第二節(jié)原子能級

1、第二節(jié)第二節(jié) 原子的能級原子的能級盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型與經(jīng)典電磁理論的矛盾盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型與經(jīng)典電磁理論的矛盾。（1）經(jīng)典電磁理論對原子核式結(jié)構(gòu)的解釋認(rèn)為，）經(jīng)典電磁理論對原子核式結(jié)構(gòu)的解釋認(rèn)為，原子是不穩(wěn)定的，電子饒核旋轉(zhuǎn)，并不斷向外輻射原子是不穩(wěn)定的，電子饒核旋轉(zhuǎn)，并不斷向外輻射電磁波，因此電子的能量不斷衰減，最終落在原子電磁波，因此電子的能量不斷衰減，最終落在原子核上，事實上原子是穩(wěn)定的。核上，事實上原子是穩(wěn)定的。（2）經(jīng)典電磁理論認(rèn)為原子發(fā)射的光譜，由于原）經(jīng)典電磁理論認(rèn)為原子發(fā)射的光譜，由于原子子能量不斷衰減，因此其輻射的電磁波的頻率應(yīng)當(dāng)是能量不斷衰減，因此其輻射的電磁波的頻率應(yīng)

2、當(dāng)是連續(xù)的，事實上原子發(fā)光產(chǎn)生的光譜是不連續(xù)的。連續(xù)的，事實上原子發(fā)光產(chǎn)生的光譜是不連續(xù)的。 波爾提出了原子的軌道量子化模型，波爾提出了原子的軌道量子化模型，這三條假設(shè)是：這三條假設(shè)是： 原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)，在每個狀態(tài)中能量值都是確定的，態(tài)，在每個狀態(tài)中能量值都是確定的，這些能量值叫能級。這些能量值叫能級。原子可以從一個能級躍遷到另原子可以從一個能級躍遷到另一個能級，原子在由高能級向低一個能級，原子在由高能級向低能級躍遷時，放出一個光子；能級躍遷時，放出一個光子；在在吸收一個光子或者通過其他途徑吸收一個光子或者通過其他途徑獲得能量時，由低能級向高

3、能級獲得能量時，由低能級向高能級躍遷。躍遷。吸收或者放出光子的能量為吸收或者放出光子的能量為兩能級之差。兩能級之差。 hv=E高高E低低原子的基態(tài)和激發(fā)態(tài)原子的基態(tài)和激發(fā)態(tài) 基態(tài)：通常狀態(tài)下原子處于最低能級，基態(tài)：通常狀態(tài)下原子處于最低能級，這時原子的狀態(tài)叫基態(tài)。這時原子的狀態(tài)叫基態(tài)。 激發(fā)態(tài)：給物體加熱或者有光照時，激發(fā)態(tài)：給物體加熱或者有光照時，物體中的某些原子能夠從相互碰撞或者物體中的某些原子能夠從相互碰撞或者從光照中吸收能量，從基態(tài)躍遷到較高從光照中吸收能量，從基態(tài)躍遷到較高能級，這時原子的狀態(tài)叫激發(fā)態(tài)。能級，這時原子的狀態(tài)叫激發(fā)態(tài)。電子云電子云 原子中電子在各處出現(xiàn)的概率分布圖叫原子

4、中電子在各處出現(xiàn)的概率分布圖叫電子云。電子云。波爾理論對氫光譜的解釋波爾理論對氫光譜的解釋 氫光譜不是連續(xù)光譜。當(dāng)原子從高能級氫光譜不是連續(xù)光譜。當(dāng)原子從高能級躍遷到低能級時輻射光子的能量等于前躍遷到低能級時輻射光子的能量等于前后兩個能級之差。由于原子的能量不連后兩個能級之差。由于原子的能量不連續(xù)，所以輻射光子的能量也不連續(xù)。從續(xù)，所以輻射光子的能量也不連續(xù)。從光譜上看原子輻射光波的頻率只有若干光譜上看原子輻射光波的頻率只有若干分立的值。分立的值。 注意：不同原子對應(yīng)的線狀譜又叫原子注意：不同原子對應(yīng)的線狀譜又叫原子光譜光譜。6氫原子的軌道半徑和能量氫原子的軌道半徑和能量（本部分內(nèi)容中半徑公式

5、和能量公式實本部分內(nèi)容中半徑公式和能量公式實驗教材不講）玻爾從驗教材不講）玻爾從上述假設(shè)出發(fā)，利用庫侖定律和量子論上述假設(shè)出發(fā)，利用庫侖定律和量子論初步，計算出了氫的初步，計算出了氫的電子可能的軌道半徑和對應(yīng)的能量根電子可能的軌道半徑和對應(yīng)的能量根據(jù)計算結(jié)果概括為公式：據(jù)計算結(jié)果概括為公式：說明公式中說明公式中r1、E1和和rn、En的意義，的意義，并說明并說明n是正整數(shù)，是正整數(shù)，叫做量子數(shù)，叫做量子數(shù)，r1=0.5310-10m，E1=-13.6eV n=2，3，4時，相應(yīng)的能量為時，相應(yīng)的能量為E2=-3.4eV、E3=-1.51eV、E4=-0.85eVE=0原子無論吸收能量還是輻射能

6、量，這個能量原子無論吸收能量還是輻射能量，這個能量不是任意的，而是等于原子發(fā)生躍遷的兩個不是任意的，而是等于原子發(fā)生躍遷的兩個能級間的能量差能級間的能量差一個原子可以有許多不同的能量狀態(tài)和一個原子可以有許多不同的能量狀態(tài)和相應(yīng)的能級，但在某一時刻，一個原子相應(yīng)的能級，但在某一時刻，一個原子不可能既處于這一狀態(tài)也處于那一狀態(tài)不可能既處于這一狀態(tài)也處于那一狀態(tài)如果有大量的原子，它們之中有的處于如果有大量的原子，它們之中有的處于這一狀態(tài)，有的處于那一狀態(tài)氫光譜這一狀態(tài)，有的處于那一狀態(tài)氫光譜的觀測就說明了這一事實，它的光譜線的觀測就說明了這一事實，它的光譜線不是一個氫原子發(fā)出的，而是不同的氫不是一個氫原子發(fā)出的，而是不同的氫原子從不同的能級躍遷到另一些不同能原子從不同的能級躍遷到另一些不同能級的級的 例例有大量的氫原子，吸收某種頻率的光子后從有大量的氫原子，吸收某種頻率的光子后從基態(tài)躍遷到基態(tài)躍遷到n=3的激發(fā)態(tài)，已知氫原子處于基態(tài)的激發(fā)態(tài)，已知氫原子處于基態(tài)時的能量為時的能量