原子结构【公开课教学PPT课件】高中物理
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第十二单元 近代物理初步
12.2 原子结构
一.回顾科学家对原子结构的认识史
汤姆孙发现电子
否定
原子不可分割
建立
汤姆孙的西 瓜模型
出现矛盾
α 粒子散射实验 否定
原子稳定性事实 氢光谱实验
建立
汤姆孙的西 瓜模型
建立
卢瑟福的核 式结构模型
出现矛盾
玻尔的原子模型
原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分 布在整个球体内，电子镶嵌其中。有人形象地把 汤姆孙模型称为“西瓜模型”或“枣糕模型”。
e
e +
经 由于电子轨道的变 典 化是连续的，辐射 理 电磁波的频率等于 论 绕核运动的频率, 认 连续变化,原子光 为 谱应该是连续光谱
事 原子光谱是不 实 连续的线状谱
二.玻尔的原子模型
•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 绕核的运动是稳定的， 不产生电磁辐射
A．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大， 原子的能量增大
B．原子要放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小， 原子的能量也减小
C．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小， 原子的能量增大
D．原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大， 原子的能量增大
ＥＥＥ３４５
激发态
2v
3
1
m
r
量２
Ｅ２
子
数
１
Ｅ１——基态
能级图
轨道图
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．
rn n 2 r1
氢 原
En
1 n2
E1
子
(E1 13.6eV )
能
级
(n＝1，2，3，…)
图
针对原子光谱是线状谱提出
当电子从能量较高的定态轨道 （其能量记为Ｅm）跃迁到能量 较低的定态轨道（能量记为Ｅn， m>n）时，会放出能量为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，
C 使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为( )
A．－43Ehc1
B．－2Eh1c
C．－4Eh1c
D．－9Eh1c
2 .能级图与能级跃迁 1．氢原子能级图的特点 量子数 n 越大，能量越大，相邻的能级差越小．
3.原子能级跃迁中的能量变化
氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远
的轨道过程中( D )
巴耳末公式 R=1.10107m1 里德伯常量
基态
１
莱曼系
-13.6
三.对玻尔原子模型的理解和应用
(2017·河 北 一 模 )以下说法中，不符合玻尔原子模型理论的是
(D)
A．原子处在具有一定能量的定态中，虽然电子做圆周运动，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轨道绕核运动相对应， 而电子的可能轨道分布是不连续的 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
针对原子的稳定性提出
针对原子光谱是线状谱提出
电子在不同的轨道上 运动时，原子处于不同 的状态．玻尔指出，原 子的不同的状态中具有 不同的能量，所以原子 的能量也是量子化的。
v
m
r
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
基态：能量最低的状态（离核最近）
激发态：其他的状态
５ ４
３
西瓜籽是电子，而西瓜囊是正电部分。
正电荷
电子
α 粒子散射实验： 1.实验装置：
2．实验现象 (1)绝大多数α 粒子穿过金箔后，仍按原来的方向前进． (2)少数α 粒子发生了较大的偏转 (3)极少数的α 粒子偏转超过90°，有的甚至被弹回． 3．实验分析 第(1)条说明原子内部是“空”的；第(2)、(3)两条说明原子的 正电荷以及绝大部分质量都集中在一个很小的核上．
1.氢原子能级公式的应用
氢原子从 n＝3 的能级跃迁到 n＝2 的能级放出光子的
频率为 ν，则它从基态跃迁到 n＝4 的能级吸收的光子频率为
(D)
A.49ν
B.34ν
C.2156ν
D.247ν
已知氢原子的基态能量为 E1，激发态能量 En＝E1/n2， 其中 n＝2，3，….用 h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速．能
即hν＝Ｅm-Ｅn
称为频率条件，又称辐射条件
Em
n
氢 原 子 的 能激 级发 图态
n
E/eV
∞－－－－－－－－－－－－－－－－－ 0 eV
５
-0.54
４ ３
２Leabharlann 巴帕 邢 系布 喇 开 系
普 丰 德 系
-0.85 -1.51
-3.4
耳
末 系
1
1 R( 22
1 n2
) n
3,
4, 5, ...
