栏目导引,新知初探,自学导引,要点探究,讲练互动,知能演练,轻松闯关,热点示例,创新拓展,第,3,章原子世界探秘,3,3,量子论视野下的原子模型,目标导航,1.了解玻尔理论的主要内容(重点),2把握氢原子能级和轨道半径的规律(重点和,难点),3知道玻尔对氢原子光谱的解释及玻尔理论的,局限性,4了解氢原子光谱的产生,新知初探自学导引,一、把量子论引入原子模型,玻尔理论的主要假设,1.,定态假设：原子只能处于一系列,_,的能量状态中，在这些状态中的,原子是稳定的，这种状态叫,_,处于,定态的原子并不对外辐射能量，只有当原子,在两个定态之间跃迁时，才产生电磁辐射,不连续,定态,2.跃迁假设：原子从能量为Em的定态跃迁到,能量为En的定态时，_一,定频率的光子，光子的能量由两个定态的,_准备，即hEmEn.,3.轨道假设：玻尔在上述假设的根底上，计,算了氢原子的电子轨道半径(叫做玻尔半径),与电子在各条轨道上运动时氢原子的能量：,_,辐射(或吸取),能量差,想一想,1玻尔认为，处于定态的原子并不对外辐,射能量，经典物理学的观点是怎样的？,提示：经典电磁理论认为，电子在围绕原子,核高速运转时，必定要向外辐射电磁波,二、能级原子光谱,1.能级：原子的能量状态是_的，因,而各定态对应的能量也是_的原子在,各定态的_叫做原子的能级在正常,状态下，原子处于能量_的状态，这时,电子在离核最近的轨道上运动，这确定态叫做,基态电子在其他轨道上运动时的定态叫做激,发态,不连续,不连续,能量值,最低,2.原子光谱,2.原子光谱,(1)各种物质的原子构造不同，能级分布也就各,不一样，它们可能放射的光的频率也不同每,种元素的原子发出的光都有自己的特征，因而,具有自己的原子光谱,(2)对气体导电时发光机理的解释,气体放电管中的原子受到高速运动的_的,电子,撞击，有可能跃迁到,_,，处于激发态的原子是,_,，会自发地向,_,的激发态或基态跃迁，放出,_,，这就是气体导电时发光的机理,(3),对原子特征谱线的解释,原子从,_,向低能态跃迁时放出,的光子的能量等于前后,_,，,由于原子能级是分立的，所以放出的光子的,激发态,不稳定的,较低能级,光子,高能态,两个能级之差,能量也是_，因此原子放射光谱只,有一些_的亮线，又由于不同原子具,有不同的构造，_各不一样，因此,辐射(或吸取)的_，也不一样，,这就是不同元素的原子具有不同的_的缘由,分立的,分立,能级,光子频率,特征谱线,想一想,2氢原子从高能级向低能级跃迁时，是不,是氢原子所处的能级越高，释放的光子能量,越大？,提示：不愿定氢原子从高能级向低能级跃,迁时，释放的光子的能量确定等于能级差，,氢原子所处的能级越高，跃迁时能级差不一,定大，释放光子的能量不愿定大,三、玻尔理论的成就和局限,1.玻尔理论的成就,玻尔理论第一次将_引入原子,领域；提出了_和跃迁的概念，成,功解释了_光谱的试验规律,2.玻尔理论的局限性,没有彻底摆脱经典物理学的束缚，保存了电,子有确定的_和_，绕原子核,量子观念,定态,氢原子,位置,动量,在圆周轨道上运行的概念，即保存了经典粒,子的观念，把电子运动看做经典力学描述下,的轨道运动,要点探究讲练互动,要点一,对玻尔原子模型的理解,学案导引,1.玻尔原子模型的内容是什么？,2.玻尔原子模型是否完全放弃了卢瑟福的核,式构造模型？,1.轨道量子化：轨道半径只能够是一些不连,续的、某些分立的数值模型中保存了卢瑟,福的核式构造但他认为核外电子的轨道是,不连续的，它们只能在某些可能的、分立的,轨道上运动，而不是像行星或卫星那样，能,量大小可以是任意的量值例如，氢原子的,电子最小轨道半径为r10.053 nm，其余可,能的轨道半径还有0.212 nm、0.477 nm、,不行能消逝介于这些轨道之间的其他值,这样的轨道形式称为轨道量子化,2.,能量量子化：与轨道量子化对应的能量不连续,的现象,电子在可能轨道上运动时，尽管是变速运动，,但它并不释放能量，原子是稳定的，这样的状,态也称之为定态,由于原子的可能状态,(,定态,),是不连续的，具有的,能量也是不连续的这样的能量形式称为能量量子化,3.跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态,时，它辐射或吸取确定频率的光子，光子的,能量由这两种定态的能量差准备，即高能级,低能级En,可见，电子假设从一个轨道到另一个轨道，不是以螺旋线的形式转变半径大小的，而是从一个轨道上“跳动”到另一个轨道上玻尔将这种现象叫做电子的跃迁,特殊提示：(1)处于基态的原子是稳定的，而,处于激发态的原子是不稳定的,(2)原子的能量与电子的轨道半径相对应，轨,道半径大，原子的能量大，轨道半径小，原,子的能量小,玻尔在他提出的原子模型中所做的假,设有(),A原子处在具有确定能量的定态中，