向外辐射电磁波B.处于定态的原子,其电子做变速运动,但它并不向外辐射能量C.原子内电子的可能轨道是连续的D.原子的轨道半径越大,原子的能量越大【典例示范】(多选)由玻尔理论可知,下列说法中正确的是(【解题探究】(1)如何解释原子的稳定存在?提示：原子处在某一可能状态时不产生电磁辐射。(2)怎样确定原子发光时光子的能量?提示：原子发光时,辐射光子的能量等于两能级的能量差。【解题探究】【正确解答】选B、D。按照经典物理学的观点,电子绕核运动有加速度,一定会向外辐射电磁波,很短时间内电子的能量就会消失,与客观事实相矛盾,由玻尔假设可知选项A、C错,B正确;原子轨道半径越大,原子能量越大,选项D正确。【正确解答】选B、D。按照经典物理学的观点,电子绕核运动有加【过关训练】1.(多选)关于玻尔理论,以下叙述正确的是()A.原子的不同定态对应于电子沿不同的圆形轨道绕核运动B.当原子处于激发态时,原子向外辐射能量C.只有当原子处于基态时,原子才不向外辐射能量D.不论当原子处于何种定态时,原子都不向外辐射能量【过关训练】【解析】选A、D。据玻尔理论假设知选项A正确。不论原子处于何种定态,原子都不向外辐射能量,原子只有从一个定态跃迁到另一个定态时,才辐射或吸收能量,所以选项B、C错,D正确。【解析】选A、D。据玻尔理论假设知选项A正确。不论原子处于何2.(多选)如图所示给出了氢原子的6种可能的跃迁,则它们发出的光()A.a的波长最长 B.d的波长最长C.f比d光子能量大 D.a频率最小2.(多选)如图所示给出了氢原子的6种可能的跃迁,则它们发出【解析】选A、C、D。能级差越大,对应的光子的能量越大,频率越大,波长越小。【解析】选A、C、D。能级差越大,对应的光子的能量越大,频率【补偿训练】1.(多选)按照玻尔原子理论,下列表述正确的是()A.核外电子运动轨道半径可取任意值B.氢原子中的电子离原子核越远,氢原子的能量越大C.电子跃迁时,辐射或吸收光子的能量由能级的能量差决定,即hν=|Em-En|【补偿训练】D.氢原子从激发态向基态跃迁的过程,可能辐射能量,也可能吸收能量D.氢原子从激发态向基态跃迁的过程,可能辐射能量,也可能吸收【解析】选B、C。根据玻尔理论,核外电子运动的轨道半径是确定的值,而不是任意值,A错误;氢原子中的电子离原子核越远,能级越高,能量越大,B正确;由跃迁规律可知C正确;氢原子从激发态向基态跃迁的过程中,应辐射能量,D错误。【解析】选B、C。根据玻尔理论,核外电子运动的轨道半径是确定2.在氢原子光谱中,电子从较高能级跃迁到n=2能级发出的谱线属于巴耳末系。若一群氢原子自发跃迁时发出的谱线中只有两条属于巴耳末系,则这群氢原子自发跃迁时最多可能发出多少条不同频率的谱线()A.2B.5C.4D.62.在氢原子光谱中,电子从较高能级跃迁到n=2能级发出的谱线【解析】故D。氢原子光谱中只有两条属于巴耳末系,即是从n=3,n=4轨道跃迁到n=2轨道,故电子的较高能级应该是在n=4的能级上。然后从n=4向n=3,n=2,n=1跃迁,从n=3向n=2,n=1,从n=2向n=1跃迁,故这群氢原子自发跃迁时最多能发出=6条不同频率的谱线。【解析】故D。氢原子光谱中只有两条属于巴耳末系,即是从n=3知识点二氢原子的跃迁规律思考探究:如图所示为氢原子能级图。知识点二氢原子的跃迁规律(1)当氢原子处于基态时,氢原子的能量是多少?(2)如果氢原子吸收的能量大于13.6eV,会出现什么现象?提示：(1)当氢原子处于基态时,氢原子的能量最小,是-13.6eV。(2)如果氢原子吸收的能量大于13.6eV,会出现电离现象。(1)当氢原子处于基态时,氢原子的能量是多少?【归纳总结】1.能级图的理解:(1)能级图中n称为量子数,E1代表氢原子的基态能量,即量子数n=1时对应的能量,其值为-13.6eV。En代表电子在第n个轨道上运动时的能量。