高二化学氢原子光谱和玻尔的原子结构模型

绚丽壮观的焰火增加了节日欢乐的气氛，都市夜空色彩夺目的美景会给你留下不可磨灭的记忆。渐渐长大的你是否想过，这给你带来惊异和欢乐的美景是如何产生的？是什么产生了这不同颜色的光？这一节内容的学习，将会帮助我们揭开其中的秘密。第一节原子结构模型（1）道尔顿原子模型英国科学家道尔顿（Dalten1766—1844）把古代模糊的原子假说发展为科学的原子理论，为近代化学的发展奠定了重要的基础。恩格斯曾誉称他为“近代化学之父”。原子是组成物质的基本粒子，它们是坚实的、不可再分的实心球。按照道尔顿的理论，原子是既不能创造，也不能毁灭，又不能再分割的最最基本的物质粒子。那么，放电管中的“射线”是什么呢？汤姆逊用实验回答说：是电子，并且在各种元素的原子中都有电子。这样看来，原子就不是不可再分的了！也就是说，原子不是最最基本的物质粒子了！汤姆生原子模型原子是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了正电荷，从而形成了中性原子。卢瑟福原子模型原子中心有一个带正电荷的核，它的质量几乎等于原子的全部质量，电子在它的周围沿着不同的轨道运转，就象行星环绕太阳运转一样。将原子结构比喻像个小小的太阳系，中心是带阳电荷的原子核，外面绕着核转的是带阴电荷的电子。不同的是：在太阳系中，行星绕太阳转，靠万有引力；在原子中，电子绕着原子核转，靠异性电荷的吸引力。卢瑟福的原子结构理论卢瑟福的原子结构理论遇到的问题根据已经知道的电磁运动的规律，电子在运动的时候会放出电磁波（能量）。因此，绕着原子核旋转的电子，因为能量逐渐减小，应当沿着一条螺旋形的轨道转动，离中心的原子核越来越近，最后碰在原子核上。这样一来，原子就被破坏了。实际上，原子很稳定，有一定大小，并没有发生这种电子同原子核碰撞的情况。这又怎样解释呢？波尔原子模型电子在原子核外空间的一定轨道上绕核做高速的圆周运动。他应用当时物理学中新发展起来的量子论，指出电子按着固定的轨道围绕原子核运动的时候是不会放出能量的，所以电子不会掉到原子核上去。他还指出，电子在原子核外面只能在一定的轨道上运动。他提出了核外电子排列的规律。这就是有名的玻尔模型。电子云这个名词是用来描述原子或分子中电子在原子核外围各区域出现的概率的。为了直观，把电子的这种概率分布状况用图像表示时，以不同的浓淡代表概率的大小，其结果如同电子在原子核周围形成了云雾，所以叫电子云。也就是说，原子中的、受束缚的电子不是像行星绕太阳运转那样在确定的时刻处于确定的位置的。玻尔理论的出现解决了什么问题呢？让我们先一起来看看有关的知识背景。高手笔记：电子云是电子在核外空间各处出现概率密度大小的形象化描述。注意：①电子云是一个形象化描述②一个小黑点不代表一个电子③电子云的疏密代表电子在那里出现的概率密度的大小一、氢原子光谱和玻尔的原子结构理论1.连续光谱(continuousspectrum)无数波长连续的光形成2.线状光谱(原子光谱)(linespectrum)一些具有特定波长的光形成3.氢原子光谱连续？线状卢瑟福的核式结构模型经典电磁学围绕原子核高速运动的电子会自动释放出连续的能量回过头来看玻尔的理论玻尔原子结构模型（1）行星模型点拨：这里的“轨道”实际上就是我们现在所说的电子层。（2）定态假设点拨：玻尔原子结构理论认为：同一电子层上的电子能量完全相同。（3）量子化条件点拨：量子化条件的内涵是：各电子层能量差的不连续性。（4）跃迁规则▲原子光谱产生的原因：电子由激发态跃迁到基态会释放出能量，这种能量以光的形式释放出来，所以就产生光谱。