粤教版高中物理选修(3-5)3.4《原子的能级结构》ppt课件

三、氢原子的能级图和氢光谱线系的形成
1．氢原子能级图
如图3－4－1所示
图3－4－1
2．氢光谱线系的形成
能级间的跃迁产生不连续的____ 谱线，从不同能级跃迁到某一
线系 ，如巴耳末线系是氢原子从n＝ 特定能级就形成一个____ 3、4、5……等能级跃迁到n＝2的能级时辐射出的光谱.
一、对能级结构的理解 1．轨道量子化
1 氢原子各能级的关系为：En＝ 2E1(E1＝－13.6 eV，n＝1， n 2，3，…)
3．ห้องสมุดไป่ตู้迁
原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定 频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即 发射光子hν＝Em－En 高能级 Em 低能级 En 吸收光子hν＝Em－En
【例1】
(双选)(2014· 广州高二检测)按照玻尔原子理论，下
( )
列表述正确的是 A．核外电子运动轨道半径可取任意值
B．氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量越大 C．电子跃迁时，辐射或吸收光子的能量由能级的能量差 决定，即hν＝|Em－En| D．氢原子从激发态向基态跃迁的过程，可能辐射能量， 也可能吸收能量
答案
BC
解析
根据玻尔理论，核外电子运动的轨道半径是确定的
答案
CD
解析 由氢原子能级图可知氢原子从 n＝2 跃迁到 n＝1 的 能级的能级差大于从 n＝3 跃迁到 n＝2 的能级的能级差， c c 根据|En－Em|＝hν 和 ν＝ 可知，|En－Em|＝h ，选项 A
λ
λ
错误；同理从 n＝1 跃迁到 n＝2 的能级需要的光子能量大 约为从 n＝3 跃迁到 n＝2 的能级差的五倍左右，对应光子 波长应为从 n＝3 跃迁到 n＝2 的能级辐射光波长的五分之 一左右，选项 B 错误；氢原子从 n＝3 跃迁到 n＝1 的能级 的能级差最多有三种情况，即对应最多有三种频率的光谱 线，选项 C 正确；氢原子在不同能级间跃迁必须满足|En－ c Em|＝h ，选项 D 正确．
最低的能级E1(n＝1)， (1)基态：在正常状态下氢原子处于____ 这个最低能级对应的状态称为基态，氢原子在基态的能量 为________ ． －13.6 eV 较高 (2)激发态：当电子受到外界激发时，可从基态跃迁到____ 的能级E2、E3……上，这些能级对应的状态称为激发态．
(3)跃迁：处于激发态的氢原子是不稳定的，它会向较低的 能级跃迁，跃迁时释放出来的能量以光子形式向外辐射， 能量差，即hν＝ 原子辐射出的光子的能量等于两能级间的______ Em－En(m>2)．
(1)轨道半径只能够是一些不连续的、某些分立的数值．
(2)氢原子的电子最小轨道半径为r1＝0.053 nm，其余轨道 半径满足rn＝n2r1，式中n称为量子数，对应不同的轨道， 只能取正整数．
2．能量量子化
(1)不同轨道对应不同的状态，在这些状态中，尽管电子做
变速运动，却不辐射能量，因此这些状态是稳定的，原子 在不同状态有不同的能量，所以原子的能量也是量子化 的． (2)基态：原子最低的能量状态称为基态，对应的电子在离 核最近的轨道上运动，氢原子基态能量E1＝－13.6 eV. (3)激发态：较高的能量状态称为激发态，对应的电子在离 核较远的轨道上运动．
高中物理· 选修3-5· 粤教版
第四节
原子的能级结构
[目标定位]
1.了解能级、跃迁、能量量子化以及基态、激发
态等概念.2.了解能级跃迁伴随着能量变化，知道能级跃迁过 程中吸收或放出光子.3.能通过能级跃迁解释巴耳末系．
一、能级结构猜想 1．由氢原子光谱是分立的，我们猜想原子内部的能量也是 ______的． 不连续 2．原子内部不连续的能量称为原子的____ 能级，原子从一个能级 变化到另一个能级的过程叫做_____ 跃迁 ． hν＝Em－En ．由此可知原子在 3．能级跃迁中的能量关系：___________ 跃迁前、后的能级分别为Em和En，若原子由高能级向低能 辐射 光子，若原子由低能级向高能 级跃迁，这个过程中_____ 级跃迁，这个过程需吸收特定频率的_____ 光子 或通过其他途 能量 ． 径获得_____
二、氢原子的能级
－Rhc 1．氢原子能级表达式：En＝________ ，n＝1，2，3……式中 n2 R 为里德伯常量， h 为普朗克常量， c 为光速， n 是正整数． 这 个式子表明氢原子的能量是不连续的，只能取一些定值， 即 氢 原 子 的 能 量 是 量子化的 ________ ， 因 此 n 也 被 称 为 能 量 量子数 ． ________ 2．能级状态
C．原子从一个能量状态跃迁到另一个能量状态时，一定
要吸收或放出某一频率的光子
D．氢原子由带正电的原子核和带负电的电子组成，电子 绕原子核旋转
答案
D
二、原子能级和能级跃迁的理解
1．原子从一种能量态跃迁到另一种能量态时，吸收(或放出) 能量为hν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hν＝Em－En(m>n)．若 m→n，则辐射光子，若n→m，则吸收光子．
值，而不是任意值，A错误；氢原子中的电子离原子核越 远，能级越高，能量越大，B正确；由跃迁规律可知C正 确；氢原子从激发态向基态跃迁的过程中，应辐射能量， D错误．
针对训练1
(单选)下列与玻尔理论有直接关系的叙述中，错
误的是
时原子的状态是稳定的 B．原子的一系列能量状态是不连续的
(
)
A．电子绕原子核做加速运动，但并不向外辐射能量，这
2．根据氢原子的能级图可以推知，一群量子数为 n 的氢原 子向低能级跃迁时，可能发出的不同频率的光子数可用 N n（n－1） 2 ＝Cn＝ 计算． 2
【例2】 (双选)(2014· 山东卷)氢原子能级如 图3－4－2所示，当氢原子从n＝3跃迁到 n＝2的能级时，辐射光的波长为656 nm.以 下判断正确的是 ( ) A．氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时， 辐射光的波长大于656 nm B．用波长为325 nm的光照射，可使氢原子 图3－4－2 从n＝1跃迁到n＝2的能级 C．一群处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产 生3种谱线 D．用波长为633 nm的光照射，不能使氢原子从n＝2跃迁 到n＝3的能级