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,例,1,C电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，,辐射(或吸取)确定频率的光子,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,【思路点拨】熟记玻尔理论的根本假设是,解此题的关键,【精讲精析】玻尔理论的根本假设是：原,子只能处于一系列不连续的能量状态之中，,在这些状态中能量是稳定的，电子虽然做变,速运动，但并不向外辐射能量；原子从一种,定态(设能量为E2)跃迁到另一种定态(设能量,为E1)时，它辐射或吸取确定频率的光子，,光子的能量由这两种定态的能量差准备；原,子的不同能量状态对应于电子的不同运行轨,道，由于原子的能量状态是不连续的，因此,电子的可能轨道也是不连续的，即电子不能,在任意半径的轨道上运行其中原子的不同,能量状态与电子绕核运动时不同的圆轨道相,对应，这是经典理论与量子化概念的结合,故A、B、C选项都正确，D选项错误,【答案】ABC,【规律总结】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，只由跃迁前后的两个能级的能量,差准备,变式训练,1.(2023济南高三模拟)一个氢原子中的电子从,一半径为ra的轨道自发地直接跃迁到另一半径,为rb的轨道，rarb，则在此过程中(),A原子发出一系列频率的光子,B原子要吸取一系列频率的光子,C原子要吸取某一频率的光子,D原子要辐射某一频率的光子,解析：选D.由于是从高能级向低能级跃迁，,所以应放出光子；因此可排解B、C.“直接”,从一能级跃迁至另一能级，只对应某一能级,差，故只能发出某一频率的光子,学案导引,1,当电子围绕原子核旋转的半径减小时，电子,动能、原子的电势能和原子能量如何变化？,2,处于激发态的原子向低能级跃迁时辐射的光,谱线条数如何计算？,要点二,原子的能级跃迁问题,1.能级图,依据玻尔理论，当氢原子从高能级跃迁到低,能级时以光子的形式放出能量原子在始、,末两个能级Em和En(mn)间跃迁时，辐射光,子的能量等于前后两个能级的能量之差(h,EmEn)，由于原子的能级不连续，所以,辐射的光子的能量也不连续，因此产生的光,谱是分立的线状谱(如以下图),同样，原子也是只能吸取一些特定频率的光,子，但是，当光子能量足够大时，如光子能,量E13.6 eV时，则氢原子仍能吸取此类光,子并发生电离,当电子从高能级向低能级跃迁时放出光子；,当电子从低能级向高能级跃迁时吸取光子,2.跃迁时电子动能、原子电势能与原子能量,的变化当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原,子的电势能Ep减小，电子动能增大，原子能量减,小反之，轨道半径增大时，原子电势能增大，,电子动能减小，原子能量增大,3.氢原子能级跃迁的可能状况氢原子核外电,子从高能级向低能级跃迁时可能直接跃迁到,基态，也可能先跃迁到其他低能级的激发态，,然后再到基态，因此处于n能级的电子向低能,级跃迁时就有很多可能性，其可能,特殊提示：(1)一个氢原子从某一轨道向另一,轨道跃迁时，可能的状况只有一种，但大量,的氢原子就会消逝多种状况,(2)使处于基态或激发态的原子的核外电子跃,迁到n时，称为电离，所需能量称为电,离能,例,2,【答案】,(1)13.6 eV,(2),见精讲精析,(3)1.03,10,7,m,变式训练,解析：选B.大量氢原子跃迁时只有三种频率,的光谱，这说明氢原子受激发跃迁到n3的,激发态，然后从n3能级向低能级跃迁，产,生三种频率的光谱，依据能量守恒有：h0,h3h2h1，解得：0321，故,选项B正确,热点示例创新拓展,与能级有关的能量问题,经典案例(10分)(1)能量为Ei的光子照射基,态氢原子，刚好可使该原子中的电子成为自,由电子这一能量Ei称为氢的电离能现用,一频率为的光子从基态氢原子中击出了一电,子，该电子在远离核以后速度的大小为_(用光子频率、电子质量m、氢原子,的电离能,E,i,和普朗克常量,h,表示,),(2),氢原子在基态时轨道半径,r,1,0.5310,10,m,，能量,E,1,13.6 eV,，求氢原子处于基,态时：,电子的势能；,原子的电势能；,用波长是多少的光照可使其电离？,【借题发挥】原子跃迁时，不管是吸取还,是辐射光子，其光子的能量都必需等于这两,个能级的能量差假设想把处于某确定态上的,原子的电子电离出去，就需要给原子确定的,能量如基态氢原子电离(即上升n),其电离能为13.6 eV，只要能量等于或大于13.6,eV的光子都能被基态氢原子吸取而电离，只不,过入射光子的能量越大，原子电离后产生的电子,具有的动能越大,知能演练轻松闯关,本局部内容讲解完毕,按,ESC,键退出全屏播放,