第4节 玻尔原子模型 学习目标：1.[物理观念]知道玻尔原子理论基本假设的主要内容． 2.[科学观念]了解能级、能级跃迁、能量量子化以及基态、激发态等概念． 3.[科学思维]掌握用玻尔原子理论简单解释氢原子模型． 4.[科学态度与责任]了解玻尔模型的不足之处及其原因． 一、玻尔原子模型 1．玻尔原子模型 (1)原子中的电子在库仑力的作用下，绕原子核做圆周运动． (2)电子绕核运动的轨道是量子化的． (3)电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的，且不产生电磁辐射． 2．定态 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，即原子的能量是量子化的，这些量子化的能量值叫作能级，原子具有确定能量的稳定状态，称为定态．能量最低的状态叫作基态，其他的能量状态叫作激发态． 3．跃迁 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(其能量记为En，m＞n)时，会辐射能量为hν的光子，该光子的能量hν＝Em－En，这个式子被称为频率条件，又称辐射条件． 二、氢原子的能级结构 1．能级：按照玻尔的原子理论，原子只能处于一系列不连续的能量状态．在每个状态中，原子的能量值都是确定的，各个确定的能量值叫作能级． 2．氢原子在不同能级上的能量和相应的电子轨道半径为En＝(n＝1,2,3…)；rn＝n2r1(n＝1,2,3…)，式中E1≈－13.6 eV，r1＝0.53×10－10 m． 3．氢原子的能级结构图 三、玻尔理论对氢光谱的解释、玻尔理论的局限性 1．玻尔理论对氢光谱的解释 (1)解释巴耳末公式 ①按照玻尔理论，从高能级跃迁到低能级时辐射的光子的能量为hν＝Em－En． 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)解释氢原子光谱的不连续性 原子从较高能级向低能级跃迁时，辐射光子的能量等于前后两个能级差，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． 2．玻尔理论的局限性 (1)成功之处 玻尔理论第一次将量子观念引入原子领域，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)局限性 保留了经典粒子的观念，把电子的运动仍然看作经典力学描述下的轨道运动． (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，这种图像就像云雾一样分布在原子核周围，故称电子云． 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)玻尔理论全面否定了原子的核式结构模型． (×) (2)玻尔认为原子是稳定的，电子绕核旋转但不向外辐射能量． (√) (3)原子跃迁时吸收或辐射光子的能量必须是两能级之差． (√) (4)第m个定态和第n个定态的轨道半径rm和rn之比为rm∶rn＝m2∶n2． (√) (5)第m个定态和第n个定态的能量Em和En之比为Em∶En＝n2∶m2． (√) 2．关于玻尔的原子模型理论，下面说法正确的是( ) A．原子可以处于连续的能量状态中 B．原子的能量状态是不连续的 C．原子中的核外电子绕核做加速运动一定向外辐射能量 D．原子中的电子绕核运转的轨道半径是连续的 B [根据玻尔原子理论：电子轨道和原子能量都是量子化的，不连续的，处于定态的原子并不向外辐射能量，可判定B是正确的．] 3．一个氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级．该氢原子( ) A．辐射光子，能量增加 B．辐射光子，能量减少 C．吸收光子，能量增加 D．吸收光子，能量减少 B [根据玻尔的原子理论，氢原子从高能级(n＝3)跃迁到低能级(n＝2)时，辐射一定频率的光子，氢原子能量减少，光子的能量由这两种定态的能级差决定．] 对玻尔原子模型的理解 如图所示为分立轨道示意图． 分立轨道示意图 ... ...
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