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玻尔的原子模型,汤姆孙发现电子,1、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（电子的轨道是量子化的），不产生电磁辐射。,2、原子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态波尔指出，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,1913年玻尔提出了自己的原子结构假说,玻尔,轨道量子化假说,能量量子化假说,针对原子的核式结构模型,针对原子的稳定性,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,001,注：原子的能量指电子绕核动能和电子-原子核系统的势能之和,1关于玻尔的原子模型理论，下面说法正确的是( ) A原子可以处于连续的能量状态中 B原子的能量状态是不连续的 C原子中的核外电子绕核做加速运动一定向外辐射能量 D原子中的电子绕核运转的轨道半径是连续的,B,2根据玻尔理论，氢原子中量子数n越大( ) A电子的轨道半径越大 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,解析：(1)n越大，电子距核越远，轨道半径越大。A对 (2)库仑力提供向心力。Ke2/r2=mv2/r.则mv2=Ke2/r。r越大，v越小。或电子远离核时，库仑力做负功，动能减小，势能增大。 (3)n越大，所处能级能量越大。,ACD,3、当电子从能量较高的定态轨道（其能量记为m）跃迁到能量较低的定态轨道（能量记为n，mn）时，会放出能量为h的光子（h是普朗克常量），这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即hm-n 称为频率条件，又称辐射条件 注：当电子吸收光子时会从较低能量态跃迁到较高的能量态，吸收的光子同样由频率条件决定。（吸收光谱）,1913年玻尔提出了自己的原子结构假说,玻尔,针对原子光谱是线状谱提出,跃迁假说,-跃字包含“不连续”的意思,玻尔理论对氢光谱的解释,n：电子脱离核束缚,氢原子能级图,1、向低轨道跃迁,处于激发态的原子是不稳定的可自发地经过一次或几次跃迁达基态,跃迁时发射光子的能量：,发射光子,光子的能量必须等于能级差,玻尔理论对氢光谱的解释,说明：由于能级是分立的，所以放出的光子的能量也是分立的，因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线。,2、向高轨道跃迁,吸收光子,吸收光子的能量必须等于能级差 因此吸收光谱也是一些分立的暗线,使原子电离，破坏了原子结构，不再符合频率条件 电子吸收能量克服核的引力，脱离原子，变成自由电子的现象-电离,跃迁条件：,电离条件：,玻尔理论对氢光谱的解释,跃迁时吸收光子的能量：,跃迁时电子动能、原子势能、原子能量的变化,1.当n减小即轨道半径减小时。库伦力做正功，电子动能增加、原子势能减小、向外辐射能量，原子能量减小。 2.当n增大即轨道半径增大时。库伦力做负功，电子动能减小、原子势能增大、从外界吸收能量，原子能量增大。,气体导电时发光的机理,通常情况下，原子处于基态，是稳定的。气体放电管中的原子受到高速运动的电子的撞击，有可能向上跃迁到激发态。处于激发态的原子是不稳定的，会自发地向能量较低的能级跃迁，放出光子，最终回到基态。 电子撞击时不遵循频率条件能量 发光频率种类N？,2 分别能量为11eV、15eV的光子照射处于基态的氢原子，结果如何？,1 要使处于基态的氢原子从基态跃迁到n=4激发态，则照射光光的频率必须为多少？跃迁后能发出几种频率不同的光？,思考与讨论：,解析：E1=-13.6eV，E4=-0.85eV 由基态跃迁到激发态需吸收能量 可用一定频率的光照射。 则：吸收光子的能量hv=E4-E1。 V=(-0.85+13.6)x1.6x10-19/6.63x10-34 =3.08x1015Hz 6种,2氢原子的核外电子由一个轨道跃迁到另一个轨道时，可能发生的情况是( ) A放出光子，电子动能减小，原子势能增大 B放出光子，电子动能增大，原子势能减小 C吸收光子，电子动能减小，原子势能增大 D吸收光子，电子动能增大，原子势能减小,分析：(1)由高轨道跃迁到低轨道时。