4玻爾的原子模型

1、第四節(jié)玻爾的原子模型學(xué)習(xí)目標(biāo)1了解玻爾原子理論的主要內(nèi)容。2了解能級(jí)、能量量子化以及基態(tài)、激發(fā)態(tài)的概念。重點(diǎn) 難點(diǎn)玻爾原子理論的基本假設(shè)玻爾理論對氫光譜的解釋復(fù)習(xí)提問：1. a粒子散射實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象是什么？2 原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說的內(nèi)容是什么？3 盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說與經(jīng)典電磁理論的矛盾電子繞核運(yùn)動(dòng)（有加速度）電子沿螺旋線軌道落入原子核原子光譜應(yīng)為連續(xù)光譜（矛盾：實(shí)際上是不連續(xù)的亮線）教師：為了解決上述矛盾， 丹麥物理學(xué)家玻爾， 在1913年提出了自己的原子結(jié)構(gòu)假說。（二）進(jìn)行新課重點(diǎn)、難點(diǎn)解析1 玻爾的原子理論（1）能級(jí)（定態(tài)）假設(shè)：原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，

2、電子雖然繞核運(yùn)動(dòng)，但并不向外輻射能量。這些狀態(tài)叫定態(tài)。（本假設(shè)是針對原子穩(wěn)定性提出的）（2）躍遷假設(shè)：原子從一種定態(tài)（設(shè)能量為En）躍遷到另一種定態(tài)（設(shè)能量為Em）時(shí)，它輻射（或吸收）一定頻率的光子，光子的能量由這兩種定態(tài)的能量差決 定，即h Em En （ h為普朗克恒量）（本假設(shè)針對線狀譜提出）躍遷假設(shè)：原子從一種定態(tài)（設(shè)能量為En）躍遷到另一種定態(tài)（設(shè)能量為 Em）時(shí)，它輻射（或吸收）一定頻率的光子，光子的能量由這兩種定態(tài)的能量差決定，即 h Em En （ h為普朗克恒量）（3）軌道量子化假設(shè)：原子的不同能量狀態(tài)跟電子沿不同的圓形軌道繞核運(yùn)動(dòng)相對應(yīng)。原子的定態(tài)是不連續(xù)的，因此電子的可能

3、軌道的分布也是不連續(xù)的。（針對原子核式模型提出，是能級(jí)假設(shè)的補(bǔ)充）2.玻爾根據(jù)經(jīng)典電磁理論和牛頓力學(xué)計(jì)算出氫原子的電子的各條可能軌道半徑和電子在各條軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量（包括動(dòng)能和勢能）公式：軌道半徑：rn n2P|1n=1, 2, 3能量：En2 Ei n=1,2,3式中ri、Ei、分別代表第一條（即n離核最近的）可能軌道的半徑和電子在這條軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量，rn、En分別代表第n條可能軌道的半徑和電子在第n條軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量，n是正整數(shù)，叫量子數(shù)。3 氫原子的能級(jí)圖從玻爾的基本假設(shè)出發(fā)， 運(yùn)用經(jīng)典電磁學(xué)和經(jīng)典力學(xué)的理論，可以計(jì)算氫原子中電子的可能軌道半徑和相應(yīng)的能量。（1）氫原子的大?。簹?/p>

4、原子的電子的各條可能軌道的半徑rn： rn= n2ri,ri代表第一條（離核最近的一條）可能軌道的半徑ri=0.53 x io-i m例：n=2,2=2.i2x io-i mEn稱為原子的能級(jí)。它對應(yīng)電子在En=Ei/n2n =i, 2, 3,電子帶負(fù)電，在正電荷的場中為負(fù)值,（2）氫原子的能級(jí)：原子在各個(gè)定態(tài)時(shí)的能量值 各條可能軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量En （包括動(dòng)能和勢能）Ei代表電子在第一條可能軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量Ei=-i3.6eV注意：計(jì)算能量時(shí)取離核無限遠(yuǎn)處的電勢能為零, 電子的動(dòng)能為電勢能絕對值的一半，總能量為負(fù)值。例：n=2, E2=-3.4eV ,n=3, E3=-i.5ieV ,n

