波爾的原子模型(課堂)課件

第十八章原子結(jié)構(gòu)

第四節(jié)玻爾的原子模型人教版選修3-51第十八章原子結(jié)構(gòu)人教版選修3-51經(jīng)典理論的困難核外電子繞核運動輻射電磁波電子軌道半徑連續(xù)變小原子不穩(wěn)定輻射電磁波頻率連續(xù)變化事實上：原子是穩(wěn)定的輻射電磁波頻率只是某些確定值2經(jīng)典理論的困難核外電子繞核運動輻射電磁波電子軌道半徑連續(xù)變小歷史回顧在普朗克關(guān)于黑體輻射的量子論和愛因斯坦關(guān)于光子概念的啟發(fā)下，波爾于1913年把微觀世界中物理量取分立值的觀念應(yīng)用到原子系統(tǒng)，提出了自己的原子結(jié)構(gòu)假說。盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型正確地指出了原子核的存在，很好地解釋了α散射實驗。但是，經(jīng)典物理學(xué)既無法解釋原子的穩(wěn)定性，又無法解釋原子光譜的分立特征。3歷史回顧在普朗克關(guān)于黑體輻射的量子論和愛因斯坦關(guān)于光1、軌道假設(shè)：原子中的電子在庫侖力的作用下，繞原子核做圓周運動，服從經(jīng)典力學(xué)的規(guī)律。一、玻爾原子理論的基本假設(shè)氫原子中電子軌道的最小半徑但是，電子軌道半徑不是任意的，只有當(dāng)半徑大小符合一定條件時，這樣的軌道才是可能的。即電子的軌道是量子化的。電子在這些軌道上繞核的轉(zhuǎn)動是穩(wěn)定的，不產(chǎn)生電磁輻射。41、軌道假設(shè)：原子中的電子在庫侖力的作用下，繞原子核做圓周運2、能級假設(shè)：當(dāng)電子在不同軌道上運動時，原子處于不同狀態(tài),具有不同能量，所以原子能量也是量子化的。一、玻爾原子理論的基本假設(shè)氫原子在基態(tài)（第一能級）的能量：這些量子化的能量值叫能級；原子中這些具有確定能量的穩(wěn)定狀態(tài)叫定態(tài)。能量最低的狀態(tài)叫基態(tài)，其他狀態(tài)叫激發(fā)態(tài)。52、能級假設(shè)：當(dāng)電子在不同軌道上運動時，原子處于不同狀態(tài),具3、躍遷假設(shè)：當(dāng)電子從能量較高的定態(tài)軌道（設(shè)能量為Em）躍遷到能量較低的定態(tài)軌道（設(shè)能量為En，m>n）時，它輻射出一定頻率的光子，光子的能量由這兩種定態(tài)的能量差決定，即一、玻爾原子理論的基本假設(shè)反之，當(dāng)電子吸收光子時會從較低的能量態(tài)躍遷到較高的能量態(tài)，吸收的光子的能量同樣由兩種定態(tài)的能量差決定。(頻率條件或輻射條件)63、躍遷假設(shè)：當(dāng)電子從能量較高的定態(tài)軌道（設(shè)能量為Em）躍遷氫原子的軌道及對應(yīng)的能級n∞：電子脫離核束縛12345∞n量子數(shù)-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540E/eV氫原子能級圖7氫原子的軌道及對應(yīng)的能級n∞：電子脫離核束縛12345∞n軌道半徑：能量：（n=1,2,3……)式中r1=0.53×10-10m、E1=-13.6ev二、玻爾理論對氫光譜的解釋氫原子中電子的可能軌道半徑和相應(yīng)的能量

頻率條件8軌道半徑：能量：（n=1,2,3……)式中r1=0玻爾的原子模型4321E4E3E2E1定態(tài)假設(shè)躍遷假設(shè)4321E4E3E2E1軌道假設(shè)43219玻爾的原子模型4321n=6n=5n=4n=1n=3n=2根據(jù)：E=hv，λ=c/v又Eδ=1.89eV=3.03×10-19J所以，λ