【归纳总结】(2)作能级图时,能级横线间的距离和相应的能级差相对应,能级差越大,间隔越宽,所以量子数越大,能级越密,竖直线的箭头表示原子跃迁方向,长度表示辐射光子能量的大小,n=1是原子的基态,n→∞是原子电离时对应的状态。(2)作能级图时,能级横线间的距离和相应的能级差相对应,能级2.能级跃迁:处于激发态的原子是不稳定的,它会自发地向较低能级跃迁,经过一次或几次跃迁到达基态。所以一群氢原子处于量子数为n的激发态时,可能辐射出的光谱线条数为2.能级跃迁:处于激发态的原子是不稳定的,它会自发3.光子的发射:原子由高能级向低能级跃迁时以光子的形式放出能量,发射光子的频率由下式决定。hν=Em-En(Em、En是始末两个能级且m>n)能级差越大,放出光子的频率就越高。3.光子的发射:原子由高能级向低能级跃迁时以光子的形式放出能4.使原子能级跃迁的两种粒子——光子与实物粒子:(1)原子若是吸收光子的能量而被激发,其光子的能量必须等于两能级的能量差,否则不被吸收,不存在激发到n能级时能量有余,而激发到n+1时能量不足,则可激发到n能级的问题。4.使原子能级跃迁的两种粒子——光子与实物粒子:(2)原子还可吸收外来实物粒子(例如,自由电子)的能量而被激发,由于实物粒子的动能可部分地被原子吸收,所以只要入射粒子的能量大于两能级的能量差值(E=En-Ek),就可使原子发生能级跃迁。(2)原子还可吸收外来实物粒子(例如,自由电子)的能量而被激5.原子的能量及变化规律:(1)原子中的能量:En=Ekn+Epn。(2)氢原子中电子绕核运动时:5.原子的能量及变化规律:(3)当电子的轨道半径增大时,库仑引力做负功,原子的电势能增大,反之电势能减小。电子在可能的轨道上绕核运动时,r增大,则Ek减小,Ep增大,E增大;反之,r减小,则Ek增大,Ep减小,E减小,与卫星绕地球运行相似。(3)当电子的轨道半径增大时,库仑引力做负功,原子的电势能增【典例示范】如图给出氢原子最低的四个能级。氢原子在这些能级之间跃迁所辐射的光子的频率最多有几种,其中最低的频率为多少(保留两位有效数字)?【典例示范】如图给出氢原子最低的四个能级。氢原子在这些能级之【解题探究】(1)求解辐射光子的光谱线条数的两种方法是什么?提示：①利用跃迁规律直接在能级图上画出光谱线条数;②利用数学上的组合公式求出。(2)频率最低的光子对应的能级差有何特点?提示：频率最低的光子对应的能级差最小。【解题探究】【正确解答】方法一:利用跃迁规律画出可能辐射光谱线条数,如图所示,共6种。【正确解答】方法二:利用数学中的组合公式计算辐射的光子的频率有:N==6(种)从n=4跃迁到n=3,能量差最小,辐射的光子的频率最低。由hν=E4-E3,得其频率为ν=

方法二:利用数学中的组合公式计算答案:6种1.6×1014Hz答案:6种1.6×1014Hz【过关训练】1.(拓展延伸)【典例示范】中能级差最大的能量是能级差最小的能量多少倍?【过关训练】【解析】能级差最大的是从4能级跃迁到1能级ΔE=E4-E1=-0.85eV-(-13.6)eV=12.75eV能级差最小的是从4能级跃迁到3能级ΔE′=E4-E3=-0.85eV-(-1.51)eV=0.66eV≈19(倍)答案:19倍【解析】能级差最大的是从4能级跃迁到1能级2.(2015·海南高考)氢原子基态的能量为E1=-13.6eV。大量氢原子处于某一激发态。由这些氢原子可能发出的所有的光子中,频率最大的光子能量为-0.96E1,频率最小的光子的能量为___________eV(保留2位有效数字),这些光子可具有___________种不同的频率。2.(2015·海南高考)氢原子基态的能量为E1=-13.6【解析】频率最大的光子能量为-0.96E1,即En-(-13.6eV)=-0.96×(-13.6eV),解得En=-0.54eV即n=5,从n=5能级开始,根据可得共有10种不同频率的光子。从n=5到n=4跃迁的光子频率最小,根据E=E4-E5可得频率最小的光子的能量为0.31eV。