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金太阳教育金太阳教育18.4 玻尔的原子模型玻尔的原子模型 课件课件 人教版选修人教版选修3-5第四节玻尔的原子模型第四节玻尔的原子模型课前自主学案课前自主学案核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练课标定位课标定位知能优化训练知能优化训练 第四节第四节课标定位定位学学习目目标：1.知道玻知道玻尔尔原子理原子理论的基本假的基本假设2知道能知道能级、能、能级跃迁，会迁，会计算原子能算原子能级跃迁迁时辐射或吸收光子的能量射或吸收光子的能量3知道玻知道玻尔尔对氢光光谱的解的解释以及玻以及玻尔尔理理论的的局限性局限性重点重点难点：点：1.玻玻尔尔原子理原子理论的基本假的基本假设2会会计算原子能算原子能级跃迁迁时辐射或吸收光子的射或吸收光子的能量能量课前自主学案课前自主学案一、玻一、玻尔尔原子理原子理论的基本假的基本假设1轨道量子化道量子化围绕原子核运原子核运动的的电子子轨道半径只能是某些道半径只能是某些_、_数数值，这种种现象象叫叫做做轨道道量子化量子化2能量量子化能量量子化(1)定定态：电子在不同的子在不同的轨道道对应不同的不同的_，在在这些状些状态中尽管中尽管电子在做子在做变速运速运动，却不向外，却不向外_，在，在这些状些状态中原子是中原子是_不不连续分立的分立的状状态辐射能量射能量定定态(2)能能量量量量子子化化：电子子在在不不同同轨道道对应不不同同的的状状态，原原子子在在不不同同的的状状态中中具具有有不不同同的的_，因，因轨道是量子化的，所以原子的能量也是道是量子化的，所以原子的能量也是_，_实验充充分分说明了明了这一点一点(3)能能级：把量子化的：把量子化的_称称为能能级，其，其中能量最低的状中能量最低的状态叫做基叫做基态，其他的状，其他的状态叫做叫做_处于于_的原子最的原子最稳定定能量能量量子化的量子化的弗弗兰克克赫赫兹能量能量值激激发态基基态3跃迁条件迁条件(1)跃迁迁：当当电子子由由能能量量较高高(较低低)的的定定态轨道道跳到能量跳到能量较低低(较高高)的定的定态轨道的道的过程程(2)电磁磁辐射：当射：当电子在不同的定子在不同的定态轨道道间跃迁迁时就会放出或吸收一定就会放出或吸收一定频率的率的_，光子，光子的能量的能量值为：h_(其中其中h是普是普朗克常量，朗克常量，是光子的是光子的频率，率，Em是高能是高能级能量，能量，En是低能是低能级能量能量)光子光子EmEn4几个基本概念几个基本概念(1)量子数：量子数：现代物理学代物理学认为原子的可能状原子的可能状态是是_，各状，各状态的的标号号1,2,3,4，叫做，叫做_，一般用，一般用n表示表示(2)基基态：原子能量：原子能量_的状的状态(3)激激发态：原原子子能能量量较_的的状状态(相相对于于基基态)(4)电离：原子离：原子丢失失_的的过程程量子化的量子化的量子数量子数最低最低高高电子子二、玻二、玻尔尔理理论对氢光光谱的解的解释原子从原子从较高的能高的能态向低能向低能态跃迁迁时，放出光，放出光子的能量等于前后两个能子的能量等于前后两个能级之差，由于原子的之差，由于原子的能能级是分立的，所以放出的光子的能量也是分是分立的，所以放出的光子的能量也是分立的，因此原子的立的，因此原子的发射光射光谱只有一些分立的亮只有一些分立的亮线三、玻三、玻尔尔模型的局限性模型的局限性1玻玻尔尔理理论的成功之的成功之处玻玻尔尔理理论第第一一次次将将_观念念引引入入原原子子领域域提提出出了了定定态和和_的的概概念念，成成功功解解释了了氢原子光原子光谱的的实验规律律2玻玻尔尔理理论的局限性的局限性过多多地地保保留留了了经典典理理论，即即保保留留经典典粒粒子子的的观念念，把把电子子的的运运动看看做做经典典力力学学描描述述下下的的轨道道运运动量子量子跃迁迁3电子云子云原子中的原子中的电子没有确定的子没有确定的_值，我，我们只能描述只能描述电子在某个位置出子在某个位置出现_的多的多少，把少，把电子子这种概率分布用疏密不同的点表种概率分布用疏密不同的点表示示时，这种种图像就像云像就像云雾一一样分布在原子核分布在原子核周周围，故称，故称电子云子云坐坐标概率概率核心要点突破核心要点突破一、玻一、玻尔尔氢原子理原子理论1轨道量子化：道量子化：围绕原子核运原子核运动的的电子子轨道道半径不是半径不是连续的，而是分立的，的，而是分立的，这种种轨道的不道的不连续现象叫象叫轨道量子化道量子化电子的可能子的可能轨道半径道半径rnn2r1，其中，其中n叫量子数，叫量子数，对于于氢原子原子r10.531010m.2定定态及能量量子化：