5、=4, E4=-0.85eV ,氫原子的能級(jí)圖如圖所示?！镜淅齀】氫原子的核外電子從距核較近的軌道躍遷到距核較遠(yuǎn)的軌道的過程中（）A.原子要吸收光子，電子的動(dòng)能增大，原子的電勢能增大B .原子要放岀光子，電子的動(dòng)能減小，原子的電勢能減小C .原子要吸收光子，電子的動(dòng)能增大，原子的電勢能減小D .原子要吸收光子，電子的動(dòng)能減小，原子的電勢能增大【解題探究】（1）電子繞核做什么運(yùn)動(dòng)？ （2）原子的電勢能變化只與什么力做功有關(guān)?4.玻爾理論對氫光譜的解釋（1）基態(tài)和激發(fā)態(tài)基態(tài)：在正常狀態(tài)下，原子處于最低能級(jí)，這時(shí)電子在離核最近的軌道上運(yùn)動(dòng)，這種定 態(tài)，叫基態(tài)。激發(fā)態(tài)：原子處于較高能級(jí)時(shí)，電子在離核較

6、遠(yuǎn)的軌道上運(yùn)動(dòng)，這種定態(tài)，叫激發(fā)態(tài)。（2）原子發(fā)光：原子從基態(tài)向激發(fā)態(tài)躍遷的過程是吸收能量的過程。原子從較高的激發(fā)態(tài)向較低的激發(fā)態(tài)或基態(tài)躍遷的過程，是輻射能量的過程，這個(gè)能量以光子的形式輻射出去，吸收或輻射的能量恰等于發(fā)生躍遷的兩能級(jí)之差。巳耳末聚說明：氫原子中只有一個(gè)核外電子，這個(gè)電子在 某個(gè)時(shí)刻只能在某個(gè)可能軌道上，或者說在某個(gè)時(shí)間 內(nèi)，由某軌道躍遷到另一軌道一一可能情況只有一種。 可是，通常容器盛有的氫氣，總是千千萬萬個(gè)原子在 一起，這些原子核外電子躍遷時(shí)，就會(huì)有各種情況出 現(xiàn)了。但是這些躍遷不外乎是能級(jí)圖中表示出來的那 些情況。5.玻爾理論的局限性玻爾理論雖然把量子理論引入原子領(lǐng)域，提

7、出定態(tài)和躍遷概念， 成功解釋了氫原子光譜， 但對多電子原子光譜無法解釋,因?yàn)椴柪碚撊匀灰越?jīng)典理論為基礎(chǔ)。如粒子的觀念和軌道。量子化條件的引進(jìn)沒有適當(dāng)?shù)睦碚摻忉尅?電子在某處單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率 電子云（三）課堂練習(xí)1對玻爾理論的下列說法中，正確的是（ACD ）A 繼承了盧瑟福的原子模型，但對原子能量和電子軌道引入了量子化假設(shè)B 對經(jīng)典電磁理論中關(guān)于 “做加速運(yùn)動(dòng)的電荷要輻射電磁波 ”的觀點(diǎn)表示贊同C 用能量轉(zhuǎn)化與守恒建立了原子發(fā)光頻率與原子能量變化之間的定量關(guān)系D 玻爾的兩個(gè)公式是在他的理論基礎(chǔ)上利用經(jīng)典電磁理論和牛頓力學(xué)計(jì)算出來的2. 下面關(guān)于玻爾理論的解釋中，不正確的說法是（C ）A 原子只能處于一系列不連續(xù)的狀態(tài)中，每個(gè)狀態(tài)都對應(yīng)一定的能量B 原子中，雖然核外電子不斷做加速運(yùn)動(dòng)，但只要能量狀態(tài)不改變，就不會(huì)向外輻射 能量C原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時(shí)，一定要輻射一定頻率的光子D .原子的每一個(gè)能量狀態(tài)都對應(yīng)一個(gè)電子軌道，并且這些軌道是不連續(xù)的3根據(jù)玻爾理論，氫原子中，量子數(shù) N越大，則下列說法中正確的是（ACD ）A 電子軌道半徑越大B 核外電子的速率越大C.氫原子能級(jí)的能量越大D .核外電子的電勢能越大4 根據(jù)玻爾的原子理論，原子中電子繞核運(yùn)動(dòng)的半徑（D ）A 可以取任意值B 可以在某一范圍內(nèi)取任意值C.可以取一系列不連續(xù)的任意值D 是一系列不連續(xù)的特定