答案:0.3110【解析】频率最大的光子能量为-0.96E1,即【补偿训练】1.(多选)(2016·大庆高二检测)下列说法正确的是()A.当氢原子从激发态跃迁到基态时,要吸收能量B.由于每种原子都有自己的特征谱线,故可以根据原子光谱来鉴别物质【补偿训练】C.大量原子从n=3的激发态向低能级跃迁时,产生的光谱线有3条D.氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关C.大量原子从n=3的激发态向低能级跃迁时,产生的光谱线有3【解析】选B、C。氢原子从激发态跃迁到基态时,要放出能量,A错;每种原子都有自己的特征谱线,我们可以利用它来鉴别物质,B对;大量原子从n=3的激发态向低能级跃迁时,产生的光谱线数由

知有3种,C对;由能级公式hν=E2-E1可知,D错。【解析】选B、C。氢原子从激发态跃迁到基态时,要放2.已知氢原子基态的电子轨道半径为r1=0.53×10-10m,基态的能级值为E1=-13.6eV。(1)有一群氢原子处于量子数n=3的激发态,画一能级图,在图上用箭头标明这些氢原子能发出几条光谱线。(2)计算这几条光谱线中最长的波长。2.已知氢原子基态的电子轨道半径为r1=0.53×10-10【解析】(1)这群氢原子的自发跃迁辐射会得到三条光谱线,如图所示。【解析】(1)这群氢原子的自发跃迁辐射会得到三条光谱线,如图(2)波长最长的光谱线是从n=3的能级向n=2的能级跃迁产生的,则有:=E3-E2

=6.58×10-7m答案:(1)见解析(2)6.58×10-7m(2)波长最长的光谱线是从n=3的能级向n=2的能级跃迁【误区警示】原子跃迁时需注意的几个问题(1)注意一群原子和一个原子:氢原子核外只有一个电子,在某段时间内,由某一轨道跃迁到另一个轨道时,只能出现所有可能情况中的一种,但是如果容器中盛有大量的氢原子,这些原子的核外电子跃迁时就会有各种情况出现。【误区警示】原子跃迁时需注意的几个问题(2)注意直接跃迁与间接跃迁:原子从一种能量状态跃迁到另一种能量状态时,有时可能是直接跃迁,有时可能是间接跃迁。两种情况辐射或吸收光子的频率不同。(2)注意直接跃迁与间接跃迁:原子从一种能量状态跃迁到另一种(3)注意跃迁与电离:hν=Em-En只适用于光子和原子作用使原子在各定态之间跃迁的情况,对于光子和原子作用使原子电离的情况,则不受此条件的限制。如基态氢原子的电离能为13.6eV,只要大于或等于13.6eV的光子都能被基态的氢原子吸收而发生电离,只不过入射光子的能量越大,原子电离后产生的自由电子的动能越大。(3)注意跃迁与电离:hν=Em-En只适用于光子和原子作用【拓展例题】考查内容:氢原子跃迁中的能量变化【典例示范】氢原子辐射出一个光子后,根据玻尔理论,下列说法中正确的是()A.电子绕核旋转的半径增大B.氢原子的能量增大C.氢原子的电势能增大D.氢原子核外电子的速率增大【拓展例题】考查内容:氢原子跃迁中的能量变化【正确解答】选D。根据玻尔理论,氢原子核外电子在离核较远的轨道上运动时,其能量越大,当核外电子从外层轨道跃迁到内层轨道时,要放出一定能量的光子,氢原子的能量减小,所以选项A、B错误;核外电子轨道半径减小时,库仑力对电子做正功,电势能减小,动能增大,故选项C错误;由库仑定律和牛顿第二定律有r减小,v增大,D正确。【正确解答】选D。根据玻尔理论,氢原子核外电子在184波尔的原子模型概述课件184波尔的原子模型概述课件答案速填:①电子流②汤姆孙③不改变④偏转⑤大角度⑥全部正电荷⑦原子核⑧α粒子散射实验⑨线⑩⑪量子化⑫hν=Em-En答案速填:①电子流②汤姆孙③不改变④偏转⑤大角度⑥4玻尔的原子模型