δ=hc/Eδ=6.63×10-34×3.0×10-8

/

3.03×10-19J=6.57×10-7(m)（巴爾末系）HδHγHβHα10n=6n=5n=4n=1n=3n=2根據(jù)：E=hv，λ=c/HδHγHβHαn=4n=6n=5n=1n=3n=2巴爾末系氫吸收光譜11HδHγHβHαn=4n=6n=5n=1n=3n=2巴爾末系－－－－－－－－－－－－－－－－－１２３４５-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540eVnE/eV∞基態(tài)激發(fā)態(tài)賴曼系巴耳末系帕邢系布喇開系普豐德系氫原子的能級圖12－－－－－－－－－－－－－－－－－１２３４５-13.6-3.大量氫原子處于n=4激發(fā)態(tài)1、會輻射出幾種頻率的光？2、其中波長最短的是在哪兩個能級之間躍遷時發(fā)出的？12345∞n量子數(shù)-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540E/eV光子的能量必須等于能級差6種波長最短，頻率最大，故在41之間躍遷時發(fā)出的13大量氫原子處于n=4激發(fā)態(tài)1、會輻射出幾種頻率的光？2、其中電離：（完全脫離原子核束縛）電離后電子剩余動能為：注意：En為負(fù)值思考:分別能量為2eV、10eV的光子照射處于n=2激發(fā)態(tài)的氫原子，結(jié)果如何？使原子電離12345∞n量子數(shù)-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540E/eV2eV—躍遷，10eV—電離14電離：（完全脫離原子核束縛）電離后電子剩余動能為：注意：En實物粒子使原子躍遷實物粒子和原子碰撞的情況，由于實物粒子的動能可全部或部分地為原子吸收，所以只要入射粒子的動能大于或等于原子某兩定態(tài)能量之差，也可使原子受激發(fā)而向較高能級躍遷。知識拓展：15實物粒子使原子躍遷實物粒子和原子碰撞的情況，由于實物粒子的動玻爾理論解決了原子的穩(wěn)定性和輻射的頻率條件問題，但是也有它的局限性．在解決核外電子的運動時成功引入了量子化的觀念同時又應(yīng)用了“粒子、軌道”等經(jīng)典概念和有關(guān)牛頓力學(xué)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波爾理論還沒有完全解釋微觀粒子運動的規(guī)律。16玻爾理論解決了原子的穩(wěn)定性和輻射的頻率條件問題，但是也有它的電子是一種微觀粒子，在原子如此小的空間（直徑約10?1?m）內(nèi)作高速（接近光速3×10?m·s?1）運動，核外電子的運動與宏觀物體運動不同，沒有確定的方向和軌跡，只能用電子云描述它在原子核外空間某處出現(xiàn)機會（幾率）的大小。

電子云是近代對電子用統(tǒng)計的方法，在核外空間分布方式的形象描繪，它的區(qū)別在于行星軌道式模型。17電子是一種微觀粒子，在原子如此小的空間（直徑約10?1達(dá)標(biāo)練習(xí)：1、玻爾在他提出的原子模型中所做的假設(shè)有（）A．原子處在具有一定能量的定態(tài)中，雖然電子做變速運動，但不向外輻射能量

B．原子的不同能量狀態(tài)與電子沿不同的圓形軌道繞核運動相對應(yīng)，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ABC18達(dá)標(biāo)練習(xí)：1、玻爾在他提出的原子模型中所做的假設(shè)有（2、根據(jù)玻爾的原子理論，原子中電子繞核運動的半徑（）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D192、根據(jù)玻爾的原子理論，原子中電子繞核運動的半徑（3、按照玻爾理論，一個氫原子中的電子從一半徑為ra的圓軌道自發(fā)地直接躍遷到一半徑為rb的圓軌道上，已知ra>rb，則在此過程中（）A、原子要發(fā)出一系列頻率的光子B、原子要吸收一系列頻率的光子C、原子要發(fā)出某一頻率的光子D、原子要吸收某一頻率的光子C203、按照玻爾理論，一個氫原子中的電子從一半徑為ra的圓軌道自4、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（）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ACD214、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5、如圖所示是某原子的能級圖,a、b、c

為原子躍遷所發(fā)出的三種波長的光.

