第四节玻尔的原子模型

第四节玻尔的原子模型

学习目标

※了解玻尔原子模型及能级的概念

知识导图

知识点1玻尔原子理论的基本假设

1．轨道假设

轨道量子化：原子中的电子在__库仑力__的作用下，绕原子核做圆周运动，电子运动轨道的__半径__不是任意的，而是__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。

2．定态假设

(1)定态：当电子在不同的轨道上运动时，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，因此，原子的能量是__量子__化的。这些__量子__化的能量值叫做__能级__，原子中这些具有确定能量的稳定状态，称为__定态__。

(2)基态：能量最__低__的状态叫做基态。

(3)激发态：基态__之外__的能量状态叫做激发态。

3．跃迁假设

电子从能量__较高__的定态轨道跃迁到能量__较低__的定态轨道时，会向外辐射能量，辐射的能量是__一份一份__的，光子的能量由两个能级的__能量差__决定。

hν＝E m－E n

这个式子称为频率条件，也叫辐射条件，式中的h为普朗克常量，ν为光子的__频率__。

知识点2玻尔理论对氢光谱的解释

1．氢原子的能级图

2．解释巴耳末公式

(1)按照玻尔理论，原子从高能级(如从E3)跃迁到低能级(如到E2)时辐射的光子的能量为hν＝__E3－E2__。

(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。

3．解释气体导电发光

通常情况下，原子处于基态，基态是最稳定的，原子受到电子的撞击，有可能向上跃迁到__激发态__，处于激发态的原子是__不稳定__的，会自发地向能量较低的能级跃迁，放出

__光子__，最终回到基态。

4．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。

5．解释不同原子具有不同的特征谱线

不同的原子具有不同的结构，__能级__各不相同，因此辐射(或吸收)的__光子频率__也不相同。

知识点3玻尔理论的局限性

1．玻尔理论的成功之处

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。

2．玻尔理论的局限性

过多地保留了__经典__理论，即保留__经典粒子__的观念，把电子的运动看做经典力学描述下的__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，这种图象就像云雾一样分布在原子核周围，故称电子云。

预习反馈

『判一判』

(1)玻尔认为电子运动轨道半径是任意的，就像人造地球卫星，能量大一些，轨道半径就会大点。(×)

(2)玻尔认为原子的能量是量子化的，不能连续取值。(√)

(3)处于基态的原子是不稳定的，会自发地向其他能级跃迁，放出光子。(×)

(4)不同的原子具有相同的能级，原子跃迁时辐射的光子频率是相同的。(×)

(5)玻尔的原子理论模型可以很好的解释氦原子的光谱现象。(×)

(6)电子的实际运动并不是具有确定坐标的质点的轨道运动。(√)

『选一选』

如图所示为氢原子的能级图，A、B、C分别表示电子在三种不同能级跃迁时放出的光子，其中(B)

A．频率最大的是A B．波长最长的是C

C．频率最大的是C D．波长最长的是B

解析：由ΔE ＝hν＝hc λ可知，B 频率最大，C 波长最长。 『想一想』

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？

答案：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r n ＝n 2r 1处的几率大。

探究一 对玻尔理论的理解

S 思考讨论i kao tao lun 1

下图为分立轨道示意图。

(1)电子的轨道有什么特点？

(2)氢原子只有一个电子，电子在这些轨道间跃迁时伴随什么现象发生？

提示：(1)电子的轨道是不连续的，是量子化的。(2)电子在轨道间跃迁时会吸收光子或放出光子。

G 归纳总结ui na zong jie

1．轨道量子化

(1)轨道半径只能是一些不连续的、某些分立的数值。

(2)轨道半径公式：r n ＝n 2r 1，式中n 称为量子数，对应不同的轨道，只能取正整数。氢原子的最小轨道半径r 1＝0.53×10

－10m 。 2．能量量子化

(1)与轨道量子化对应的能量不连续的现象。

(2)其能级公式：E n ＝E 1n

2，式中n 称为量子数，对应不同的轨道，n 取值不同，基态取n ＝1，激发态n ＝2,3,4…；量子数n 越大，表示能级越高。对氢原子，以无穷远处为势能零点时，基态能量E 1＝－13.6eV 。

3．跃迁

原子从一种定态(设能量为E m )跃迁到另一种定态(设能量为E n )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：

高能级E m 发射光子hν＝E m －E n 吸收光子hν＝E m －E n 低能级E n

所以，电子如果从一个轨道到另一个轨道，不是以螺旋线的形状改变其半径大小的，而是从一个轨道上“跳跃”到另一个轨道上，玻尔将这种现象称跃迁。

D 典例剖析ian li pou xi

典例1 (多选)玻尔在他提出的原子模型中所做的假设有( ABC )