玻尔的原子模型上课

184玻尔的原子模型卢瑟福的核式结构学说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学说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玻尔（丹麦1885~1962）一、玻尔原子理论的基本假设假说1:轨道量子化+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转动是稳定的，不产生电磁辐射+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，所以原子的能量也量子化的。假说2:能量量子化针对原子的稳定性提出+mrv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基态激发态跃迁（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（电子所受库仑力做正功，减小电势能，原子的能量减少）辐射光子光子的发射和吸收+++v

EnEm假说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，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，又称辐射条件原子在始、末两个能级Em和En（Em>En）间跃迁时发射光子的频率可以由前后能级的能量差决定：+n

EnEm反之，电子在吸收光子时，……+mrv123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．二、玻尔理论对氢光谱的解释－－－－－－－－－１２３４５-136-34-151-085-0540eVnE/eV∞基态激发态氢原子的能级图巴末耳（瑞士中学数学老师）H的线光谱２３４５1－－－－－－－－－－－－－－－－－１２３４５-136-34-151-085-0540eVnE/eV∞巴耳末系氢原子的能级图解释氢光谱－－－－－－－－－－－－－－－－－１２３４５-136-34-151-085-0540eVnE/eV∞赖曼系巴耳末系帕邢系布喇开系普丰德系氢原子的能级图解释氢光谱－－－－－－－－－－－－－－－－－１２３４５-136-34-151-085-0540eV∞赖曼系巴耳末系帕邢系布喇开系普丰德系问题1：巴耳末公式有正整数n出现，这里我们也用正整数n来标志氢原子的能级。它们之间是否有某种关系？－－－－－－－－－－－－－－－－－１２３４５-136-34-151-085-0540eV∞巴耳末系红绿涂色吧!－－－－－－－－－－－－－－－－－１２３４５-136-34-151-085-0540eV∞巴耳末系红绿大家计算一下红光的波长？E==303×10-19Jv=E/hλ=c/v=hc/E=663×10-34×30×10-8/303×10-19J=657×10-7mEm-En=hv红绿巴耳末系的氢吸收光谱１２３４５-136-34-151-085∞波尔的成功与困惑玻尔理论成功的解释并预言了氢原子辐射的电磁波的问题，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、玻尔模型的局限性氦原子光谱汤姆孙发现电子汤姆孙的枣糕模型α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否定卢瑟福的核式结构模型建立出现矛盾出现矛盾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原子不可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否定卢瑟福的核式结构模型建立出现矛盾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否定建立观察与实验所获得的事实出现矛盾建立科学模型提出科学假说怎样修改玻尔模型？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——电子云重点一：能熟练画出氢原子能级图EnE2E1-13.6E3E4E5基态电离态第一激发态主量子数能量巴耳末系末态第二激发态第三激发态8654321(eV)重点二：掌握能级跃迁概念及谱线计算方法E113.6eVEnE1n2记住关键数据和公式E1主量子数电离态n123485EE2-13.6E3E4E5能量eV第三激发态第二激发态第一激发态基态-3.39-1.15-0.85-0.54若大量氢原子处于主量子数的激发态,会辐射几种频率的光；在哪两个能级之间跃迁？最短波长光的频率是多少？n5其中波长最短的光是1、对玻尔理论的下列说法中，正确的是（）A、继承了卢瑟福的原子模型，但对原子能量和电子轨道引入了量子化假设B、对经典电磁理论中关于“做加速运动的电荷要辐射电磁波”的观点表示赞同C、用能量转化与守恒建立了原子发光频率与原子能量变化之间的定量关系D、玻尔的两个公式是在他的理论基础上利用经典电磁理论和牛顿力学计算出来的ACD练习：2、下面关于玻尔理论的解释中，不正确的说法是（）A、原子只能处于一系列不连续的状态中，每个状态都对应一定的能量B、原子中，虽然核外电子不断做加速运动，但只要能量状态不改变，就不会向外辐射能量C、原子从一种定态跃迁到另一种定态时，一定是辐射一定频率的光子D、原子的每一个能量状态都对应一个轨道，并且这些轨道是不连续的C3、根据玻尔理论，氢原子中，量子数n越大，则下列说法中正确的是（）A、电子轨道半径越大B、核外电子的速率越大C、氢原子能级的能量越大D、核外电子的电势能越大ACD4、根据玻尔的原子理论，原子中电子绕核运动的半径（）A、可以取任意值B、可以在某一范围内取任意值C、可以取一系列不连续的任意值D、是一系列不连续的特定值D=3激发态的氢原子，它最多可放出多少种光子？2个=3激发态的氢原子，它们最多可放出多少种光子？3个=5的激发态向低能级跃迁时，产生的光谱线有多少条？C52=10条4处于基态的氢原子在某种单色光的照射下，只能发出频率为v1、v2、v3三种光，且v1<v2<v3，则该照射光的光子能量是多少？hv3或hv1v2练习132λ2λ3λ16、氢原子能级图的一部分如图所示,a、b、c分别表示氢原子在不同能级之间的三种跃迁途径,设在a、b、c三种跃迁过程中,放出光子的波长分别是λ1、λ2、λ3则三个波长之间的关系式？7、如图所示为氢原子n=1,2,3,4,5的各个能级示意图当光子能量为E的一束光照射容器中的氢气设氢原子处于n=2的能级时,氢原子吸收光子后,能发出频率为ν1,ν2,ν3,ν4,ν5,ν6的六种光,且频率依次减小,则E等于〔〕Ahν1-ν6Bhν3Chν6Dhν1-ν3D注意夫兰克一赫兹实验①方法和原理：使加速的电子通过低压汞蒸气，与汞原子发生碰撞。测量电子损失的能量和汞原子获得的能量。②实验的结果，表现在接收极电流随—G间电压的变化关系图，会分析此图，是做出结论的关键。夫兰克—赫兹管的IA～UG2曲线OIAacbdeU1U2U3U4U5U6(uA)UG2Ko证明了汞原子能量量子化。该实验卓越的设计思想和实验技巧，以及它在建立原子量子学说方面做出的贡献，受到人们的赞誉。8、假定处在量子数为n的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的，现有1200个氢原子被激发到量子数为4的能级上，若这些受激氢原子最后都回到基态，则在此过程中发出的光子总数为（）．A．2200B．2000C．1200D．2400A1、玻尔原子结构假说的内容是什么？2、玻尔原子结构假说是如何解释卢瑟福原子模型的困难？3、玻尔原子模型存在哪些局限性？探究案n=6n=5n=4n=