4玻尔的原子模型184波尔的原子模型概述课件一、玻尔原子理论的基本假设1.轨道量子化:(1)原子中的电子在_________的作用下,绕原子核做_________。(2)电子运行轨道的半径不是任意的,也就是说电子的轨道是__(A.连续变化B.量子化)的。(3)电子在这些轨道上绕核的转动是_____的,不产生_________。库仑引力圆周运动B稳定电磁辐射一、玻尔原子理论的基本假设库仑引力圆周运动B稳定电磁辐射2.定态:(1)当电子在不同轨道上运动时,原子处于不同的状态,原子在不同的状态中具有不同的能量,即原子的能量是_______的,这些量子化的能量值叫作_____。(2)原子中这些具有确定能量的稳定状态,称为_____。能量最低的状态叫作_____,其他的状态叫作_______。量子化能级定态基态激发态2.定态:量子化能级定态基态激发态3.跃迁:(1)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,这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定,即hν=_____,该式被称为频率条件,又称辐射条件。Em-En3.跃迁:Em-En(2)反之,当电子吸收光子时会从较低的能量态跃迁到较高的能量态,吸收的光子能量同样由频率条件决定。(2)反之,当电子吸收光子时会从较低的能量态跃迁到较高的能量【判一判】(1)玻尔认为电子运行轨道半径是任意的,就像人造地球卫星,能量大一些,轨道半径就会大点。()(2)玻尔认为原子的能量是量子化的,不能连续取值。()(3)当电子从能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时,会放出任意能量的光子。()【判一判】提示：(1)×。玻尔认为电子运行轨道是量子化的,轨道半径不是任意的,只有半径大小符合一定条件时,轨道才是有可能的。(2)√。玻尔认为电子运行轨道是量子化的,原子的能量是量子化的,不能连续取值。(3)×。当电子从能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时,会放出符合辐射条件的光子。提示：(1)×。玻尔认为电子运行轨道是量子化的,轨道半径不是二、玻尔理论对氢光谱的解释1.氢原子的能级图:二、玻尔理论对氢光谱的解释2.解释巴耳末公式:(1)按照玻尔理论,原子从高能级(如从E3)跃迁到低能级(如到E2)时辐射的光子的能量为hν=_____。(2)巴耳末公式中的正整数n和2正好代表能级跃迁之前和之后所处的_________的量子数n和2。并且理论上的计算和实验测量的___________符合得很好。E3-E2定态轨道里德伯常量2.解释巴耳末公式:E3-E2定态轨道里德伯常量3.解释气体导电发光:通常情况下,原子处于基态,基态是最稳定的,原子受到电子的撞击,有可能向上跃迁到_______,处于激发态的原子是_______的,会自发地向能量较低的能级跃迁,放出_____,最终回到基态。激发态不稳定光子3.解释气体导电发光:通常情况下,原子处于基态,基激发态不稳4.解释氢原子光谱的不连续性:原子从较高能级向低能级跃迁时放出光子的能量等于前后_________,由于原子的能级是_____的,所以放出的光子的能量也是______的,因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线。5.解释不同原子具有不同的特征谱线:不同的原子具有不同的结构,_____各不相同,因此辐射(或吸收)的_________也不相同。两能级差分立分立能级光子频率4.解释氢原子光谱的不连续性:原子从较高能级向低两能级差分立【判一判】(1)玻尔理论能很好地解释氢原子的巴耳末线系。()(2)处于基态的原子是不稳定的,会自发地向其他能级跃迁,放出光子。()(3)不同的原子具有相同的能级,原子跃迁时辐射的光子频率是相同的。()【判一判】提示：(1)√。玻尔理论能很好地解释氢原子的巴耳末线系,甚至预言氢原子的其他谱线。