▲氢原子光谱是线状光谱的原因：氢原子上的电子由n=2的激发态跃迁到n=1的基态，与从n=3的激发态跃迁到n=2的激发态，释放出的能量不同，因此产生光的波长不同。Rutherford核式原子模型Planck量子论Einstein光子学说Bohr理论1）定态假设2）量子化条件假设3）频率条件—频率假设理论要点4.玻尔的原子结构模型1）定态假设原子中的电子在具有确定半径的圆周轨道（orbit）上绕核运动时，并不吸收能量，也不辐射能量，电子处于定态。不同轨道上运动的电子具有不同的能量，而且能量是量子化的，即“一份一份”的，不能任意连续变化而只能取某些不连续的值2）量子化条件假设基态groundstate：原子能量最低的定态。激发态excitedstate：除基态外的其他定态。3）频率条件——频率假设电子从一个轨道跃迁到另一轨道时，就要吸收或放出能量，两个定态的能量差为E。如能量以光辐射的形式表现出来，就形成了光谱。E=E2-E1=h(=c/)为什么氢光谱是线状光谱？n=4n=3n=2n=1吸收能量释放能量氢原子从一个电子层跃迁到另一个电子层时，吸收或释放一定的能量，就会吸收或释放一定波长的光，所以得到线状光谱；也快回去收拾去哇！”耿英说：“大壮你等等！”俩人耳语几句，大壮点点头，又和大家招招手就回去了。耿直俏皮地瞪着眼儿问：“姐，你和大壮哥哥说什么悄悄话啦？”耿英笑着说：“嗨，什么悄悄话啊，俺告诉他，咱们今儿个很忙，晚上还要去看姥爷和舅舅他们呢，叫他一整天都别来打搅咱们！”耿直眨眨眼做个鬼脸儿，俏皮地说：“唔，俺相信！”大家返回来。耿老爹转身关上院门，一边往里走一边对郭氏说：“咱俩就别管了，让娃娃们收拾去哇！”又对兄妹五个说：“收拾完了往屋里抬的时候喊爹啊！”说着，推着妻子回屋里去了。走到堂屋门口时，郭氏回过头来再看看那个装饰得像模像样的寿棺，对丈夫说：“你一定得给俺说清楚了，这到底是怎么回子事情！”“好好好，你先回去做饭，俺们一定给你说清楚！”耿老爹说着，硬推着妻子回屋里去了。院子里，兄妹五人开始收拾。耿英吩咐妹妹端来半盆儿清水和一块儿毛巾，尽量地将模特儿的头脸给擦洗干净了。耿正对耿直和尚武说：“咱们把这几条褥子再铺回寿棺里边哇！”耿英说：“不用铺那么多，有一条就行了！留下篷布、那块白布、那些白纱和那个幡，其余的东西，你们都搬到西屋里去哇！”看看擦洗干净的模特儿已经完全干了，耿英就把它“舒舒服服”地安放在寿棺里的褥子上，又给它盖上白布，再将招魂幡和白纱轻轻地放在上面。耿正检查一下被窃贼们搁在一旁的棺盖，发现那些用来固定的大铁钉已经被翘坏了几个，干脆就将所有的铁钉子全部敲打一番拔掉了。然后，大家将没有了大铁钉的棺盖抬起来盖好了，再用大红色篷布将它掀一掀，抬一抬的，周周正正地包裹起来，最后用一条细细的麻绳儿简单地扎系了一番。大家互相看看，都满意地点点头。耿正对耿兰说：“你去告诉爹，咱们收拾好啦，再问问娘放到哪里？”耿老爹很快就出来了，但耿兰没有出来。耿英看到爹的脸色有些阴沉，就问：“娘和你说什么了？”耿老爹说：“她非要现在就知道事情的原委，可爹怎么能和她说得清楚呢！她就饭也不做，一直坐在那里抹眼泪呢。正好兰兰进去了，俺就让她帮着你娘做饭去了。俺已经答应你娘，等咱们吃了饭以后，就告诉她！唉，本来想着稍微晚些时候再跟你娘和兰兰说这些的，现在看来，也只能是提前了。”听耿老爹如此说，耿正、耿英、耿直和尚武也都面露难色而又无可奈何。看到大家都这样，耿老爹说：“唉，也不用发愁了，迟早总得说啊。早说了也好，可以早点儿安心！来，咱们先把这个远路风尘回来的“寿喜”放到东房里哇！”说着话打开东房门观察一番里面的家什儿摆放状态，回身招呼仍然还愣在那里的四个娃儿：“来，咱们把南边靠后墙那个角落里拾掇开哇！那个地儿好，晒不着阳婆，好保存呢！”于是，大