单击此处编辑母版文本样式,返回导航,第十八章原子结构,物理 选修3-5 人教版,物理,选修3-5 人教版,新课标导学,物理选修3-5 人教版新课标导学,第十八章,原子结构,第四节玻尔的原子模型,第十八章原子结构第四节玻尔的原子模型,学 习 目 标,了解玻尔原子模型及能级的概念,理解原子发射和吸收光子的频率与能级差的关系,知道玻尔对氢光谱的解释以及玻尔理论的局限性,学 习 目 标了解玻尔原子模型及能级的概念理解原子发射,知 识 导 图,知 识 导 图,1,课前预习,2,课内探究,3,素养提升,4,课堂达标,5,课时作业,1课前预习2课内探究3素养提升4课堂达标5课时作业,课 前 预 习,课 前 预 习,1轨道假设,轨道量子化：原子中的电子在_的作用下，绕原子核做圆周运动，电子运动轨道的_不是任意的，而是_化的。电子在这些轨道上绕核的转动是_的，不产生_辐射。,知识点 1,玻尔原子理论的基本假设,库仑力,半径,量子,稳定,电磁,1轨道假设知识点 1玻尔原子理论的基本假设库仑力半径量,2定态假设,(1)定态：当电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的_。原子在不同的_中具有不同的能量，因此，原子的能量是_化的。这些_化的能量值叫做_，原子中这些具有确定能量的稳定状态，称为_。,(2)基态：能量最_的状态叫做基态。,(3)激发态：基态_的能量状态叫做激发态。,状态,状态,量子,量子,能级,定态,低,之外,状态状态量子量子能级定态低之外,3跃迁假设,电子从能量_的定态轨道跃迁到能量_的定态轨道时，会向外辐射能量，辐射的能量是_的，光子的能量由两个能级的_决定。,h,E,m,E,n,这个式子称为频率条件，也叫辐射条件，式中的,h,为普朗克常量，,为光子的_。,较高,较低,一份一份,能量差,频率,较高较低一份一份能量差频率,1氢原子的能级图,知识点 2,玻尔理论对氢光谱的解释,1氢原子的能级图知识点 2玻尔理论对氢光谱的解释,2解释巴耳末公式,(1)按照玻尔理论，原子从高能级(如从,E,3,)跃迁到低能级(如到,E,2,)时辐射的光子的能量为,h,_,_,_,_,_,_,_。,(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_的量子数,n,和2。并且理论上的计算和实验测量的_符合得很好。,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。,E,3,E,2,定态轨道,里德伯常量,激发态,不稳定,光子,2解释巴耳末公式E3E2定态轨道里德伯常量激发态,4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放出光子的能量等于前后_，由于原子的能级是_的，所以放出的光子的能量也是_的，因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线。,5,解释不同原子具有不同的特征谱线,不同的原子具有不同的结构，_各不相同，因此辐射(或吸收)的_也不相同。,两能级差,分立,分立,能级,光子频率,两能级差分立分立能级光子频率,1玻尔理论的成功之处,玻尔理论第一次将_引入原子领域。,提出了_和_的概念，成功解释了_光谱的实验规律。,2,玻尔理论的局限性,过多地保留了_理论，即保留_的观念，把电子的运动看做经典力学描述下的_运动。,知识点 3,玻尔理论的局限性,量子观念,定态,跃迁,氢原子,经典,经典粒子,轨道,1玻尔理论的成功之处知识点 3玻尔理论的局限性量子观念定,3电子云,原子中的电子_确定的坐标值，我们只能描述电子在某个位置出现_的多少，把电子这种_分布用疏密不同的点表示时，这种图象就像云雾一样分布在原子核周围，故称电子云。,没有,概率,概率,没有概率概率,判一判,(1)玻尔认为电子运动轨道半径是任意的，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)处于基态的原子是不稳定的，会自发地向其他能级跃迁，放出光子。