18.4玻尔的原子模型

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．vFree+e+e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经典理论认为事实原子光谱是不连续的线状谱玻尔的原子模型以上矛盾表明，从宏观现象总结出来的经典电磁理论不适用于原子这样小的物体产生的微观现象。为了解决这个矛盾，1913年玻尔在卢瑟福学说的基础上，把普朗克的量子理论运用到原子系统上，提出了玻尔理论。玻尔•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mrv原子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态．玻尔指出，原子的不同的状态中具有不同的能量，所以原子的能量也量子化的.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E４12345E１E３E２E５量子数基态：能量最低的状态（离核最近）激发态：其他的状态—基态激发态能级图mrv轨道图123原子从Em能级跃迁到En能级（EmEn）时，会放出能量为hv的光子，其能量由前后能级差决定：nmEEhvEm低能级高能级跃迁吸收光子辐射光子光子的发射和吸收nmEEh玻尔从上述假设出发，利用经典理论和量子理论结合，计算出了氢的电子的轨道半径和对应的能量值（能级）．氢原子能级2n1r=nrn121E=Enn=1,2,3二、玻尔理论对氢光谱的解释-13.6-3.4-1.51-0.8504132∞nE/eV1(E=-13.6eV)－－－－－－－－－－－－－－－－－１２３４５-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540eVnE/eV∞基态激发态巴耳末系氢原子的能级图12345∞n量子数-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540E/eV光子使原子跃迁:nmEEhv光子的能量只有等于能级差时，才能被吸收要使处于基态的氢原子从基态跃迁到n=4激发态，则照射光的频率应为多少？频率高一点可以吗？12345∞n量子数-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540E/eVnEEhv电离后电子剩余动能为：nkEhvE注意：En为负值电离：分别能量为2eV、10eV的光子照射处于n=2激发态的氢原子，结果如何？nEhv即：nEhv12345∞n量子数-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540E/eVnmEEE粒子多余的能量是粒子剩余的能量nEEE粒子使原子电离逸出电子的动能：nkEEE子粒实物粒子使原子跃迁:nEE子即：粒粒子能量可以全部或部分被吸收一个微观粒子能量为12.2eV，与处于基态的氢原子碰撞，结果如何？问题1：气体导电发光机理是什么？问题2：试解释原子光谱为什么是线状光谱？问题3：不同元素的原子为什么具有不同的特征谱线？阅读教材P58-P59，讨论回答以下问题在解决核外电子的运动时成功引入了量子化的观念同时又应用了“粒子、轨道”等经典概念和有关牛顿力学规律除了氢原子光谱外，在解决其他问题上遇到了很大的困难．氦原子光谱量子化条件的引进没有适当的理论解释。玻尔理论成功的解释并预言了氢原子辐射的电磁波的问题，但是也有它的局限性．三、玻尔模型的局限性怎样修改玻尔模型？思想：必须彻底放弃经典概念关键：用电子云概念取代经典的轨道概念电子在某处单位体积内出现的概率——电子云一个氢原子处于n的激发态1、它可能向外辐射几种频率的光子？2、它最多向外辐射的光子数为多少？12345∞n量子数-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540E/eV一群原子从n能级跃迁，可能的光子频率有几种？2nC1、对玻尔理论的下列说法中，正确的是（）A、继承了卢瑟福的原子模型，但对原子能量和电子轨道引入了量子化假设B、对经典电磁理论中关于“做加速运动的电荷要辐射电磁波”的观点提出了异议C、用能量转化与守恒建立了原子发光频率与原子能量变化之间的定量关系D、玻尔的两个公式是在他的理论基础上利用经典电磁理论和牛顿力学计算出来的ABCD2、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C3、根据玻尔理论，氢原子中，量子数N越大，则下列说法中正确的是（）A、电子轨道半径越大B、核外电子的速率越大C、氢原子能级的能量越大D、核外电子的电势能越大ACD4、根据玻尔的原子理论，原子中电子绕核运动的半径（）A、可以取任意值B、可以在某一范围内取任意值C、可以取一系列不连续的任意值D、是一系列不连续的特定值D5、按照玻尔理论，一个氢原子中的电子从一半径为ra的圆轨道自发地直接跃迁到一半径为rb的圆轨道上，已知rarb，则在此过程中（）A、原子要发出一系列频率的光子B、原子要吸收一系列频率的光子C、原子要发出某一频率的光子D、原子要吸收某一频率的光子C