2017_2018学年高中物理第十八章原子结构第4节玻尔的原子模型课件新人教版选修3_5

模型中电子怎样跃迁发出的？
提示：巴耳末公式代表的是电子从量子数 n＝3,4,5，„的能 级向量子数为 2 的能级跃迁时发出的光谱线。
(3) 电子在核外的运动真的有固定轨道吗？玻尔理论中的轨道量 子化又如何解释？
提示：在原子内部，电子绕核运动并没有固定的轨道，只不过 当原子处于不同的定态时，电子出现在 rn＝n2r1 处的概率大。
2．合作探究——议一议 (1)电子由高能量状态跃迁到低能量状态时，释放出的光子的频率 可以是任意值吗？
提示：不可以。因各定态轨道的能量是固定的，由 hv＝Em－ En 可知，跃迁时释放出的光子的频率也是一系列固定值。
1 1 1 (2)根据巴耳末公式 λ ＝R22－n2计算出的氢原子光谱线是玻尔
(2)电子吸收某种频率条件的光子时会从较低的能量态跃迁到较高的 能量态。 (3)电子能吸收任意频率的光子发生跃迁。 (4)玻尔理论能很好地解释氢光谱为什么是一些分立的亮线。 (5)巴耳末公式是玻尔理论的一种特殊情况。 (6)玻尔理论能成功地解释氢光谱。 (7)电子云就是原子核外电子的分布图。 (√) (×) (√ ) (√ ) ( √) (×)
[典例]
氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较 ( )
远的轨道的过程中
A．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大 B．原子要放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小 C．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小 D．原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大 [思路点拨]
一、玻尔原子理论的基本假设 1．玻尔原子模型 (1)原子中的电子在 库仑力的作用下，绕 原子核 做圆 周运动。 (2)电子绕核运动的轨道是 量子化 的。 (3)电子在这些轨道上绕核的转动是 稳定 的，且不产 生 电磁辐射 。
2．定态 当电子在不同轨道上运动时，原子处于不同的状态，原 子在不同的状态中具有不同的能量，即原子的能量是 量子化 的，这些量子化的能量值叫做能级 ，原子具有确定能量的稳 定状态，称为 定态 。能量最低的状态叫做基态 ，其他的能量 状态叫做 激发态。 3．跃迁述下的 轨道 运动。
3．电子云 原子中的电子没有确定的坐标值，我们只能描述电子在某个 位置出现 概率 的多少，把电子这种概率分布用疏密不同的点表示 时，这种图像就像云雾 一样分布在原子核周围，故称电子云。
1．自主思考——判一判 (1)玻尔的原子结构假说认为电子的轨道是量子化的。 ( √)
对玻尔原子模型的理解
1．轨道量子化 轨道半径只能够是一些不连续的、某些分立的数值。 氢原子各条可能轨道上的半径 rn＝n2r1(n＝1,2,3，„) 其中 n 是正整数， r1 是离核最近的可能轨道的半径， r1＝ 0.53×10－10 m。其余可能的轨道半径还有 0.212 nm、0.477 nm„ 不可能出现介于这些轨道半径之间的其他值。 这样的轨道形式称 为轨道量子化。
2．能量量子化 (1)电子在可能轨道上运动时，尽管是变速运动，但它并不释 放能量，原子是稳定的，这样的状态称之为定态。 (2)由于原子的可能状态(定态)是不连续的，具有的能量也是 不连续的。这样的能量值，称为能级，能量最低的状态称为基态， 其他的状态叫做激发态，对氢原子，以无穷远处为势能零点时， 1 其能级公式 En＝ 2E1(n＝1,2,3，„) n 其中 E1 代表氢原子的基态的能级， 即电子在离核最近的可能 轨道上运动时原子的能量值，E1＝－13.6 eV。n 是正整数，称为 量子数。量子数 n 越大，表示能级越高。 (3)原子的能量包括： 原子的原子核与电子所具有的电势能和 电子运动的动能。
(1)电子向高能级跃迁时，需要吸收光子；向低能级跃迁时， 放出光子。 (2)电子绕核运动是匀速圆周运动，库仑力提供向心力。 (3)电子跃迁时，库仑力做正功，电势能减小，库仑力做负 功，电势能增大。
2．解释氢原子光谱的不连续性 原子从较高能级向低能级跃迁时放出光子的能量等于 前后 两个能级差 ，由于原子的能级是分立 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。
三、玻尔理论的局限性 1．成功之处 玻尔理论第一次将 量子观念 引入原子领域，提出了定态和
跃迁 的概念，成功解释了 氢原子 光谱的实验规律。 _____
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(其能量记为 En，m>n)时，会放出能量为 hν 的光子， 该光子的能量 hv＝ Em－En ， 这个式子被称为 频率 条 件，又称 辐射 条件。
二、玻尔理论对氢光谱的解释 1．解释巴耳末公式 (1)按照玻尔理论，从高能级跃迁到低能级时辐射的光子的 能量为 hv＝ Em－En 。 (2)巴耳末公式中的正整数 n 和 2 正好代表能级跃迁之前和 之后所处的 定态轨道 的量子数 n 和 2。并且理论上的计算和 实验测量的 里德伯常量 符合得很好。
第4节
玻尔的原子模型
1． 丹麦物理学家玻尔提出玻尔理论的基本假设 (1)定态假设：原子只能处于一系列不连续的能 量状态之中，这些状态中能量是稳定的。 (2)跃迁假设：原子从一个定态跃迁到另一个定 态，辐射或吸收一定频率的光子。 hv ＝ Em －En。 (3)轨道假设：原子的不同能量状态跟电子沿不 同的圆形轨道绕核运动相对应。 2．氢原子的轨道半径 rn＝n2r1，n＝1,2,3，„ 1 氢原子的能量：En＝ 2E1，n＝1,2,3，„ n
3．跃迁 原子从一种定态(设能量为 E2)跃迁到另一种定态(设能量 为 E1)时，它辐射(或吸收)一定频率的光子，光子的能量由这 发射光子hv＝Em－En 两种定态的能量差决定， 高能级 Em 低 吸收光子hv＝Em－En 能级 En。 可见，电子如果从一个轨道到另一个轨道，不是以螺旋 线的形式改变半径大小的，而是从一个轨道上“跳跃”到另 一个轨道上。玻尔将这种现象叫做电子的跃迁。