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课件网) 第十八章 4 玻尔的原子模型 学习目标 1.知道玻尔原子理论的基本假设的主要内容. 2.了解能级、跃迁、能量量子化以及基态、激发态等概念,会计算原子跃迁时吸收或辐射光子的能量. 3.能用玻尔原子理论简单解释氢原子光谱. 内容索引 知识探究 题型探究 达标检测 知识探究 一、玻尔原子理论的基本假设 导学探究 1.按照经典理论,核外电子在库仑引力作用下绕原子核做圆周运动.我们知道,库仑引力和万有引力形式上有相似之处,电子绕原子核的运动与卫星绕地球的运动也一定有某些相似之处,那么若将卫星—地球模型缩小是否就可以变为电子—原子核模型呢? 答案 答案 不可以.在玻尔理论中,电子的轨道半径只可能是某些分立的数值,而卫星的轨道半径可按需要任意取值. 2.氢原子吸收或辐射光子的频率条件是什么?它和氢原子核外的电子的跃迁有什么关系? 答案 答案 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)时,会放出能量为hν的光子(h是普朗克常量),这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定,即hν=Em-En(m>n).这个式子称为频率条件,又称辐射条件. 当电子从较低的能量态跃迁到较高的能量态,吸收的光子的能量同样由频率条件决定. 知识梳理 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 的(填“连续变化”或“量子化”). (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 量子化 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做 . (2)原子中这些具有确定能量的稳定状态,称为 . (3)基态:原子能量 的状态称为基态,对应的电子在离核最 的轨道上运动,氢原子基态能量E1= . 量子化 能级 定态 最低 近 -13.6 eV (4)激发态:较高的能量状态称为激发态,对应的电子在离核较远的轨道上运动. 氢原子各能级的关系为:En= .(E1=-13.6 eV,n=1,2,3,…) 3.频率条件与跃迁 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(能量记为En,m>n)时,会放出能量为hν的光子,该光子的能量hν= ,该式称为频率条件,又称辐射条件. Em-En 即学即用 判断下列说法的正误. (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.( ) × √ × 二、玻尔理论对氢光谱的解释 导学探究 如图1所示是氢原子的能级图,一群处于n=4的激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多少种频率不同的光子?从n=4的激发态跃迁到基态时,放出光子的能量多大? 答案 图1 答案 氢原子能级跃迁图如图所示.从图中可以看出能辐射出6种频率不同的光子,它们分别是n=4→n=3,n=4→n=2,n=4→n=1,n=3→n=2,n=3→n=1,n=2→n=1. 从n=4的激发态跃迁到基态辐射光子能量ΔE=E4-E1=-0.85 eV-(-13.6 eV)=12.75 eV. 知识梳理 1.氢原子能级图(如图2所示) 图2 2.解释巴耳末公式 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= .巴耳末公式中的正整数n和2正好代表能级跃迁之前和跃迁之后所处的 的量子数n和2. 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. Em ... ...