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课件网) 第十八章 原子结构 第四节 玻尔的原子模型 科学靠两条腿走路，一是理论，一是实验。有时一条腿走在前面，有时另一条腿走在前面。但只有使用两条腿，才能前进。 --密立根 卢瑟福的原子核式结构学说 一、玻尔提出原子模型的背景： 经典的电磁理论。 矛盾 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 + 原子是稳定的 卢瑟福的核式结构学说与经典电磁理论的矛盾 新课导入 经典理论认为 事 实 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 原子光谱是不连续的，是线状谱 卢瑟福的核式结构学说与经典电磁理论的矛盾 新课导入 一、玻尔原子理论假设的基础 普朗克黑体辐射的量子论 爱因斯坦的光量子论 波尔原子结构假说 针对原子核式结构模型提出 【内容】 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，也就是说，电子的轨道是量子化的。 二、玻尔原子理论的基本假设 假说1：轨道量子化 新课讲授 分立轨道 r1 rn = n2r1 (n=1,2,3...) 【图解】 针对原子的稳定性提出 【内容】 电子在不同的轨道上运动，原子处于不同的状态。玻尔指出，原子在不同的状态中具有不同的能量，所以原子的能量也是量子化的。在这些状态中原子是稳定的。 假说2：能量量子化———能级(定态) 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。 基态：能量最低的状态(离核最近) 激发态：其他的能量状态 1 2 3 轨道与能级相对应 基态 激发态 量子数 E4 1 2 3 4 5 E1 E3 E2 E5 E∞ n 【图解】 针对原子光谱是 线状谱提出 假说3：频率条件(跃迁假说) 原子在始、末两个能级 Em 和 En ( Em>En ) 间跃迁时，发射 (或吸收) 光子的能量由前后能级的能量差决定： 【内容】 E4 1 2 3 4 5 E1 E3 E2 E5 E∞ n 【图解】 rn = n2r1 En = E1/n2 r1 = 0.053 nm ? 玻尔从上述假设出发，利用库仑定律和牛顿运动定律，计算出了氢电子可能的轨道半径和对应的能量值。解释了氢原子光谱是分立的亮线，并计算出对应的波长。 三、玻尔理论对氢光谱的解释 （n = 1，2，3，···） （n = 1，2，3，···） 挑战新知一 氢原子从高能级向低能级跃迁，下列物理量如何变化？ 1、电子轨道半径（变大/变小） 2、原子能量（变大/变小） 3、电子动能（变大/变小） 4、电子与原子核之间的电势能（变大/变小） 挑战新知二 某个氢原子处于n=4能级，它发出的可能光子有几种？哪种光子的频率最大？那种波长最长？（画图说明） n=6 n=5 n=4 n=1 n=3 n=2 Hδ Hγ Hβ Hα H ：如何由波尔假说推导巴尔末公式？ 挑战新知三 四、玻尔理论的成功之处和局限性 1、成功之处：引入了“量子”的观念成功解释了氢原子的线状光谱 2、局限之处： （1）对于外层电子较多元素的原子光谱，其理论 与事实相差很大 （2）过多地引用了经典的物理理论，比如轨道 1、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，一定要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电子轨道，并且这些轨道是不连续的 C 【针对训练】： 【针对训练】 2．根据玻尔理论，在氢原子中量子数n越大，则( ) A．电子轨道半径越小 B．核外电子速度越小 C．原子能级能量越小 D．原子的电势能越小 离原子核越远 大 大 大 B 3．氢原子辐射出一个光 ... ...