及能量量子化：电子在不同的子在不同的轨道道绕核运核运动，对应着原子不同的状着原子不同的状态，在，在这些状些状态中原子是中原子是稳定的定的电子子虽然然绕核旋核旋转，但并不，但并不向外向外辐射能量，射能量，这些状些状态叫定叫定态原子在不同原子在不同的状的状态中具有不同的能量，因此原子的能量也中具有不同的能量，因此原子的能量也是量子化的是量子化的3原子的原子的跃迁：原子从一种定迁：原子从一种定态(能量能量为Em)跃迁到另一定迁到另一定态(能量能量为En)时，它，它辐射或吸收射或吸收一定一定频率的光子，从高能率的光子，从高能级向低能向低能级跃迁迁辐射射光子，反之吸收光子光子的能量由光子，反之吸收光子光子的能量由这两个定两个定态的能量差决定，即的能量差决定，即hEmEn.可可见，电子子从一个从一个轨道到另一个道到另一个轨道，不是以螺旋道，不是以螺旋线的形的形式改式改变半径大小的，而是从一个半径大小的，而是从一个轨道上道上“跳跳跃”到另一个到另一个轨道上，玻道上，玻尔尔将将这种种现象称象称为跃迁迁即即时应用用(即即时突破，小突破，小试牛刀牛刀)1玻玻尔尔在他提出的原子模型中所做的假在他提出的原子模型中所做的假设有有()A原原子子处在在具具有有一一定定能能量量的的定定态中中，虽然然电子子做做加速运加速运动，但不向外，但不向外辐射能量射能量B原原子子的的不不同同能能量量状状态与与电子子沿沿不不同同的的圆轨道道绕核核运运动相相对应，而而电子子的的可可能能轨道道的的分分布布是是不不连续的的C电子子从从一一个个轨道道跃迁迁到到另另一一个个轨道道时，辐射射(或或吸收吸收)一定一定频率的光子率的光子D电子子跃迁迁时辐射的光子的射的光子的频率等于率等于电子子绕核做核做圆周运周运动的的频率率解析：解析：选ABC.A、B、C三三项都是玻都是玻尔尔提出来提出来的假的假设，其核心是原子定，其核心是原子定态概念的引入与能概念的引入与能级跃迁学迁学说的提出，也就是的提出，也就是“量子化量子化”概念，原概念，原子的不同能量状子的不同能量状态与与电子子绕核运核运动的不同的不同圆轨道相道相对应，是，是经典理典理论与量子化概念的与量子化概念的结合合二、二、氢原子的能原子的能级及能及能级图1能能级：对氢原子而言，核外的一个原子而言，核外的一个电子子绕核核运行运行时，若半径不同，若半径不同，则对应着的原子能量也着的原子能量也不同，若使原子不同，若使原子电离，外界必离，外界必须对原子做功，原子做功，使使电子子摆脱它与原子核之脱它与原子核之间库仑力的束力的束缚，所，所以原子以原子电离后的能量比原子其他状离后的能量比原子其他状态的能量都的能量都高我高我们把原子把原子电离后的能量离后的能量记为0，即，即选取取电子离核无子离核无穷远处时氢原子的能量原子的能量为零，零，则其他其他状状态下的能量下的能量值均均为负值2能能级图：氢原子的能原子的能级图如如图1841所所示示图1841即即时应用用(即即时突破，小突破，小试牛刀牛刀)2(2011年年江江苏南南京京六六中中高高二二期期末末)如如图1842为氢原原子子的的能能级图，A、B、C分分别表表示示原原子子在在三种不同能三种不同能级跃迁迁时放出的光子，其中放出的光子，其中()A频率最大的是率最大的是BB波波长最最长的是的是CC频率最大的是率最大的是AD波波长最最长的是的是B答案：答案：AB图18422由低能由低能级向高能向高能级跃迁迁(1)原子吸收光子引起的原子吸收光子引起的跃迁迁原子吸收光子后会从原子吸收光子后会从较低能低能级向高能向高能级跃迁而被迁而被激激发，光子的能量必，光子的能量必须等于两能等于两能级的能量差，否的能量差，否则光子将不被吸收但当光子将不被吸收但当处于于n能能级的的电子子电离离时，只要光子的能量，只要光子的能量h|En|就可被吸收，只不就可被吸收，只不过入射光子的能量越大，入射光子的能量越大，产生的自由生的自由电子的子的动能能越大越大(2)实物粒子和原子作用而使原子激物粒子和原子作用而使原子激发的情况的情况当当实物粒子和原子相碰物粒子和原子相碰时，由于，由于实物粒子的物粒子的动能可能可全部或部分地被原子吸收，所以只要入射粒子的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能大于或等于原子某两定态能量之差，就可使原子能量之差，就可使原子受激受激发而向而向较高能高能级跃迁迁3能能级跃迁迁时的能量的能量变化化当当轨道半径减小道半径减小时，库仑引力做正功，原子的引力做正功，原子的电势能减小，能减小，电子子动能增大，原子能量减小反之，能增大，原子能量减小反之，轨道半径增大道半径增大时，原子，原子电势能增大，能增大，电子子动能减小，能减小，原子能量增大原子能量增大即即时应用用(即即时突破，小突破，小试牛刀牛刀)3(原原创题)如如图1843画画出出了了氢原原子子的的四四个个能能级，用用下下列列几几种种能能量量的的光光子子或或电子子作作用用于于基基态的的氢原原子子，能能使使氢原原子子发生生跃迁迁或或电离离的的是是()A用用11 eV的光子照射的光子照射B用用14 eV的光子照射的光子照射C用用11 eV的的电子碰撞子碰撞D用用14 eV的的电子碰撞子碰撞图1843解析：解析：选BCD.