第4节 玻尔原子模型 一、玻尔原子模型 1.玻尔理论的建立背景和观点: (1)经典理论的困难。 ①电子绕原子核运行时,大量原子发光的频率应当是连续光谱,而实际上原子 光谱是_____的。 ②做加速运动的电子应辐射出电磁波,它的能量要逐渐减少。电子应沿螺旋 线轨道落入原子核。但实际却不是这样,卢瑟福原子模型不能解释原子的 _____。 (2)玻尔观点:玻尔接受普朗克和爱因斯坦的_____,并将原子结构与光 谱联系起来。 不连续 稳定性 量子化思想 2.玻尔原子理论的主要内容: (1)原子只能处于一系列能量_____的状态中,这些状态叫作_____。 (2)原子从一种定态跃迁到另一种定态时,吸收(或辐射)一定_____的光子能量 ____,其中h为普朗克常量,h= _____,ν为光的频率。? (3)原子的不同能量状态对应于电子的不同_____。只有电子的轨道半径r 跟电子动量mev的乘积满足 的轨道才是可能的。 不连续 定态 频率 hν 6.63×10-34 J·s 运行轨道 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_____的能量状态。在每 个状态中,原子的能量值都是_____,各个确定的能量值叫作_____。 不连续 确定的 能级 2.氢原子能级和轨道半径公式: En= (n=1,2,3,…) rn=____(n=1,2,3,…) 式中,E1≈_____eV,r1=_____ m。 n2r1 -13.6 0.53×10-10 3.氢原子的能级结构图: 4.玻尔理论对氢原子光谱特征的解释: (1)在正常或稳定状态时,原子尽可能处于_____能级,电子受核的作用力最大而 处于离核最近的轨道,这时原子的状态叫作_____。电子吸收能量后,从基态跃 迁到较高的能级,这时原子的状态叫作_____。 (2)当电子从高能级跃迁到低能级时,原子会_____能量;当电子从低能级跃迁到 高能级时,原子要_____能量。 (3)因为电子的能级是_____的,所以原子在跃迁时吸收或辐射的能量都不是 任意的,这个能量等于电子跃迁时始末两个能级间的_____。 最低 基态 激发态 辐射 吸收 不连续 能量差 一 玻尔的原子理论 1.玻尔原子理论的基本假设: 基本假设 内 容 定态假设 原子只能处于一系列能量不连续的状态中,在这些状态中,原子是稳定的,电子虽然绕原子核做圆周运动,但并不向外辐射能量,这些状态叫作定态 跃迁假设 原子从一种定态跃迁到另一定态时,吸收(或辐射)一定频率的光子能量hν。例如,原子从定态E2跃迁到定态E1,辐射的光子能量为hν=E2-E1 基本假设 内 容 轨道假设 电子不能在任意半径的轨道上运行,只有轨道半径r跟 电子动量mev的乘积满足mevr=n (n=1,2,3,…), 这些轨道才是可能的。n是正整数,称为量子数 2.原子能量的变化:当轨道半径减小时,库仑引力做正功,原子的电势能减小,电子动能增大,原子向外辐射光子,原子总能量减小;反之,轨道半径增大时,原子电势能增大,电子动能减小,原子吸收光子,原子总能量增大。 【思考?讨论】 根据玻尔理论可知,氢原子的电子只能在一些特定轨道上运动。试推导轨道半径为rn,带电量为e的氢原子核外电子绕核运动时动能的表达式。 提示:电子绕核做圆周运动所需要的向心力由库仑力提供: ,故Ekn= 。 【典例示范】 关于玻尔原子理论,下列说法中不正确的是 ( ) A.继承了卢瑟福的核式结构模型,但对原子能量和电子轨道引入了量子化假设 B.氢原子核外电子,轨道半径越大,动能越大 C.能级跃迁吸收(放出)光子的频率由两个能级的能量差决定 D.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 【解析】选B。玻尔原子理论继承了卢瑟福原子模型,但对原子能量和电子轨道 引入了量子化假设,故A正确;按照玻尔理论,电子在轨道上运动时,由: , 轨道半径越大,动能越小,故B错误;电子跃迁时,辐射或吸收光子的能量由能级 的能量差决定,即hν=|Em-En|,故C正确;按照玻尔理论,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,故D正确。 ... ...
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