《原子的能级结构》课件2

2．原子发光：所发射光的频率遵循经典电磁理论，电子绕 核运动时辐射的电磁波的频率等于电子绕核运动的频率，当电 子运动的轨道半径逐渐减小时，辐射的电磁波频率将不断增大， 这样大量原子发光时所发射的光应包含各种频率的光，而实际 上原子所发出的光的频率是不连续的．
二、玻尔理论的三个要点
1．能级(定态)假设：原子只能处于一系列不连续的能量状 态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并 不向外频率的光子，光子的能量由这 两种定态的能量差决定，即 __h_ν_＝__E_m_－__E_n___(h为普朗克常量)．
二、氢原子的能级 1．氢原子的能级：_E__n＝__－__Rn_h2_c_，_n_＝__1_,_2_,3_…__或 _____E_n_＝_En_21_，_E_1_＝_－__1_3_.6_e_V____．
解析：电子离原子核越远电势能越大，原子能量也就越大；
根据动能定理有，hν＋E1＝ 为 2hν＋E1 .
mv2，12 所以电离后电子速度
m
答案：越大
2hν＋E1 m
氢原子的能级跃迁理解
一、能级及可能轨道半径
原子内部不连续的能量称为原子的能级．能量的最低状态
叫基态，氢原子的基态能量：E1＝ －13.6 eV, E1代表电子在第一 条可能轨道上运动时的能量．其它能级状态叫激发态．
二、氢原子能级跃迁的可能 氢原子核外电子从高能级向低能级跃迁时可能直接跃迁到 基态，也可能先跃迁到其他低能级的激发态，然后再到基态.因 此处于n能级的电子向低能级跃迁时就有很多可能性，则它有 可能向量子数为1、2、3、…(<n)的各个低能级跃迁，可形成的
N=（n-1）+（n-2）+（n-3）+…+1= n ( n 1 ) . 2
三、光子和实物粒子都可能使能级跃迁 1．原子若是吸收光子的能量而被激发，其光子的能量必 须等于两能级的能量差，即hν＝Em－En，否则不被吸收，不存 在激发到n能级时能量有余，而激发到n＋1时能量不足的问 题． 2．原子还可吸收外来实物粒子(如电子)的能量而被激发， 实物粒子与原子核作用时，一般通过碰撞将能量转给原子，要 使原子跃迁，电子的能量必大于或等于两定态的能级，即 E≥Em－En；原子从一种定态(设能量为En)跃迁到无穷远处的现 象叫电离，发生电离时，原子获得的能量必E≥－En.
其它各能级的关系为：En＝
1 n2
E1
(n＝1,2,3…n是正整数，
叫量子数)，它对应电子在各条可能轨道上运动时的能量(包括动
能和势能)．
E2＝ －3.4 eV E3＝ －1.51 eV E4＝ －0.85 eV …
氢原子的能级图如上面图所示．
电子离核最近的一条可能轨道的半径r1＝0.53×10－10 m； 其它各条可能轨道的半径rn＝n2r1( n＝1,2，3…n是正整数，叫 量子数)．
()
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
四、原子跃迁时需注意的问题
1．注意一群原子和一个原子．氢原子核外只有一个电子， 这个电子在某个时刻只能处在某一个可能的轨道上，在某段时 间内，由某一轨道跃迁到另一个轨道时，可能的情况只有一种， 如果是一群原子，这些原子核外电子跃迁时就会有各种情况出 现．
2．注意直接跃迁和间接跃迁．原子从一种能量状态跃迁到 另一种能量状态时，有时可能是直接跃迁，有时可能是间接跃 迁，两种情况辐射(或吸收)光子的频率不同．
解析：由玻尔理论的三个要点可知，选项A、B、D说法是 正确的；原子从一种定态跃迁到另一种定态时，可能辐射，也 可能吸收一定频率的光子．
答案：C
课堂训练
1．按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远， 氢原子的能量________(选填“越大”或“越小”)．已知氢原 子的基态能量为E1(E1<0)，电子质量为m，基态氢原子中的电子 吸收一频率为ν的光子被电离后，电子速度大小为________(普 朗克常量为h)．
2．跃迁假设：原子从一种定态(设能量为En)跃迁到另一种 定态(设能量为Em)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 hν＝Em－En.
3．轨道量子化假设：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．原子的定态是不连续的，因此电子 的可能轨道的分布也是分立的．
2．在正常状态下，氢原子处于__最__低__的__能__级__E_1_(n_＝__1_)__，这 个___最__低__能__级___对应的状态称为基态．
3．较__高__能__级__对应的状态称为激发态．
4．氢原子的能级图如图所示：
玻尔理论的理解
一、经典电磁理论的困惑
1．原子是否稳定：电子绕核旋转，做的是一种变加速运动， 因而就要向外辐射电磁波，由于能量不断的向外辐射，使得电 子绕核运动的轨道半径也要减小，这样电子会沿着螺旋线落在 原子核上，因而原子是不稳定的，但事实上原子通常是稳定 的．
轨道及转动频率不断变化，辐射电磁波频率也是连续的， 原子光谱应是连续的光谱．实验表明原子相当稳定，这一结论 与实验不符．实验测得原子光谱是不连续的谱线．氢原子的发 光原理是什么，用什么理论来解释氢原子的发光现象？
一、能级结构猜想
1．原子内部_不__连__续__的_能量称为原子的能级；原子从一个能 级变化到另一能级的过程叫做___跃__迁___．
第四节 原子的能级结构
1．了解原子的能级、跃迁、能量量子化以及基态和激发 态等概念．
2．了解原子能量子化是如何提出来的，理解原子发射与 吸收光子的频率和能级差的关系．
3．知道氢原子能级公式，以及能利用能级公式分析一些 有关能级的问题．
4．能用原子的能级结构解释氢原子的光谱的不连续性．
按经典理论电子绕核旋转做加速运动，电子将不断向四周 辐射电磁波，它的能量不断减小，从而将逐渐靠近原子核，最 后落入原子核中．