核式结构模型：
在原子的中心有一个很小的核，叫原子核， 原子的所有正电荷和几乎所有质量都集中在原 子核里，带负电的电子在核外绕核旋转．
经 电子绕核运动将不断 典 向外辐射电磁波，电 理 子损失了能量，其轨 论 道半径不断缩小，最 认 终落在原子核上,而使 为 原子变得不稳定．
事 实
e
v
F
r + e
12.2 原子结构
一.回顾科学家对原子结构的认识史
汤姆孙发现电子
否定
原子不可分割
建立
汤姆孙的西 瓜模型
出现矛盾
α 粒子散射实验 否定
原子稳定性事实 氢光谱实验
建立
汤姆孙的西 瓜模型
建立
卢瑟福的核 式结构模型
出现矛盾
玻尔的原子模型
原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分 布在整个球体内，电子镶嵌其中。有人形象地把 汤姆孙模型称为“西瓜模型”或“枣糕模型”。
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e +
经 由于电子轨道的变 典 化是连续的，辐射 理 电磁波的频率等于 论 绕核运动的频率, 认 连续变化,原子光 为 谱应该是连续光谱
事 原子光谱是不 实 连续的线状谱
二.玻尔的原子模型
•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 绕核的运动是稳定的， 不产生电磁辐射
A．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大， 原子的能量增大
B．原子要放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小， 原子的能量也减小
C．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小， 原子的能量增大
D．原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大， 原子的能量增大
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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．
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氢 原
En
1 n2
E1
子
(E1 13.6eV )
能
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(n＝1，2，3，…)
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针对原子光谱是线状谱提出
当电子从能量较高的定态轨道 （其能量记为Ｅm）跃迁到能量 较低的定态轨道（能量记为Ｅn， m>n）时，会放出能量为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，
C 使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为( )
A．－43Ehc1
B．－2Eh1c
C．－4Eh1c
D．－9Eh1c
2 .能级图与能级跃迁 1．氢原子能级图的特点 量子数 n 越大，能量越大，相邻的能级差越小．
3.原子能级跃迁中的能量变化
氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远
的轨道过程中( D )
巴耳末公式 R=1.10107m1 里德伯常量
基态
１
莱曼系
-13.6
三.对玻尔原子模型的理解和应用
(2017·河 北 一 模 )以下说法中，不符合玻尔原子模型理论的是
(D)
A．原子处在具有一定能量的定态中，虽然电子做圆周运动，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轨道绕核运动相对应， 而电子的可能轨道分布是不连续的 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
针对原子的稳定性提出
针对原子光谱是线状谱提出
电子在不同的轨道上 运动时，原子处于不同 的状态．玻尔指出，原 子的不同的状态中具有 不同的能量，所以原子 的能量也是量子化的。
v
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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
基态：能量最低的状态（离核最近）
激发态：其他的状态
５ ４
３
西瓜籽是电子，而西瓜囊是正电部分。
正电荷
电子
α 粒子散射实验： 1.实验装置：
2．实验现象 (1)绝大多数α 粒子穿过金箔后，仍按原来的方向前进． (2)少数α 粒子发生了较大的偏转 (3)极少数的α 粒子偏转超过90°，有的甚至被弹回． 3．实验分析 第(1)条说明原子内部是“空”的；第(2)、(3)两条说明原子的 正电荷以及绝大部分质量都集中在一个很小的核上．
1.氢原子能级公式的应用
氢原子从 n＝3 的能级跃迁到 n＝2 的能级放出光子的
频率为 ν，则它从基态跃迁到 n＝4 的能级吸收的光子频率为
(D)
A.49ν
B.34ν
C.2156ν
D.247ν
已知氢原子的基态能量为 E1，激发态能量 En＝E1/n2， 其中 n＝2，3，….用 h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速．能
即hν＝Ｅm-Ｅn
称为频率条件，又称辐射条件
Em
n
氢 原 子 的 能激 级发 图态
n
E/eV
∞－－－－－－－－－－－－－－－－－ 0 eV
５
-0.54
４ ３
２Leabharlann 巴帕 邢 系布 喇 开 系
普 丰 德 系
-0.85 -1.51
-3.4
耳
末 系
1
1 R( 22
1 n2
) n
3,
4, 5, ...
核式结构模型：
在原子的中心有一个很小的核，叫原子核， 原子的所有正电荷和几乎所有质量都集中在原 子核里，带负电的电子在核外绕核旋转．
经 电子绕核运动将不断 典 向外辐射电磁波，电 理 子损失了能量，其轨 论 道半径不断缩小，最 认 终落在原子核上,而使 为 原子变得不稳定．
事 实
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