波尔的原子模型课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十八章 原子结构,第四节 玻尔的原子模型,人教版选修,3-5,1,第十八章 原子结构 人教版选修3-51,经典理论的困难,核外电子绕核运动,辐射电磁波,电子轨道半径连续变小,原子不稳定,辐射电磁波频率连续变化,事实上：,原子是稳定的,辐射电磁波频率只是,某些确定值,2,经典理论的困难核外电子绕核运动辐射电磁波电子轨道半径连续变小,历史回顾,在普朗克关于黑体辐射的量子论和爱因斯坦关于光子概念的启发下，,波尔,于,1913,年把微观世界中物理量取分立值的观念应用到原子系统，提出了自己的原子结构假说。,卢瑟福的核式结构模型正确地指出了原子核的存在，很好地解释了,散射实验。但是，经典物理学既无法解释原子的稳定性，又无法解释原子光谱的分立特征。,3,历史回顾 在普朗克关于黑体辐射的量子论和爱因斯坦关于光,1,、轨道假设：,原子中的电子在库仑力的作用下，绕原子核做圆周运动，服从经典力学的规律。,一、玻尔原子理论的基本假设,氢原子,中电子轨道的最小半径,但是，电子轨道半径不是任意的，只有当半径大小符合一定条件时，这样的轨道才是可能的。即,电子的轨道是量子化的。 电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的，不产生电磁辐射。,4,1、轨道假设：原子中的电子在库仑力的作用下，绕原子核做圆周运,2,、能级假设：,当电子在不同轨道上运动时，原子处于不同状态,具有不同能量，所以,原子能量也是量子化的,。,一、玻尔原子理论的基本假设,氢原子,在基态（第一能级）的能量：,这些量子化的能量值叫,能级,；原子中这些具有确定能量的稳定状态叫,定态,。,能量最低的状态叫,基态,，其他状态叫,激发态,。,5,2、能级假设：当电子在不同轨道上运动时，原子处于不同状态,具,3,、跃迁假设：,当电子从能量较高的定态轨道（设能量为,E,m,）,跃迁,到能量较低的定态轨道（设能量为,E,n,，,mn,）时，它辐射出一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即,一、玻尔原子理论的基本假设,反之，当电子吸收光子时会从较低的能量态跃迁到较高的能量态，吸收的光子的能量同样由两种定态的能量差决定。,(,频率条件或辐射条件,),6,3、跃迁假设：当电子从能量较高的定态轨道（设能量为Em）跃迁,氢原子的轨道及对应的能级,n,：电子脱离核束缚,1,2,3,4,5,n,量子数,-13.6,-3.4,-1.51,-0.85,-0.54,0,E /eV,氢原子能级图,7,氢原子的轨道及对应的能级n：电子脱离核束缚12345n,轨道半径：,能 量：,（,n,=1,2,3),式中,r,1,=0.5310,-10,m,、,E,1,=-13.6ev,二、玻尔理论对氢光谱的解释,氢原子中电子的可能轨道半径和相应的能量,频率条件,8,轨道半径：能 量： （n=1,2,3)式中r1 =0,玻尔的原子模型,4 3 2 1,E4,E3,E2,E1,定态假设,跃迁假设,4 3 2 1,E4,E3,E2,E1,轨道假设,4 3 2 1,9,玻尔的原子模型 4 3 2 1,n=6,n=5,n=4,n=1,n=3,n=2,根据：,E=hv,，,=,c/v,又,E,=1.89eV= 3.03 10,-19,J,所以，,=hc/ E,= 6.6310,-34,3.0 10,-8,/,3.03 10,-19,J,= 6.57 10,-7,(m),（巴尔末系）,H,H,H,H,10,n=6n=5n=4n=1n=3n=2根据：E=hv，=c/,H,H,H,H,n=4,n=6,n=5,n=1,n=3,n=2,巴尔末系氢吸收光谱,11,HHHHn=4n=6n=5n=1n=3n=2巴尔末系,-,13.6,-3.4,-1.51,-0.85,-0.54,0 eV,n,E/,eV,基态,激发态,赖曼系,巴耳末系,帕邢系,布喇开系,普丰德系,氢原子的能级图,12,-13.6-3.,大量氢原子处于,n=4,激发态,1,、会辐射出几种频率的光？,2,、其中波长最短的是在哪两个能级之间跃迁时发出的？,1,2,3,4,5,n,量子数,-13.6,-3.4,-1.51,-0.85,-0.54,0,E /eV,光子的能量必须,等于,能级差,6,种,波长最短，频率最大，故在,41,之间跃迁时发出的,13,大量氢原子处于n=4激发态1、会辐射出几种频率的光？2、其中,电离：（完全脱离原子核束缚）,电离后电子剩余动能为：,注意：,E,n,为负值,思考,:,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？,使原子电离,1,2,3,4,5,n,量子数,-13.6,-3.4,-1.51,-0.85,-0.54,0,E /eV,2eV,跃迁，,10eV,电离,14,电离：（完全脱离原子核束缚）电离后电子剩余动能为：注意：En,实物粒子使原子跃迁,实物粒子和原子碰撞的情况，由于实物粒子的动能可,全部或部分地,为原子吸收，所以只要入射粒子的动能大于或等于原子某两定态能量之差，也可使原子受激发而向较高能级跃迁。,知识拓展：,15,实物粒子使原子跃迁实物粒子和原子碰撞的情况，由于实物粒子的动,玻尔理论解决了原子的稳定性和辐射的频率条件问题,，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、玻尔模型的局限性,氦原子光谱,波尔理论还没有完全解释微观粒子运动的规律。,16,玻尔理论解决了原子的稳定性和辐射的频率条件问题，但是也有它的,电子是一种微观粒子，在原子如此小的空间（直径约,10m,）内作高速（接近光速,310ms,）运动，核外电子的运动与宏观物体运动不同，没有确定的方向和轨迹，只能用,电子云描述它在原子核外空间某处出现机会（几率）的大小。,电子云是近代对电子用统计的方法，在核外空间分布方式的形象描绘，它的区别在于行星轨道式模型。,17,电子是一种微观粒子，在原子如此小的空间（直径约10,达标练习：,1,、玻尔在他提出的原子模型中所做的假设有（ ）,A,原子处在具有一定能量的定态中，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形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,C,电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，辐射（或吸收）一定频率的光子,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,ABC,18,达标练习：1、玻尔在他提出的原子模型中所做的假设有（,2,、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,D,19,2、根据玻尔的原子理论，原子中电子绕核运动的半径（,3,、按照玻尔理论，一个氢原子中的电子从一半径为,r,a,的圆轨道自发地直接跃迁到一半径为,r,b,的圆轨道上，已知,r,a,r,b,，,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,20,3、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,4,、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,ACD,21,4、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,5,、如图所示是某原子的能级图,a,、,b,、,c,为原子跃迁所发出的三种波长的光,.,在下列该原子光谱的各选项中,谱线从左向右的波长依次增大,则正确的是,_.,C,三种光的频率，波长满足什么关系？,22,5、如图所示是某原子的能级图,a、b、c为原子跃迁所发出的,一、玻尔原子理论的基本假设,1,、轨道假设：,2,、能级假设：,3,、跃迁假设：,二、玻尔理论对氢光谱的解释,三、玻尔模型的局限性,小结,23,一、玻尔原子理论的基本假设1、轨道假设：2、能级假设：3、跃,