库伦力做正功，动能增加、势能减小。向外辐射光子、能量减小。 (2) 由低轨道跃迁到高轨道时。库伦力做负功，动能减小、势能增大。从外界吸收辐射光子、能量增大。,BC,放出光子则电子向较低定态跃迁，r减小、库伦力做正功、动能增大、势能减小。 吸收光子则电子向较高定态跃迁，r增大、库伦力做负功、动能减小、势能增大。,3。如图所示，大量氢原子处于能级n4的激发态，当它们向各较低能级跃迁时，对于多种可能的跃迁，下面说法中正确的是( ) A最多只能放出4种不同频率的光子 B从n4能级跃迁到n1能级放出的光子波长最长 C从n4能级跃迁到n1能级放出的光子频率最高 D从n4能级跃迁到n3能级放出的光子波长等于从n2能级跃迁到n1能级放出的光子波长,C,分析(1)对于大量氢原子： 辐射光谱条数（对于频率） N=n(n-1)/2=6 (2)由E=hv=hc/=E4-E1解题 (3)由hv1=E3-E2,hv2=E2-E1可知 频率不同，波长不同。,结论：在不同轨道间跃迁，辐 射的光子频率不同， 波长不同。,巴耳末系,赖曼系,帕邢系,思考:在具有下列能量的光子中,能被基态氢离子吸收而发生跃迁的是( ) A.13.6eV B.12.75eV C.10ev D.1.9eV,玻尔理论成功解释了氢光谱的规律,甚至预言了氢原子的其他谱线系,分析：E=hv=En-E1。 En=E+E1=hv+E1,跃迁条件的考察,例1试计算处于基态的氢原子吸收波长为多少的光子时，电子可以跃迁到n2的轨道上已知氢原子能级公式En 13.6/n2eV(n1,2,3),分析：1.从基态跃迁到n=2的激发态，需吸收能量。 2.利用E=hv=hc/=E2-E1.计算吸收光的频率和波长,解析： 基态的能量E1=-13.6ev 在n=2轨道上的能量E2=-13.6/22=-3.4ev 则E=hv=hc/=E2-E1。 =1.22x10-7m,题后思：吸收光子的频率、波长决定于吸收的光子能量、吸收光子的能量决定于两定态的能级差。,小结：,提出假说：玻尔的原子结构假说： 1）轨道量子化假说 rn=n2r1. 2）能量量子化假说 En=E1/n2. 3）跃迁假说：,提出问题：原子的稳定性、原子光谱是线状谱,验证：氢原子光谱 弗兰克赫兹实验,1、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,课堂练习,C,可能吸收一定频率的光子,符合能量量子化的原理,符合能量量子化的原理,符合轨道量子化的原理,2、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,分析：1.由高轨道激发态跃迁到低轨道激发态，辐射光子。 2.轨道量子化、能量量子化、对应光子频率是特定的,3、如果大量氢原子处在n=4的能级,会辐射出几种频率的光?其中波长最短的光是在哪量两个能级之间跃迁时发出的?,一个原子和一群原子处于量子数n的激发态时，可能辐射的光谱条数一个原子时可能条数：N=n-1 一群原子可能条数N=n(n-1)/2=C2n。,解析：可能辐射N=4(4-1)/2=6种频率的光。 由E=hv=Em-En得：辐射能量越多辐射频率越高，而辐射光的波长越短。 所以应在能级4和1之间跃迁。,电子在某处单位体积内出现的概率电子云,玻尔理论只能解释氢原子光谱，而对外层电子较多的原子，理论与实际相差很多，玻尔理论不再成立。取而代之的是量子力学。量子力学是一种彻底的量子理论。它不但成功地解释了玻尔理论所能解释的现象，而且能够解释大量玻尔理论所不能解释的现象。玻尔理论中的三点假设，在量子力学中也变成理论上推导出来的直接结果。建立在量子力学基础上的原子理论认为，核外电子的运动服从统计规律，而没有固定的轨道，我们只能知道他们在核外某处出现的概率大小。结果发现电子在某些地方出现的率概较大，在另一些地方出现的概率较小，电子频繁地出现在这些率大的地方，我们可以想像在那里有一团“电子云”包围着原子核，这些电子云形成许多层，在不同层中运动的电子具有不同的能量，因而形成了原子的定态和能级。这样量子力学就根本抛弃了从经典物理引用来的电子运动轨道的概念，所谓玻尔理论中的电子轨道，只不过是电子云中电子出现概率最大的地方。,波尔模型的局限性,
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