在下列該原子光譜的各選項中,譜線從左向右的波長依次增大,則正確的是

_____________.C三種光的頻率，波長滿足什么關(guān)系？225、如圖所示是某原子的能級圖,a、b、c

為原子躍遷所發(fā)出的一、玻爾原子理論的基本假設(shè)1、軌道假設(shè)：2、能級假設(shè)：3、躍遷假設(shè)：二、玻爾理論對氫光譜的解釋三、玻爾模型的局限性小結(jié)23一、玻爾原子理論的基本假設(shè)1、軌道假設(shè)：2、能級假設(shè)：3、躍第十八章原子結(jié)構(gòu)

第四節(jié)玻爾的原子模型人教版選修3-524第十八章原子結(jié)構(gòu)人教版選修3-51經(jīng)典理論的困難核外電子繞核運動輻射電磁波電子軌道半徑連續(xù)變小原子不穩(wěn)定輻射電磁波頻率連續(xù)變化事實上：原子是穩(wěn)定的輻射電磁波頻率只是某些確定值25經(jīng)典理論的困難核外電子繞核運動輻射電磁波電子軌道半徑連續(xù)變小歷史回顧在普朗克關(guān)于黑體輻射的量子論和愛因斯坦關(guān)于光子概念的啟發(fā)下，波爾于1913年把微觀世界中物理量取分立值的觀念應(yīng)用到原子系統(tǒng)，提出了自己的原子結(jié)構(gòu)假說。盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型正確地指出了原子核的存在，很好地解釋了α散射實驗。但是，經(jīng)典物理學(xué)既無法解釋原子的穩(wěn)定性，又無法解釋原子光譜的分立特征。26歷史回顧在普朗克關(guān)于黑體輻射的量子論和愛因斯坦關(guān)于光1、軌道假設(shè)：原子中的電子在庫侖力的作用下，繞原子核做圓周運動，服從經(jīng)典力學(xué)的規(guī)律。一、玻爾原子理論的基本假設(shè)氫原子中電子軌道的最小半徑但是，電子軌道半徑不是任意的，只有當(dāng)半徑大小符合一定條件時，這樣的軌道才是可能的。即電子的軌道是量子化的。電子在這些軌道上繞核的轉(zhuǎn)動是穩(wěn)定的，不產(chǎn)生電磁輻射。271、軌道假設(shè)：原子中的電子在庫侖力的作用下，繞原子核做圓周運2、能級假設(shè)：當(dāng)電子在不同軌道上運動時，原子處于不同狀態(tài),具有不同能量，所以原子能量也是量子化的。一、玻爾原子理論的基本假設(shè)氫原子在基態(tài)（第一能級）的能量：這些量子化的能量值叫能級；原子中這些具有確定能量的穩(wěn)定狀態(tài)叫定態(tài)。能量最低的狀態(tài)叫基態(tài)，其他狀態(tài)叫激發(fā)態(tài)。282、能級假設(shè)：當(dāng)電子在不同軌道上運動時，原子處于不同狀態(tài),具3、躍遷假設(shè)：當(dāng)電子從能量較高的定態(tài)軌道（設(shè)能量為Em）躍遷到能量較低的定態(tài)軌道（設(shè)能量為En，m>n）時，它輻射出一定頻率的光子，光子的能量由這兩種定態(tài)的能量差決定，即一、玻爾原子理論的基本假設(shè)反之，當(dāng)電子吸收光子時會從較低的能量態(tài)躍遷到較高的能量態(tài)，吸收的光子的能量同樣由兩種定態(tài)的能量差決定。(頻率條件或輻射條件)293、躍遷假設(shè)：當(dāng)電子從能量較高的定態(tài)軌道（設(shè)能量為Em）躍遷氫原子的軌道及對應(yīng)的能級n∞：電子脫離核束縛12345∞n量子數(shù)-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540E/eV氫原子能級圖30氫原子的軌道及對應(yīng)的能級n∞：電子脫離核束縛12345∞n軌道半徑：能量：（n=1,2,3……)式中r1=0.53×10-10m、E1=-13.6ev二、玻爾理論對氫光譜的解釋氫原子中電子的可能軌道半徑和相應(yīng)的能量