(2)×。处于基态的原子是最稳定的。(3)×。不同的原子具有不同的能级,原子跃迁时辐射的光子频率也不相同。提示：(1)√。玻尔理论能很好地解释氢原子的巴耳末线系,甚至三、玻尔理论的局限性1.玻尔理论的成功之处:玻尔理论第一次将_________引入原子领域,提出了_____和_____的概念,成功地解释了氢原子光谱的实验规律。2.玻尔理论的局限性:保留了_________的观念,仍然把电子的运动看作经典力学描述下的_________。量子观念定态跃迁经典粒子轨道运动三、玻尔理论的局限性量子观念定态跃迁经典粒子轨道运动3.电子云:原子中电子的坐标没有确定的值,我们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,如果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,故称_______。电子云3.电子云:原子中电子的坐标没有确定的值,我们只能电子云【判一判】(1)玻尔第一次提出了量子化的观念。()(2)玻尔的原子理论模型可以很好地解释氦原子的光谱现象。()(3)电子的实际运动并不是具有确定坐标的质点的轨道运动。()【判一判】提示：(1)×。玻尔第一次将量子观念引入原子的领域。(2)×。玻尔的原子理论模型成功地解释了氢原子的光谱规律,但对于稍微复杂的氦原子,玻尔理论则无法解释它的光谱现象。(3)√。原子中电子的坐标没有确定的值,电子的实际运动并不是具有确定坐标的质点的轨道运动。提示：(1)×。玻尔第一次将量子观念引入原子的领域。知识点一对玻尔理论的理解思考探究:如图所示为分立轨道示意图。知识点一对玻尔理论的理解(1)电子的轨道有什么特点?(2)氢原子只有一个电子,电子在这些轨道间跃迁时会伴随什么现象发生?(1)电子的轨道有什么特点?提示：(1)电子的轨道不是连续的,是量子化的,即只有半径的大小符合一定条件时,这样的半径才是有可能的。(2)电子从高能量的轨道跃迁到低能量的轨道时,会放出光子,当电子从低能量的轨道跃迁到高能量的轨道时,会吸收光子。提示：(1)电子的轨道不是连续的,是量子化的,即只有半径的大【归纳总结】1.轨道量子化:轨道半径只能够是一些不连续的、某些分立的数值。氢原子各条可能轨道上的半径rn=n2r1(n=1,2,3…)其中n是正整数,r1是离核最近的可能的轨道半径,r1=0.53×10-10m。其余可能的轨道半径还有0.212nm、0.477nm…不可能出现介于这些轨道半径之间的其他值。这样的轨道形式称为轨道量子化。【归纳总结】2.能量量子化:(1)电子在可能轨道上运动时,虽然是变速运动,但它并不释放能量,原子是稳定的,这样的状态也称之为定态。(2)由于原子的可能状态(定态)是不连续的,具有的能量也是不连续的。这样的能量值,称为能级,能量最低的状态称为基态,基态最稳定,其他的状态叫作激发态,对氢原子,以无穷远处为势能零点时,其能级公式En=E1(n=1,2,3…)2.能量量子化:其中E1代表氢原子的基态的能级,即电子在离核最近的可能轨道上运动时原子的能量值,E1=-13.6eV。n是正整数,称为量子数。量子数n越大,表示能级越高。(3)原子的能量包括:原子的原子核与电子所具有的电势能和电子运动的动能。其中E1代表氢原子的基态的能级,即电子在离核最近的可能轨道上3.跃迁:原子从一种定态(设能量为E2)跃迁到另一种定态(设能量为E1)时,它辐射(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,高能级Em