(),(4)不同的原子具有相同的能级，原子跃迁时辐射的光子频率是相同的。(),(5)玻尔的原子理论模型可以很好的解释氦原子的光谱现象。(),(6)电子的实际运动并不是具有确定坐标的质点的轨道运动。(),判一判,选一选,如图所示为氢原子的能级图，,A,、,B,、,C,分别表示电子在三种不同能级跃迁时放出的光子，其中(),A频率最大的是,A,B波长最长的是,C,C频率最大的是,C,D波长最长的是,B,B,选一选B,想一想,电子在核外的运动真的有固定轨道吗？玻尔理论中的轨道量子化又如何解释？,答案：,在原子内部，电子绕核运动并没有固定的轨道，只不过当原子处于不同的定态时，电子出现在,r,n,n,2,r,1,处的几率大。,(全国通用版)高中物理第十八章原子结构第4节玻尔的原子模型ppt课件新人教版选修,课 内 探 究,课 内 探 究,右图为分立轨道示意图。,(1)电子的轨道有什么特点？,(2)氢原子只有一个电子，电子在这些轨道间跃迁时伴随什么现象发生？,提示：,(1)电子的轨道是不连续的，是量子化的。(2)电子在轨道间跃迁时会吸收光子或放出光子。,探究一对玻尔理论的理解,右图为分立轨道示意图。探究一对玻尔理论的理解,1轨道量子化,(1)轨道半径只能是一些不连续的、某些分立的数值。,(2)轨道半径公式：,r,n,n,2,r,1,，式中,n,称为量子数，对应不同的轨道，只能取正整数。氢原子的最小轨道半径,r,1,0.5310,10,m。,1轨道量子化,(全国通用版)高中物理第十八章原子结构第4节玻尔的原子模型ppt课件新人教版选修,(多选)玻尔在他提出的原子模型中所做的假设有(),A原子处在具有一定能量的定态中，虽然电子做变速运动，但不向外辐射能量,B原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的,C电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，辐射(或吸收)一定频率的光子,D电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率,典例 1,ABC,(多选)玻尔在他提出的原子模型中所做的假设有(,解题指导：,应注意电子绕核做圆周运动时，不向外辐射能量，原子辐射的能量与电子绕核运动无关。,解析：,A、B、C三项都是玻尔提出来的假设。其核心是原子定态概念的引入与能级跃迁学说的提出，也就是“量子化,”,的概念。原子的不同能量状态与电子绕核运动时不同的圆轨道相对应，是经典理论与量子化概念的结合。电子跃迁时辐射的光子的频率与能级差有关，与电子绕核做圆周运动的频率无关，故D错误，A、B、C正确。,(全国通用版)高中物理第十八章原子结构第4节玻尔的原子模型ppt课件新人教版选修,对点训练,1,(多选)由玻尔理论可知，下列说法中正确的是(),A电子绕核运动有加速度，就要向外辐射电磁波,B处于定态的原子，其电子做变速运动，但它并不向外辐射能量,C原子内电子的可能轨道是连续的,D原子的轨道半径越大，原子的能量越大,解析：,按照经典物理学的观点，电子绕核运动有加速度，一定会向外辐射电磁波，很短时间内电子的能量就会消失，与客观事实相矛盾，由玻尔假设可知选项A、C错，B正确；原子轨道半径越大，原子能量越大，选项D正确。,BD,BD,根据玻尔原子结构理论，氦离子(He,)的能级图如图所示。电子处在,n,3轨道上比处在,n,5轨道上离氦核的距离近还是远？当大量He,处在,n,4的激发态时，由于跃迁所发射的谱线共有几条？,提示：,近6,探究二氢原子跃迁的规律,根据玻尔原子结构理论，氦离子(He)的能级图如图所示。电子,1能级图的理解,(1)能级图中,n,称为量子数，,E,1,代表氢原子的基态能量，即量子数,n,1时对应的能量，其值为13.6eV。,E,n,代表电子在第,n,个轨道上运动时的能量。,(2)作能级图时，能级横线间的距离和相应的能级差相对应，能级差越大，间隔越宽，所以量子数越大，能级越密，竖直线的箭头表示原子跃迁方向，长度表示辐射光子能量的大小，,n,1是原子的基态，,n,是原子电离时对应的状态。