玻爾的原子模型(課堂)--ppt課件

1、第十八章 原子結構1ppt課件湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子湯姆孫的西瓜模型粒子散射實驗盧瑟福的核式結構模型回顧科學家對原子結構的認識史原子不可割湯姆孫的西瓜模型原子穩(wěn)定性事實氫光譜實驗否定建立否定建立否定盧瑟福的核式結構模型建立出現(xiàn)矛盾出現(xiàn)矛盾?2ppt課件原子是穩(wěn)定的電子繞核運動將不斷向外輻射電磁波，電子損失了能量，其軌道半徑不斷縮小，最終落在原子核上,而使原子變得不穩(wěn)定+經(jīng)典理論認為事實3ppt課件由于電子軌道的變化是連續(xù)的，輻射電磁波的頻率等于繞核運動的頻率,連續(xù)變化,原子光譜應該是連續(xù)光譜經(jīng)典理論認為事實原子光譜是不連續(xù)的,是線狀譜4ppt課件以上矛盾表明，從宏觀現(xiàn)象總結出來的經(jīng)典電磁理論不適用于原

2、子這樣小的物體產(chǎn)生的微觀現(xiàn)象。為了解決這個矛盾，1913年丹麥的物理學家玻爾在盧瑟福學說的基礎上，把普朗克的量子理論運用到原子系統(tǒng)上，提出了玻爾理論。5ppt課件一、玻爾原子理論的基本假設分 立 軌 道針對原子核式結構模型提出圍繞原子核運動的電子軌道半徑只能是某些分立的數(shù)值。且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，也就是說，電子的軌道也是量子化的+6ppt課件一、玻爾原子理論的基本假設 電子在不同的軌道上運動，原子處于不同的狀態(tài)玻爾指出，原子在不同的狀態(tài)中具有不同的能量，所以原子的能量也是量子化的。在這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的。針對原子的穩(wěn)定性提出+7ppt課件能級：量子化的能量值。

3、定態(tài)：原子中具有確定能量的穩(wěn)定狀態(tài)量子數(shù)基態(tài)：能量最低的狀態(tài)（離核最近）基態(tài)激發(fā)態(tài)：其他的狀態(tài)激發(fā)態(tài)一、玻爾原子理論的基本假設能級圖123軌道與能級相對應En EmEn一、玻爾原子理論的基本假設針對原子光譜是線狀譜提出 當電子從能量較高的定態(tài)軌道（其能量記為m）躍遷到能量較低的定態(tài)軌道（能量記為n，mn）時，會放出能量為h的光子（h是普朗克常量），這個光子的能量由前后兩個能級的能量差決定，即hm-n稱為頻率條件，又稱輻射條件+9ppt課件 原子在始、末兩個能級Em和En（ EmEn ）間躍遷時發(fā)射（或吸收）光子的頻率可以由前后能級的能量差決定：一、玻爾原子理論的基本假設針對原子光譜是線狀譜提出

4、E10ppt課件激發(fā)態(tài)躍遷基態(tài)（電子克服庫侖引力做功增大電勢能，原子的能量增加）吸收光子（電子所受庫侖力做正功減小電勢能，原子的能量減少）輻射光子光子的發(fā)射和吸收（ EmEn ）11ppt課件玻爾從上述假設出發(fā)，利用庫侖定律和牛頓運動定律，計算出了氫的電子可能的軌道半徑和對應的能量氫原子能級二、玻爾理論對氫光譜的解釋(r1=0.053nm)12ppt課件氫原子各定態(tài)的能量值，為電子繞核運動的動能Ek和電勢能Ep的代數(shù)和，因為在選無窮遠處電勢能為零的情況下，各定態(tài)的電勢能均為負值，且其大小總大于同一定態(tài)的動能值，所以各定態(tài)能量值均為負值，因此，不能根據(jù)氫原子的能級公式 得出氫原子各定態(tài)能量與n2

5、成反比的錯誤結論。13ppt課件說明1：（1）這里的能量指總能量(即E=Ek+Ep)例如：E1=-13.6eV 實際上，其中Ek1=13.6eV，Ep1=-27.2eV。（2）這里的電勢能Ep0，原因是規(guī)定了無限遠處的電勢能為零。這樣越是里面軌道電勢能越少，負得越多。(3)量子數(shù)n=1定態(tài)，能量值最小，電子動能最大，電勢能最??；量子數(shù)越大，能量值越大，電子動能越小，電勢能越大.14ppt課件（4）躍遷時電子動能、原子電勢能與原子能量的變化當軌道半徑減小時，庫侖引力做正功，原子的電勢能Ep減小，電子動能增大，原子能量減小反之，軌道半徑增大時，原子電勢能增大，電子動能減小，原子能量增大 說明2：1

6、 、 從高能級向低能級躍遷 發(fā)射光子以光子形式輻射出去（原子發(fā)光現(xiàn)象）2 從低能級向高能級躍遷對于能量小于13.6ev的光子（要么全被吸收，要么不吸收）對于能量大于或等于13.6ev的光子（電離）（1） 吸收光子（2）吸收實物粒子能量 只要實物粒子動能足以使氫原子向高能級躍遷, 就能被氫原子吸收全部或部分動能而使氫原子向高能級躍遷,多余能量仍為實物粒子動能。16ppt課件氫原子核外只有一個電子，這個電子在某個時刻只能處在某一個可能的軌道上，在某段時間內(nèi)，由某一軌道躍遷到另一個軌道時，可能的情況只有一種，但是如果容器中盛有大量的氫原子，這些原子的核外電子躍遷時就會有各種情況出現(xiàn) 對于量子數(shù)為n的