低能级En。3.跃迁:原子从一种定态(设能量为E2)跃迁到另一种可见,电子如果从一个轨道到另一个轨道,不是以螺旋线的形式改变半径大小的,而是从一个轨道上“跳跃”到另一个轨道上。玻尔将这种现象叫作电子的跃迁。可见,电子如果从一个轨道到另一个轨道,不是以螺旋线的形式改变【典例示范】(多选)由玻尔理论可知,下列说法中正确的是()A.电子绕核运动有加速度,就要向外辐射电磁波B.处于定态的原子,其电子做变速运动,但它并不向外辐射能量C.原子内电子的可能轨道是连续的D.原子的轨道半径越大,原子的能量越大【典例示范】(多选)由玻尔理论可知,下列说法中正确的是(【解题探究】(1)如何解释原子的稳定存在?提示：原子处在某一可能状态时不产生电磁辐射。(2)怎样确定原子发光时光子的能量?提示：原子发光时,辐射光子的能量等于两能级的能量差。【解题探究】【正确解答】选B、D。按照经典物理学的观点,电子绕核运动有加速度,一定会向外辐射电磁波,很短时间内电子的能量就会消失,与客观事实相矛盾,由玻尔假设可知选项A、C错,B正确;原子轨道半径越大,原子能量越大,选项D正确。【正确解答】选B、D。按照经典物理学的观点,电子绕核运动有加【过关训练】1.(多选)关于玻尔理论,以下叙述正确的是()A.原子的不同定态对应于电子沿不同的圆形轨道绕核运动B.当原子处于激发态时,原子向外辐射能量C.只有当原子处于基态时,原子才不向外辐射能量D.不论当原子处于何种定态时,原子都不向外辐射能量【过关训练】【解析】选A、D。据玻尔理论假设知选项A正确。不论原子处于何种定态,原子都不向外辐射能量,原子只有从一个定态跃迁到另一个定态时,才辐射或吸收能量,所以选项B、C错,D正确。【解析】选A、D。据玻尔理论假设知选项A正确。不论原子处于何2.(多选)如图所示给出了氢原子的6种可能的跃迁,则它们发出的光()A.a的波长最长 B.d的波长最长C.f比d光子能量大 D.a频率最小2.(多选)如图所示给出了氢原子的6种可能的跃迁,则它们发出【解析】选A、C、D。能级差越大,对应的光子的能量越大,频率越大,波长越小。【解析】选A、C、D。能级差越大,对应的光子的能量越大,频率【补偿训练】1.(多选)按照玻尔原子理论,下列表述正确的是()A.核外电子运动轨道半径可取任意值B.氢原子中的电子离原子核越远,氢原子的能量越大C.电子跃迁时,辐射或吸收光子的能量由能级的能量差决定,即hν=|Em-En|【补偿训练】D.氢原子从激发态向基态跃迁的过程,可能辐射能量,也可能吸收能量D.氢原子从激发态向基态跃迁的过程,可能辐射能量,也可能吸收【解析】选B、C。根据玻尔理论,核外电子运动的轨道半径是确定的值,而不是任意值,A错误;氢原子中的电子离原子核越远,能级越高,能量越大,B正确;由跃迁规律可知C正确;氢原子从激发态向基态跃迁的过程中,应辐射能量,D错误。【解析】选B、C。根据玻尔理论,核外电子运动的轨道半径是确定2.在氢原子光谱中,电子从较高能级跃迁到n=2能级发出的谱线属于巴耳末系。若一群氢原子自发跃迁时发出的谱线中只有两条属于巴耳末系,则这群氢原子自发跃迁时最多可能发出多少条不同频率的谱线()A.2B.5C.4D.62.在氢原子光谱中,电子从较高能级跃迁到n=2能级发出的谱线【解析】故D。氢原子光谱中只有两条属于巴耳末系,即是从n=3,n=4轨道跃迁到n=2轨道,故电子的较高能级应该是在n=4的能级上。然后从n=4向n=3,n=2,n=1跃迁,从n=3向n=2,n=1,从n=2向n=1跃迁,故这群氢原子自发跃迁时最多能发出=6条不同频率的谱线。【解析】故D。氢原子光谱中只有两条属于巴耳末系,即是从n=3知识点二氢原子的跃迁规律思考探究:如图所示为氢原子能级图。知识点二氢原子的跃迁规律(1)当氢原子处于基态时,氢原子的能量是多少?(2)如果氢原子吸收的能量大于13.6eV,会出现什么现象?提示：(1)当氢原子处于基态时,氢原子的能量最小,是-13.6eV。(2)如果氢原子吸收的能量大于13.6eV,会出现电离现象。(1)当氢原子处于基态时,氢原子的能量是多少?【归纳总结】1.能级图的理解:(1)能级图中n称为量子数,E1代表氢原子的基态能量,即量子数n=1时对应的能量,其值为-13.6eV。