18.4 波尔的原子模型课件（33张ppt）

课件33张PPT。第四节 玻尔的原子模型第十八章原子结构好漂亮的霓虹灯！情 景 导 入 霓虹灯发出的光,线条结构丰富,色彩鲜艳、绚丽多姿,形状、色彩变幻莫测,令人赏心悦目。一幅幅流动的画面,似天上彩虹,像人间银河,更酷似一个梦幻世界,使人难以忘怀。霓虹灯是一种增添节日欢快气氛和进行广告宣传的最佳光源,霓虹灯的亮、美、动特点,在各类新型光源中独领风骚。同学们,你们知道霓虹灯的发光原理吗?一、玻尔提出原子模型的背景 卢瑟福的原子核式结构学说很好地解释了a粒子的散射实验，初步建立了原子结构的正确图景，但跟经典的电磁理论发生了矛盾。 1、电子以很大的速度绕核运动，就象行星绕着太阳运动那样。按照经典理论，绕核运动的电子应该辐射出电磁波，因此它的能量要逐渐减少。随着能量的减少，电子绕核运行的轨道半径也要减小,于是电子将沿着螺旋线的轨道落入原子核，就像绕地球运动的人造卫星受到上层大气阻力不断损失能量后要落到地面上一样。 这样看来，原子应当是不稳定的，然而实际上并不是这样。 2、同时，按照经典电磁理论，电子绕核运行时辐射电磁波的频率应该等于电子绕核运行的频率，随着运行轨道半径的不断变化，电子绕核运行的频率要不断变化，因此原子辐射电磁波的频率也要不断变化。这样，大量原子发光的光谱就应该是包含一切频率的连续谱。 以上矛盾表明，从宏观现象总结出来的经典电磁理论不适用于原子这样小的物体产生的微观现象。为了解决这个矛盾，1913年玻尔在卢瑟福学说的基础上，把普朗克的量子理论运用到原子系统上，提出了玻尔理论。二、玻尔原子理论的基本假设（三个重要假设）假说1:轨道量子化针对原子核式结构模型提出 围绕原子核运动的电子轨道半径只能是某些分立的数值,这些现象叫做轨道量子化；且电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的，并不向外辐射能量。这些状态叫定态。 原子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态（定态）。波尔指出，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能级 1.定态：原子中具有确定能量的稳定状态。 2.能级：氢原子的各个定态的能量值，叫它的能级。 3.基态：在正常状态下，原子处于最低能级，这时电子在离核最近的轨道上运动，而且最稳定，这种定态叫基态。 4.激发态：除基态以外的能量较高的其他能级，叫做激发态。电子处于激发态是不够稳定的，易发生跃迁。假说3:频率条件（跃迁假说）针对原子光谱是线状谱提出 当电子从一种定态（设能量为E初）跃迁到另一种定态（设能量为E终）时，它会辐射（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，即hv=E初-E终，称为频率条件，又称辐射条件。 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。(注意：我们把原子电离后的能量记为零，即选取电子离核处于无穷远处时氢原子的能量为零，则其他状态下的能量值就是负的。)氢原子能级图基 态激发态跃迁光子的发射和吸收氢原子的能级图－－－－－－－－－－－－－－－－－１２３４５-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540 eVnE/eV∞基态激发态三、玻尔理论对氢光谱的解释能级的跃迁 根据波尔模型，原子只能处于一系列的不连续的能量状态中，这些状态分为基态和激发态两种。其中原子在基态时是稳定的，在激发态时是不稳定的，当原子处于激发态时会自发地向低能态跃迁，经过一次或几次跃迁到基态。即原子能级跃迁时，处于激发态的原子可能经过一次跃迁回基态；也可能由较高能级的激发态先跃迁到较低能级的激发态，最后回到基态。而一个原子由较高能级回到基态，到底发生了多少次跃迁是不确定的。氢原子能级跃迁与光谱图巴耳末系问题1：巴尔末公式有正整数n ... ...