氢原子中能原子中能级差没有差没有为11 eV的，故的，故11 eV的光子不能被的光子不能被氢原子吸收，又原子吸收，又11 eV13.6 eV，所以也不能使，所以也不能使氢原子原子电离离.14 eV的光子和的光子和电子子都能使都能使氢原子原子电离离.11 eV的的电子能使子能使氢原子从原子从n1跃迁到迁到n2的能的能级，故，故选B、C、D.课堂互动讲练课堂互动讲练类型一类型一氢原子的能级跃迁氢原子的能级跃迁如如图1844所所示示为氢原原子子最最低低的的四四个个能能级，当当氢原子在原子在这些能些能级间跃迁迁时：例例例例1 1图1844(1)有可能放出有可能放出_种能量的光子种能量的光子(2)在哪两个能在哪两个能级间跃迁迁时，所放出光子波，所放出光子波长最最长？波？波长是多少？是多少？【答案答案】(1)6(2)见精精讲精析精析变式式训练1如如图1845所所示示为氢原原子子的的能能级图用用光光子子能能量量为13.06 eV的的光光照照射射一一群群处于于基基态的的氢原原子子，则可可能能观测到到氢原原子子发射射的的不同波不同波长的光有的光有()A15种种B10种种C4种种 D1种种图1845氢原原子子在在基基态时轨道道半半径径r10.531010m，能能量量E113.6 eV.电子子的的质量量m9.11031kg，电荷量荷量e1.61019C.求求氢原子原子处于基于基态时：(1)电子的子的动能；能；(2)原子的原子的电势能能类型二类型二玻尔原子结构假说与力学综合玻尔原子结构假说与力学综合例例例例2 2【思路点思路点拨】电子子绕核核转动的的动能可根据能可根据库仑力充当向心力求出，力充当向心力求出，电子在某子在某轨道上的道上的动能能与与电势能之和，能之和，为原子在原子在该定定态的能量的能量En，即，即EnEknEpn，由此可求得原子的，由此可求得原子的电势能能【答案答案】(1)13.6 eV(2)27.2 eV【思思维总结】求解此求解此类题目目应注意把握两点：注意把握两点：(1)电子子在在某某一一轨道道上上绕核核运运动时，电子子与与原原子子核核之之间的的库仑引力提供向心力引力提供向心力(2)氢原子的能量原子的能量EnEknEpn.变式式训练2氢原原子子的的核核外外电子子由由一一个个轨道道跃迁迁到另一到另一轨道道时，可能，可能发生的情况有生的情况有()A放放出出光光子子，电子子动能能减减少少，原原子子势能能增增加加，原子的能量增加原子的能量增加B放放出出光光子子，电子子动能能增增加加，原原子子势能能减减少少，原子的能量减少原子的能量减少C吸吸收收光光子子，电子子动能能减减少少，原原子子势能能增增加加，原子的能量增加原子的能量增加D吸收光子，吸收光子，电子子动能增加，原子能增加，原子势能减少，能减少，原子的能量减少原子的能量减少解析：解析：选BC.若若电子从高能子从高能级向低能向低能级跃迁，迁，则放出光子，放出光子，电子由离核子由离核较远的的轨道到离核道到离核较近的近的轨道上运道上运动，轨道半径减小，道半径减小，电场力做正功，力做正功，动能增加，能增加，电势能减少，但由于放出光子，原子的能减少，但由于放出光子，原子的能量减少；反之，从低能能量减少；反之，从低能级向高能向高能级跃迁，迁，吸吸收光子，收光子，电子到离核子到离核较远的的轨道上运道上运动，克服，克服电场力做功，力做功，动能减少，能减少，电势能增加，原子的能量能增加，原子的能量增加故增加故B、C正确，正确，A、D错误知能优化训练知能优化训练结束语结束语当当你尽了自己的最大努力你尽了自己的最大努力时时，失败失败也是伟大也是伟大的，所以不要放弃，的，所以不要放弃，坚持就是正确的。坚持就是正确的。When You Do Your Best,Failure Is Great,So DonT Give Up,Stick To The End感谢聆听感谢聆听不足之处请大家批评指导不足之处请大家批评指导Please Criticize And Guide The Shortcomings演讲人：演讲人：XXXXXX 时时 间：间：XX年年XX月月XX日日
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