En代表电子在第n个轨道上运动时的能量。【归纳总结】(2)作能级图时,能级横线间的距离和相应的能级差相对应,能级差越大,间隔越宽,所以量子数越大,能级越密,竖直线的箭头表示原子跃迁方向,长度表示辐射光子能量的大小,n=1是原子的基态,n→∞是原子电离时对应的状态。(2)作能级图时,能级横线间的距离和相应的能级差相对应,能级2.能级跃迁:处于激发态的原子是不稳定的,它会自发地向较低能级跃迁,经过一次或几次跃迁到达基态。所以一群氢原子处于量子数为n的激发态时,可能辐射出的光谱线条数为2.能级跃迁:处于激发态的原子是不稳定的,它会自发3.光子的发射:原子由高能级向低能级跃迁时以光子的形式放出能量,发射光子的频率由下式决定。hν=Em-En(Em、En是始末两个能级且m>n)能级差越大,放出光子的频率就越高。3.光子的发射:原子由高能级向低能级跃迁时以光子的形式放出能4.使原子能级跃迁的两种粒子——光子与实物粒子:(1)原子若是吸收光子的能量而被激发,其光子的能量必须等于两能级的能量差,否则不被吸收,不存在激发到n能级时能量有余,而激发到n+1时能量不足,则可激发到n能级的问题。4.使原子能级跃迁的两种粒子——光子与实物粒子:(2)原子还可吸收外来实物粒子(例如,自由电子)的能量而被激发,由于实物粒子的动能可部分地被原子吸收,所以只要入射粒子的能量大于两能级的能量差值(E=En-Ek),就可使原子发生能级跃迁。(2)原子还可吸收外来实物粒子(例如,自由电子)的能量而被激5.原子的能量及变化规律:(1)原子中的能量:En=Ekn+Epn。(2)氢原子中电子绕核运动时:5.原子的能量及变化规律:(3)当电子的轨道半径增大时,库仑引力做负功,原子的电势能增大,反之电势能减小。电子在可能的轨道上绕核运动时,r增大,则Ek减小,Ep增大,E增大;反之,r减小,则Ek增大,Ep减小,E减小,与卫星绕地球运行相似。(3)当电子的轨道半径增大时,库仑引力做负功,原子的电势能增【典例示范】如图给出氢原子最低的四个能级。氢原子在这些能级之间跃迁所辐射的光子的频率最多有几种,其中最低的频率为多少(保留两位有效数字)?【典例示范】如图给出氢原子最低的四个能级。氢原子在这些能级之【解题探究】(1)求解辐射光子的光谱线条数的两种方法是什么?提示：①利用跃迁规律直接在能级图上画出光谱线条数;②利用数学上的组合公式求出。(2)频率最低的光子对应的能级差有何特点?提示：频率最低的光子对应的能级差最小。【解题探究】【正确解答】方法一:利用跃迁规律画出可能辐射光谱线条数,如图所示,共6种。【正确解答】方法二:利用数学中的组合公式计算辐射的光子的频率有:N==6(种)从n=4跃迁到n=3,能量差最小,辐射的光子的频率最低。由hν=E4-E3,得其频率为ν=

方法二:利用数学中的组合公式计算答案:6种1.6×1014Hz答案:6种1.6×1014Hz【过关训练】1.(拓展延伸)【典例示范】中能级差最大的能量是能级差最小的能量多少倍?【过关训练】【解析】能级差最大的是从4能级跃迁到1能级ΔE=E4-E1=-0.85eV-(-13.6)eV=12.75eV能级差最小的是从4能级跃迁到3能级ΔE′=E4-E3=-0.85eV-(-1.51)eV=0.66eV≈19(倍)答案:19倍【解析】能级差最大的是从4能级跃迁到1能级2.(2015·海南高考)氢原子基态的能量为E1=-13.6eV。大量氢原子处于某一激发态。由这些氢原子可能发出的所有的光子中,频率最大的光子能量为-0.96E1,频率最小的光子的能量为___________eV(保留2位有效数字),这些光子可具有___________种不同的频率。2.(2015·海南高考)氢原子基态的能量为E1=-13.6【解析】频率最大的光子能量为-0.96E1,即En-(-13.6eV)=-0.96×(-13.6eV),解得En=-0.54eV即n=5,从n=5能级开始,根据