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课件网) 第四章 原子结构和波粒二象性 4 第2课时 玻尔理论对氢光谱的解释 氢原子能级跃迁 ∞ 1 2 3 4 5 n -13.6 -3.4 -1.51 -0.85 -0.54 0 E/eV 布喇开系 莱曼系 巴耳末系 帕邢系 量子数 能级 基态 激发态 + n=1 n=2 n=3 - 电子 原子核 量子数 氢原子能级图 知识梳理 1. 解释巴耳末系公式 （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＝E3－E2。 （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定态轨道的量子数n和2。并且理论上的计算和实验测量的里德伯常量符合得很好。 2. 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，有可能向上跃迁到激发态，处于激发态的原子是不稳定的，会自发地向能量较低的能级跃迁，放出光子，最终回到基态。 一、玻尔理论对氢光谱的解释 3. 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两能级差，由于原子的能级是分立的，所以放出的光子的能量也是分立的，因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线。 4. 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，能级各不相同，因此辐射 (或吸收)的光子频率也不相同。 1. 玻尔理论的成就 （1）玻尔理论第一次将量子观念引入原子领域。 （2）提出了定态和跃迁的概念，成功解释了氢原子光谱的实验规律。 2. 玻尔理论的局限性 过多地保留了经典理论，即保留经典粒子的观念，把电子的运动看作经典力学描述下的轨道运动。 二、玻尔理论的局限性 3. 电子云 原子中的电子没有确定的坐标值，我们只能描述电子在某个位置出现概率的多少，把电子这种概率分布用疏密不同的点表示时，这种图象就像云雾一样分布在原子核周围，故称电子云。 下图是氢原子能级图 课堂探究 (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13.6 eV,会出现什么现象 -13.6 eV 核外电子脱离原子核的束缚成为自由电子 知识归纳 1.对能级图的理解 (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-13.6 eV。En代表电子在第n个轨道上运动时的能量。 (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.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 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=En-Em(Em、En是始末两个能级且m
