4-玻尔的原子模型-能级

汤姆孙发现电子汤姆孙的枣糕模型α粒子散射实验卢瑟福的核式结构模型回顾科学家对原子结构的认识史原子不可割汤姆孙的枣糕模型原子稳定性事实氢光谱实验否定建立否定建立否定卢瑟福的核式结构模型建立出现矛盾出现矛盾?针对原子核式结构模型提出•电子围绕原子核运动的轨道半径只能是某些分立的数值.•电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的，不产生电磁辐射.•这些状态称为定态mrv原子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态．原子不同的状态具有不同的能量，所以原子的能量也量子化的.针对原子的稳定性提出mrv能级：量子化的能量值En(n为量子数）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）——基态激发态：其他较高的能量状态激发态能级图轨道图123基态激发态跃迁（电子克服库仑引力做功，电势能增大，原子的能量增加）吸收光子（电子所受库仑力做正功，电势能减小，原子的能量减少）辐射光子光子的发射和吸收光子的发射和吸收En针对原子光谱是线状谱提出电子从一定态Ｅn跃迁到另一定态Ｅm时，发射或吸收一个光子，光子的能量hv＝Ｅn-Ｅm上式称为玻尔频率条件v原子在始、末两个能级En和Em（EnEm）间跃迁时发射光子的频率可以由前后能级的能量差决定：mnEEhEn针对原子光谱是线状谱提出v玻尔从上述假设出发，利用库仑定律和牛顿运动定律，计算出了氢的电子可能的轨道半径和对应的能量．氢原子能级12rnrn)6.13(1112eVEEnEn3,2,1n（二）用玻尔的原子结构理论解释氢光谱氢原子的能级图－－－－－－－－－－－－－－－－－１２３４５-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540eVnE/eV∞基态激发态赖曼系巴耳末系帕邢系布喇开系普丰德系氢原子能级跃迁与光谱图巴耳末系-13.6eV-3.40eV-1.51eV-0.85eV-0.54eV0n=1n=2n=3n=4n=5n=问题1：请用玻尔的原子结构理论解释形成巴耳末系的原因，并计算当n=4时，巴耳末系中这条谱线的波长212211nRλ,5,43，n巴尔末公式：n=6n=5n=4n=1n=3n=2由hv=E4-E2=1.89eV=3.03×10-19J又λ=c/v解得λ=6.57×10-7m（巴尔末系）HδHγHβHαHδHγHβHαn=6n=5n=4n=1n=3n=2巴尔末系氢吸收光谱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．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．（三）玻尔原子结构理论的意义汤姆孙发现电子汤姆孙的西瓜模型α粒子散射实验卢瑟福的核式结构模型原子不可割汤姆孙的西瓜模型原子稳定性事实氢光谱实验否定建立否定建立否定卢瑟福的核式结构模型建立出现矛盾出现矛盾?玻尔模型复杂（氦）原子光谱量子力学理论玻尔模型否定建立观察与实验所获得的事实出现矛盾建立科学模型提出科学假说拓展与提高怎样修改玻尔模型？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——电子云原子结构的认识史12rnrn)6.13(1112eVEEnEn3,2,1nhv＝Ｅn-Ｅm[例1]练习：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”的观点表示赞同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（AD）学以致用（四）原子能级跃迁问题1．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．2．使原子激发的两种粒子一光子与实物粒子(1)原子若是吸收光子的能量而被激发，其光子的能量必须等于两能级的能量差，否则不被吸收。(2)原子也可吸收实物粒子(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(E=En-Em)，均可使原子发生能级跃迁．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一个可能的轨道上，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．对于量子数为n的一群氢原子，向较低的激发态或基态跃迁时，可能产生的谱线条数为(1)2nnN3.一群原子和一个原子的跃迁问题4.跃迁与电离的问题原子跃迁时．不管是吸收还是辐射光子，其光子的能量都必须等于这两个能级的能量差．若想把处于某一定态上的原子的电子电离出去，就需要给原子一定的能量．如基态氢原子电离，其电离能为13.6eV，只要能量等于或大于13.6eV的光子都能被基态氢原子吸收而电离.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．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．ree+e+e经典理论认为事实Fv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气体导电时发光的原理是什么？