2022年人教版選修《玻爾的原子模型》教案

1、名師精編 優(yōu)秀教案184 玻爾的原子模型教學目標：1了解玻爾原子理論的主要內(nèi)容。2了解能級、能量量子化以及基態(tài)、激發(fā)態(tài)的概念。教學重點玻爾原子理論的基本假設。教學難點玻爾理論對氫光譜的解釋。教學過程（一）引入新課1 粒子散射實驗的現(xiàn)象是什么？2原子核式結(jié)構(gòu)學說的內(nèi)容是什么？3盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)學說與經(jīng)典電磁理論的矛盾電子繞核運動（有加速度）輻射電磁波 頻率等于繞核運行的頻率能量減少、軌道半徑減少 頻率變化電子沿螺旋線軌道落入原子核 原子光譜應為連續(xù)光譜（矛盾： 實際上是不連續(xù)的亮線）原子是不穩(wěn)定的（矛盾： 實際上原子是穩(wěn)定的）為了解決上述矛盾，丹麥物理學家玻爾，在（二）進行新課1玻爾的原子理論

2、1913 年提出了自己的原子結(jié)構(gòu)假說。（1）能級（定態(tài)）假設：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，電子雖然繞核運動，但并不向外輻射能量。這些狀態(tài)叫定態(tài)。（本假設是針對原子穩(wěn)定性提出的）（2）躍遷假設：原子從一種定態(tài)（設能量為 En）躍遷到另一種定態(tài)（設能量為 Em）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 h E m E n（h 為普朗克恒量）（3）軌道量子化假設：原子的不同能量狀態(tài)跟電子沿不同的圓形軌道繞核運動相對應。名師精編優(yōu)秀教案原子的定態(tài)是不連續(xù)的，因此電子的可能軌道的分布也是不連續(xù)的。 （針對原子核式模型提出，是能級假設

3、的補充）2. 玻爾根據(jù)經(jīng)典電磁理論和牛頓力學計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動時的能量（包括動能和勢能）公式：軌道半徑：rnn2r 1 n=1，2，3 能量：E n1 E 2 n1 n=1，2， 3 式中 r 1、E1、分別代表第一條（即離核最近的）可能軌道的半徑和電子在這條軌道上運動時的能量，rn、 En 分別代表第 n 條可能軌 道的半徑和電子在第 n 條軌道上運動時的能量，n 是正整數(shù)，叫量子數(shù)。3氫原子的能級圖從玻爾的基本假設出發(fā)，運用經(jīng)典電磁學和經(jīng)典力學的理論，可以計算氫原子中電子的可能軌道半徑和相應的能量。（1）氫原子的大?。簹湓拥碾娮拥母鳁l可能軌道的半徑

4、 r n：r n=n 2r1，r1代表第一條 （離核最近的一條） 可能軌道的半徑r 1=0.53 10-10m 例： n=2，r 2=2.12 10-10 m En 稱為原子 En（包括動能E1=-13.6eV （2）氫原子的能級： 原子在各個定態(tài)時的能量值 的能級。它對應電子在各條可能軌道上運動時的能量和勢能）En=E 1/n2n=1，2，3， E1代表電子在第一條可能軌道上運動時的能量注意：計算能量時取離核無限遠處的電勢能為零，電子帶負電，在正電荷的場中為負值，電子的動能為電勢能絕對值的一半，總能量為負值。例 ： n= 2 ， E2=-3.4eV ，n=3 ， E3=-1.51eV ，n=

5、4 ，E4=-0.85eV ， 名師精編 優(yōu)秀教案氫原子能級圖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，這時電子在離核 最近的軌道上運動，這種定態(tài)，叫基態(tài)。激發(fā)態(tài)：原子處于較高能級時，電子在離核較遠的軌道上運 動，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)生躍遷的兩能級之差。說明：氫原子中只有一個核外電子，某個可能軌道上， 或者說在某個時間內(nèi)，這個電子在某個時刻只能在 由某軌道躍遷到另一軌道

6、可能情況只有一種?？墒?， 通常容器盛有的氫氣，總是千千萬萬個原子在一起， 這些原子核外電子躍遷時，就會有各種情況出現(xiàn)了。但是這些躍遷不外乎是能級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域，提出定態(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，因為玻爾理論仍然以經(jīng)典理論為基礎。如粒子的觀念和軌道。量子化條件的引進沒有適當?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）課堂小結(jié)玻爾的原子模型是把盧瑟福的學說和量子理論結(jié)合，以原子的穩(wěn)定性和原子的明線光譜作為實驗基礎而提出的認識玻爾理論的關鍵是從“ 不連續(xù)”的觀點理解電子的可能軌道和能量狀態(tài)

7、 玻爾理論對氫光譜的解釋是成功的，但對其他光譜的解釋就出現(xiàn)了較大的困難，顯然玻爾理論有一定的局限性。名師精編 優(yōu)秀教案（四）課堂練習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B對經(jīng)典電磁理論中關于“做加速運動的電荷要輻射電磁波”的觀點表示贊同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系 D玻爾的兩個公式是在他的理論基礎上利用經(jīng)典電磁理論和牛頓力學計算出來的 2下面關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，每個狀態(tài)都對應一定的能量 B原子中，雖然核外電子不斷做加速運動，但只要能量狀態(tài)不改變，就不會向外輻射 能量C原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時，一定要輻射一定頻率的光子 D原子的每一個能量狀態(tài)都對應一個電子軌道，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，原子中電子繞核運動的半徑（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)的特定值5按照