玻爾的原子模型導學案

1、玻爾的原子模型 導學案目標定位1.知道玻爾原子理論基本假設的主要內(nèi)容.2.了解能級、躍遷、能量量子化以及基態(tài)、激發(fā)態(tài)等概念.3.能用玻爾原子理論簡單解釋氫原子模型一、玻爾原子理論的基本假設1玻爾原子模型(1)原子中的電子在庫侖引力的作用下，繞原子核做圓周運動(2)電子繞核運動的軌道是量子化的(3)電子在這些軌道上繞核的轉動是穩(wěn)定的，不產(chǎn)生電磁輻射2定態(tài)：當電子在不同軌道上運動時，原子處于不同的狀態(tài)中，具有不同的能量，即原子的能量是量子化的，這些量子化的能量值叫做能級原子中這些具有確定能量的穩(wěn)定狀態(tài)，稱為定態(tài)能量最低的狀態(tài)叫做基態(tài)，其他的狀態(tài)叫做激發(fā)態(tài)3躍遷：當電子從能量較高的定態(tài)軌道(其能量記

2、為Em)躍遷到能量較低的定態(tài)軌道(能量記為En，mn)時，會放出能量為h的光子，該光子的能量hEmEn，該式稱為頻率條件，又稱輻射條件想一想氫原子從高能級向低能級躍遷時，是不是氫原子所處的能級越高，釋放的光子能量越大？答案不一定氫原子從高能級向低能級躍遷時，所釋放的光子的能量一定等于能級差，氫原子所處的能級越高，躍遷時能級差不一定越大，釋放的光子能量不一定越大二、玻爾理論對氫光譜的解釋1解釋巴耳末公式按照玻爾理論，從高能級躍遷到低能級時輻射的光子的能量為hEmEn；巴耳末公式中的正整數(shù)n和2正好代表能級躍遷之前和之后的定態(tài)軌道的量子數(shù)n和2.2解釋氫原子光譜的不連續(xù)性原子從較高能級向低能級躍遷

3、時放出光子的能量等于前后兩能級差，由于原子的能級是分立的，所以放出的光子的能量也是分立的，因此原子的發(fā)射光譜只有一些分立的亮線三、玻爾理論的局限性1玻爾理論的成功之處：玻爾理論第一次將量子觀念引入原子領域提出了定態(tài)和躍遷的概念，成功地解釋了氫原子光譜的實驗規(guī)律2玻爾理論的局限性：過多地保留了經(jīng)典理論，對更復雜的原子發(fā)光無法解釋一、對玻爾理論的理解1軌道量子化(1)軌道半徑只能夠是一些不連續(xù)的、某些分立的數(shù)值(2)氫原子的電子最小軌道半徑為r10.053 nm，其余軌道半徑滿足rnn2r1，式中n稱為量子數(shù)，對應不同的軌道，只能取正整數(shù)2能量量子化(1)不同軌道對應不同的狀態(tài)，在這些狀態(tài)中，盡管

4、電子做變速運動，卻不輻射能量，因此這些狀態(tài)是穩(wěn)定的，原子在不同狀態(tài)有不同的能量，所以原子的能量也是量子化的(2)基態(tài)：原子最低的能量狀態(tài)稱為基態(tài)，對應的電子在離核最近的軌道上運動，氫原子基態(tài)能量E113.6 eV.(3)激發(fā)態(tài)：較高的能量狀態(tài)稱為激發(fā)態(tài)，對應的電子在離核較遠的軌道上運動氫原子各能級的關系為：EnE1(E113.6 eV，n1，2，3，)3躍遷原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時，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，即高能級Em低能級En例1(2014·廣州高二檢測)按照玻爾原子理論，下列表述正確的是()A核外電子運動軌道半徑可取任意值B氫原子中

5、的電子離原子核越遠，氫原子的能量越大C電子躍遷時，輻射或吸收光子的能量由能級的能量差決定，即h|EmEn|D氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷的過程，可能輻射能量，也可能吸收能量答案BC解析根據(jù)玻爾理論，核外電子運動的軌道半徑是確定的值，而不是任意值，A錯誤；氫原子中的電子離原子核越遠，能級越高，能量越大，B正確；由躍遷規(guī)律可知C正確；氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷的過程中，應輻射能量，D錯誤例2氫原子的核外電子從距核較近的軌道躍遷到距核較遠的軌道的過程中()A原子要吸收光子，電子的動能增大，原子的電勢能增大B原子要放出光子，電子的動能減小，原子的電勢能減小C原子要吸收光子，電子的動能增大，原子的電勢能減小D