,1能级图的理解,(3)氢原子从高能级向,n,1,2,3的能级跃迁时发出的光谱线分别属于赖曼系，巴耳末系和帕邢系(如图),(3)氢原子从高能级向n1,2,3的能级跃迁时发出的光谱线,(全国通用版)高中物理第十八章原子结构第4节玻尔的原子模型ppt课件新人教版选修,4使原子能级跃迁的两种粒子光子与实物粒子,(1)原子从低能级向高能级跃迁：吸收一定能量的光子，当一个光子的能量满足,h,E,末,E,初,时，才能被某一个原子吸收，使原子从低能级,E,初,向高能级,E,末,跃迁，而当光子能量,h,大于或小于,E,末,E,初,时都不能被原子吸收。,(2)原子还可吸收外来实物粒子(例如自由电子)的能量而被激发，由于实物粒子的动能可全部或部分地被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于或等于两能级的能量差值(,E,E,n,E,k,)，就可使原子发生能级跃迁。,(3)当光子能量大于或等于13.6eV时，也可以被氢原子吸收，使氢原子电离；当氢原子吸收的光子能量大于13.6eV时，氢原子电离后，电子具有一定的初动能。,4使原子能级跃迁的两种粒子光子与实物粒子,(全国通用版)高中物理第十八章原子结构第4节玻尔的原子模型ppt课件新人教版选修,用能量为12.75eV的光子照射一群处于基态的氢原子，已知氢原子的基态能量,E,1,13.6eV，普朗克常量,h,6.6310,34,Js，求：,(1)这群氢原子的光谱共有几条谱线？,(2)这群氢原子发出的光子的最大频率是多少？,(3)这群氢原子发出的光子的最长波长是多少？,典例 2,答案：,(1)6条(2)3.110,15,Hz(3)1.88410,6,m,用能量为12.75eV的光子照射一群处于基态的氢原,(全国通用版)高中物理第十八章原子结构第4节玻尔的原子模型ppt课件新人教版选修,(全国通用版)高中物理第十八章原子结构第4节玻尔的原子模型ppt课件新人教版选修,对点训练,2,(北京市临川育人学校20172018高三下学期期中)如图所示是某原子的能级图，,a,、,b,、,c,为原子跃迁所发出的三种波长的光。在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是(),C,对点训练2(北京市临川育人学校20172018高三下,(全国通用版)高中物理第十八章原子结构第4节玻尔的原子模型ppt课件新人教版选修,素 养 提 升,素 养 提 升,1注意一群原子和一个原子,氢原子核外只有一个电子，这个电子在某个时刻只能处在某个可能的轨道上，在某段时间内，由某一轨道跃迁到另一个轨道时，可能的情况只有一种，但是如果容器中盛有大量的氢原子，这些原子的核外电子跃迁时就会有各种情况出现了。,2,注意间接跃迁与直接跃迁,原子从一种能量状态跃迁到另一种能量状态时，有时可能是直接跃迁，有时可能是间接跃迁两种情况下辐射(或吸收)光子的频率可能不同。,原子跃迁时需注意的几个问题,1注意一群原子和一个原子原子跃迁时需注意的几个问题,3注意跃迁与电离,h,E,m,E,n,只适用于光子和原子作用使原子在各定态之间跃迁的情况。对于光子和原子作用使原子电离的情况，则不受此条件的限制，这是因为原子一旦电离，原子结构即被破坏，因而不再遵守有关原子结构的理论。如基态氢原子的电离能为13.6eV，只要能量大于或等于13.6eV的光子都能被基态的氢原子吸收而发生电离，只不过入射光子的能量越大，原子电离后产生的自由电子的动能越大。至于实物粒子和原子碰撞的情况，由于实物粒子的动能可全部或部分地被原子吸收，所以只要入射粒子的动能大于或等于原子某两定态能量之差，就可使原子受激发而向较高能级跃迁。,3注意跃迁与电离,(多选)欲使处于基态的氢原子激发或电离，下列措施可行的是(),A用10.2eV的光子照射B用11eV的光子照射,C用14eV的光子照射D用11eV的电子碰撞,案 例,ACD,(多选)欲使处于基态的氢原子激发或电离，下列措施可,解析：,由玻尔理论可知，氢原子在各能级间跃迁