7、一群氫原子，向較低的激發(fā)態(tài)或基態(tài)躍遷時，可能產(chǎn)生的譜線條數(shù)為N= 說明3. 一群原子和一個原子的躍遷問題說明4. 躍遷與電離的問題 原子躍遷時不管是吸收還是輻射光子，其光子的能量都必須等于這兩個能級的能量差即： 若想把處于某一定態(tài)上的原子的電子電離出去，就需要給原子一定的能量如基態(tài)氫原子電離，其電離能為13.6 eV，只要能量等于或大于13.6 eV的光子都能被基態(tài)氫原子吸收而電離，只不過入射光子的能量越大，原子電離后產(chǎn)生的電子具有的動能越大 18ppt課件-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540 nE/eV賴曼系（紫外線）巴耳末系（可見光）帕邢系（紅外線）布喇開系逢德系N=1N=2

8、N=3N=4N=5N=6軌道與能級相對應成功解釋了氫光譜的所有譜線。二、玻爾理論對氫光譜的解釋19ppt課件 氫原子能級躍遷與光譜圖巴耳末系-13.6 eV-3.40 eV-1.51 eV-0.85 eV-0.54 eV 0n=1n=2n=3n=4n=5n=問題1：巴爾末公式有正整數(shù)n出現(xiàn)，這里我們也用正整數(shù)n來標志氫原子的能級。它們之間是否有某種關系？巴爾末公式：二、玻爾理論對氫光譜的解釋20ppt課件n=6n=5n=4n=1n=3n=2（巴爾末系）二.玻爾理論對氫光譜的解釋HHHH21ppt課件 玻爾理論成功的解釋并預言了氫原子輻射的電磁波的問題，但是也有它的局限性在解決核外電子的運動時成

9、功引入了量子化的觀念同時又應用了“粒子、軌道”等經(jīng)典概念和有關牛頓力學規(guī)律除了氫原子光譜外，在解決其他問題上遇到了很大的困難三、玻爾模型的局限性氦原子光譜量子化條件的引進沒有適當?shù)睦碚摻忉尅?2ppt課件湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子湯姆孫的西瓜模型粒子散射實驗盧瑟福的核式結構模型原子不可割湯姆孫的西瓜模型原子穩(wěn)定性事實氫光譜實驗否定建立否定建立否定盧瑟福的核式結構模型建立出現(xiàn)矛盾出現(xiàn)矛盾?玻爾模型復雜（氦）原子光譜量子力學理論 玻爾模型否定建立觀察與實驗所獲得的事實出現(xiàn)矛盾建 立 科 學模型提出科學假說拓展與提高怎樣修改玻爾模型？思想：必須徹底放棄經(jīng)典概念？關鍵：用電子云概念取代經(jīng)典的軌道概念電子在某處單位

10、體積內(nèi)出現(xiàn)的概率電子云原子結構的認識史重點一：能熟練畫出氫原子能級圖EnE2E1-13.6E3E4E5基態(tài)電離態(tài)第一激發(fā)態(tài)主量子數(shù)能量巴耳末系末態(tài)賴曼系末態(tài)第二激發(fā)態(tài)第三激發(fā)態(tài)8654321(eV)E113.6eVEnE1n2記住關鍵數(shù)據(jù)和公式(vhE初E末學以致用重點二：掌握能級躍遷概念及譜線計算方法h10346.63Js10191.60JEnE1n2n2eV13.613.6n2(vhE初E末優(yōu)點：突出能級概念。可看成理論公式。24ppt課件 例題1：按照波爾理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道上，有關能量變化的說法中，正確的是:A、電子的動能變大，電勢能變大，總能量變大

11、B、電子的動能變小，電勢能變小，總能量變小C、電子的動能變小，電勢能變大，總能量不變D、電子的動能變小，電勢能變大，總能量變大D例題2：根據(jù)玻爾理論，某原子的電子從能量為E的軌道躍遷到能量為E/的軌道，輻射出波長為的光，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，則E/等于 A. B. C. D.C26ppt課件例題3：欲使處于基態(tài)的氫原子被激發(fā)，下列可行的措施是（ ） A.用10.eV的光子照射 B.用11eV的光子照射 C.用14eV的光子照射 D.用11eV的電子碰撞ACD27ppt課件例4、如圖所示為氫原子的能級圖，若用能量為12.75eV的光子去照射大量處于基態(tài)的氫原子，則（ ）A.氫原子能從基態(tài)躍遷到n=4的激發(fā)態(tài)上去B.有的氫原子能從基態(tài)躍遷到n=3的激發(fā)態(tài)上去 C.氫原子最多能發(fā)射3種波長不同的光 D.氫原子最多能發(fā)射6種波長不同的光AD28ppt課件八、氫原子的能量rv庫侖力提供向心力1、電子的動能：2、原子的電勢能：取電子與核相距無窮遠時的電勢能為零29ppt課件3、原子的能量：原子的能量值是核外電子的動能原子所具有的勢能的總和原子的能量值為什么是一