6、原子要吸收光子，電子的動能減小，原子的電勢能增大答案D解析根據(jù)玻爾理論，氫原子核外電子在離核較遠的軌道上運動能量較大，必須吸收一定能量的光子后，電子才能從離核較近的軌道躍遷到離核較遠的軌道，故B錯；氫原子核外電子繞核做圓周運動，由原子核對電子的庫侖力提供向心力，即：km，又Ekmv2，所以Ek.由此式可知：電子離核越遠，即r越大時，電子的動能越小，故A、C錯；由r變大時，庫侖力對核外電子做負功，因此電勢能增大，從而判斷D正確借題發(fā)揮當氫原子從低能量態(tài)En向高能量態(tài)Em(nm)躍遷時，r增大，Ek減小，Ep增大(或r增大時，庫侖力做負功，電勢能Ep增大)，E增大，故需吸收光子能量，所吸收的光子能

7、量hEmEn.二、原子能級和能級躍遷的理解1氫原子能級圖如圖1841所示 圖18412根據(jù)氫原子的能級圖可以推知，一群量子數(shù)為n的氫原子最后躍遷到基態(tài)時，可能發(fā)出的不同頻率的光子數(shù)可用NC計算3原子從低能級向高能級躍遷：吸收一定能量的光子，當一個光子的能量滿足hE末E初時，才能被某一個原子吸收，而當光子能量h大于或小于E末E初時都不能被原子吸收；原子從高能級向低能級躍遷，以光子的形式向外輻射能量，所輻射的光子能量恰等于發(fā)生躍遷時的兩能級間的能量差例3如圖1842所示，氫原子從n2的某一能級躍遷到n2的能級，輻射出能量為2.55 eV的光子，問最少要給基態(tài)的氫原子提供多少電子伏特的能量，才能使它

8、輻射上述能量的光子？請在圖中畫出獲得該能量后的氫原子可能的輻射躍遷圖 圖1842答案12.75 eV躍遷圖見解析圖解析氫原子從n2的某一能級躍遷到n2的能級，滿足：hEnE22.55 eVEnhE20.85 eV所以n4基態(tài)氫原子要躍遷到n4的能級，應提供EE4E112.75 eV.躍遷圖如圖所示： 借題發(fā)揮(1)如果是一個氫原子，該氫原子的核外電子在某時刻只能處在某一個可能的軌道上，由這一軌道向另一軌道躍遷時只能有一種光，但可能發(fā)出的光條數(shù)為(n1)種(2)如果是一群氫原子，該群氫原子的核外電子在某時刻有多種可能軌道每一個躍遷時只能發(fā)出一種光，多種軌道同時存在，發(fā)光條數(shù)N.(3)若知道每條發(fā)

9、光的能量或頻率，可根據(jù)已知情況判定光線所在區(qū)域針對訓練如圖1843所示，1、2、3、4為玻爾理論中氫原子最低的四個能級處在n4能級的一群氫原子向低能級躍遷時，能發(fā)出若干種頻率不同的光子，在這些光中，波長最長的是() 圖1843An4躍遷到n1時輻射的光子Bn4躍遷到n3時輻射的光子Cn2躍遷到n1時輻射的光子Dn3躍遷到n2時輻射的光子答案B對玻爾理論的理解1玻爾在他提出的原子模型中所作的假設有()A原子處在具有一定能量的定態(tài)中，雖然電子做加速運動，但不向外輻射能量B原子的不同能量狀態(tài)與電子沿不同的圓軌道繞核運動相對應，而電子的可能軌道的分布是不連續(xù)的C電子從一個軌道躍遷到另一個軌道時，輻射(或吸收)一定頻率的光子D電子躍遷時輻射的光子的頻率等于電子繞核做圓周運動的頻率答案ABC解析A、B、C三項都是玻爾提出來的假設，其核心是原子定態(tài)概念的引入與能量躍遷學說的提出，也就是“量子化”的概念原子的不同能量狀態(tài)與電子繞核運動時不同的圓軌道相對應，是經(jīng)典理論與量子化概念的結合原子輻射的能量與電子在某一可能軌道上繞核的運動無關2對氫原子能級公式En的理解，下列說法中正確的是()A原子定態(tài)能量En是指核外電子動能與核之間的靜電