波尔的原子模型(课堂PPT)

在解决核外电子的运动时 成功引入了量子化的观念
同时又应用了“粒子、 轨道”等经典概念和 有关牛顿力学规律
除了氢原子光谱外，在解决其他 问题上遇到了很大的困难．
氦原子光谱
波尔理论还没有完全解 释微观粒子运动的规律。
电子是一种微观粒子，在原子如此小的空间（直径约 10⁻¹⁰m）内作高速（接近光速3×10⁸m·s⁻¹）运动，核外 电子的运动与宏观物体运动不同，没有确定的方向和轨迹 ，只能用电子云描述它在原子核外空间某处出现机会（几 率）的大小。
2、根据玻尔的原子理论，原子中电子绕核运动的半径 （ D） A、可以取任意值 B、可以在某一范围内取任意值 C、可以取一系列不连续的任意值 D、是一系列不连续的特定值
3、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ra>rb，则在此过程中（ C ）
知识拓展：
实物粒子使原子跃迁
实物粒子和原子碰撞的情况，由于实物粒子的 动能可全部或部分地为原子吸收，所以只要入射粒 子的动能大于或等于原子某两定态能量之差，也可 使原子受激发而向较高能级跃迁。
E电子 EmEn
三、玻尔模型的局限性
玻尔理论解决了原子的稳定性和辐射的频率条 件问题，但是也有它的局限性．
发出的三种波长的光. 在下列该原子光谱的各选项中,谱
线从左向右的波长依次增大,则正确的是 _____C________.
三种光的频率，波长满足什么关系？
小结
一、玻尔原子理论的基本假设
1、轨道假设： 2、能级假设： 3、跃迁假设：
二、玻尔理论对氢光谱的解释
三、玻尔模型的局限性
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
4、根据玻尔理论，氢原子中，量子数n越大，则下列说 法中正确的是（ ACD） A、电子轨道半径越大 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
5、如图所示是某原子的能级图,a、b、c 为原子跃迁所
１
赖曼系
-13.6
大量氢原子处于n=4激发态
1、会辐射出几种频率的光？
6种
2、其中波长最短的是在哪 两个能级之间跃迁时发 出的？
波长最短，频率最大，故 在41之间跃迁时发出的
n 量子数
∞ 5 4 3 2
1
光子的能量必须等于能级差
E /eV 0 -0.54 -0.85 -1.51 -3.4
-13.6
E1
轨道半径： rn n2r1 （n=1,2,3……)
式中r1 =0.53×10-10m 、E1=-13.6ev
频率条件 hEmEn
4 3 21
轨道假设
1
43 2
定态假设
E4 E3 E2
E1
43 2
跃迁假设
E4 E3 E2
1
E1
9
Hδ
n=1 n=2 n=3 n=4 n=5 n=6
（巴尔末系）
Hγ
在普朗克关于黑体辐射的量子论和爱因斯坦关于 光子概念的启发下，波尔于1913年把微观世界中物理 量取分立值的观念应用到原子系统，提出了自己的原 子结构假说。
一、玻尔原子理论的基本假设
1、轨道假设：原子中的电子在库仑力的作用下，绕原子核 做圆周运动，服从经典力学的规律。
但是，电子轨道半径不是任意的，只有当半径大小符合一定条件 时，这样的轨道才是可能的。即电子的轨道是量子化的。 电子在这 些轨道上绕核的转动是稳定的，不产生电磁辐射。
电离：（完全脱离原子核束缚 ）
使原子电离 hvEEn
即：hv En
电离后电子剩余动能为：
Ek hvEnhv En
注意：En为负值
n 量子数
∞
5 4 3 2
E /eV
0
-0.54 -0.85 -1.51
-3.4
1
-13.6
思考:分别能量为2eV、10eV的光子照射处于n=2激发态的 氢原子，结果如何？ 2eV—跃迁，10eV—电离
电子云是近代对电子用统计的方法，在核外空间分布 方式的形象描绘，它的区别在于行星轨道式模型。
达标练习：
1、玻尔在他提出的原子模型中所做的假设有（ ABC ）
A．原子处在具有一定能量的定态中，虽然电子做变速运动， 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形轨道绕核运动相 对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的 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
Hβ
Hα
1R(212n12) n3,4,5,...
巴 耳 末 公 式R=1.10107m1 里 德 伯 常 量
根据：E=hv，λ=c/v
又Eδ =1.89eV= 3.03 ×10-19J 所以， λ δ=hc/ Eδ = 6.63×10-34 ×3.0 ×10-8 / 3.03 ×10-19J
人教版选修3-5
第十八章 原子结构
第四节 玻尔的原子模型
1
经典理论的困难
核外电子绕核运动
辐射电磁波
电子轨道半径连续变小
原子不稳定
事实上：原子是稳定的
辐射电磁波频率连续变化
辐射电磁波频率只是 某些确定值
历史回顾
卢瑟福的核式结构模型 正确地指出了原子核的存在， 很好地解释了α散射实验。 但是，经典物理学既无法解 释原子的稳定性，又无法解 释原子光谱的分立特征。
rn n2r1
氢原子中电子轨道的最小半径
r10.05n3m
一、玻尔原子理论的基本假设
2、能级假设：当电子在不同轨道上运动时，原子处于 不同状态,具有不同能量，所以原子能量也是量子化的。
这些量子化的能量值叫能级；原子中这些具有确 定能量的稳定状态叫定态。
能量最低的状态叫基态，其他状态叫激发态。
En
1 n2
= 6.57 ×10-7(m)
Hδ
Hγ
巴尔 末系 氢吸 收光 谱
n=1 n=2 n=3 n=4
n=5 n=6
Hβ
Hα
氢原子的能级图
n
E/eV
∞－－－－－－－－－－－－－－－－－ 0 eV
５ ４ ３
激 发
２
态
-0.54
巴
帕 邢 系
布 喇 开 系
普 丰 德 系
-0.85 -1.51
-3.4
耳
末
系
基态
氢原子的轨道及对应的能级
n 量子数
n∞：电子脱 ∞
离核束缚
5
4
3
rn n2r1
2
E /eV
0
-0.54 -0.85 -1.51 -3.4
E 0
En
E1 n2
r10.05n3m1
-13.6 E113.6eV
氢原子能级图
二、玻尔理论对氢光谱的解释
氢原子中电子的可能轨道半径和相应的能量
能
量：
En
1 n2
E1
氢原子在基态（第一能级）的能量：
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
E113 .6eV
一、玻尔原子理论的基本假设
3、跃迁假设：当电子从能量较高的定态轨道（设能量为Em）
跃迁到能量较低的定态轨道（设能量为En，m>n）时，它辐射
出一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定， 即
h EmEn (频率条件或辐射条件)
反之，当电子吸收光子时会从较低的能量态跃迁到较高 的能量态，吸收的光子的能量同样由两种定态的能量差决定。