頻率條件31軌道半徑：能量：（n=1,2,3……)式中r1=0玻爾的原子模型4321E4E3E2E1定態(tài)假設(shè)躍遷假設(shè)4321E4E3E2E1軌道假設(shè)432132玻爾的原子模型4321n=6n=5n=4n=1n=3n=2根據(jù)：E=hv，λ=c/v又Eδ=1.89eV=3.03×10-19J所以，λ

δ=hc/Eδ=6.63×10-34×3.0×10-8

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3.03×10-19J=6.57×10-7(m)（巴爾末系）HδHγHβHα33n=6n=5n=4n=1n=3n=2根據(jù)：E=hv，λ=c/HδHγHβHαn=4n=6n=5n=1n=3n=2巴爾末系氫吸收光譜34HδHγHβHαn=4n=6n=5n=1n=3n=2巴爾末系－－－－－－－－－－－－－－－－－１２３４５-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540eVnE/eV∞基態(tài)激發(fā)態(tài)賴曼系巴耳末系帕邢系布喇開系普豐德系氫原子的能級圖35－－－－－－－－－－－－－－－－－１２３４５-13.6-3.大量氫原子處于n=4激發(fā)態(tài)1、會輻射出幾種頻率的光？2、其中波長最短的是在哪兩個能級之間躍遷時發(fā)出的？12345∞n量子數(shù)-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540E/eV光子的能量必須等于能級差6種波長最短，頻率最大，故在41之間躍遷時發(fā)出的36大量氫原子處于n=4激發(fā)態(tài)1、會輻射出幾種頻率的光？2、其中電離：（完全脫離原子核束縛）電離后電子剩余動能為：注意：En為負(fù)值思考:分別能量為2eV、10eV的光子照射處于n=2激發(fā)態(tài)的氫原子，結(jié)果如何？使原子電離12345∞n量子數(shù)-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540E/eV2eV—躍遷，10eV—電離37電離：（完全脫離原子核束縛）電離后電子剩余動能為：注意：En實物粒子使原子躍遷實物粒子和原子碰撞的情況，由于實物粒子的動能可全部或部分地為原子吸收，所以只要入射粒子的動能大于或等于原子某兩定態(tài)能量之差，也可使原子受激發(fā)而向較高能級躍遷。知識拓展：38實物粒子使原子躍遷實物粒子和原子碰撞的情況，由于實物粒子的動玻爾理論解決了原子的穩(wěn)定性和輻射的頻率條件問題，但是也有它的局限性．在解決核外電子的運動時成功引入了量子化的觀念同時又應(yīng)用了“粒子、軌道”等經(jīng)典概念和有關(guān)牛頓力學(xué)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波爾理論還沒有完全解釋微觀粒子運動的規(guī)律。39玻爾理論解決了原子的穩(wěn)定性和輻射的頻率條件問題，但是也有它的電子是一種微觀粒子，在原子如此小的空間（直徑約10?1?m）內(nèi)作高速（接近光速3×10?m·s?1）運動，核外電子的運動與宏觀物體運動不同，沒有確定的方向和軌跡，只能用電子云描述它在原子核外空間某處出現(xiàn)機會（幾率）的大小。

電子云是近代對電子用統(tǒng)計的方法，在核外空間分布方式的形象描繪，它的區(qū)別在于行星軌道式模型。40電子是一種微觀粒子，在原子如此小的空間（直徑約10?1達(dá)標(biāo)練習(xí)：1、玻爾在他提出的原子模型中所做的假設(shè)有（）A．原子處在具有一定能量的定態(tài)中，雖然電子做變速運動，但不向外輻射能量

B．原子的不同能量狀態(tài)與電子沿不同的圓形軌道繞核運動相對應(yīng)，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ABC41達(dá)標(biāo)練習(xí)：1、玻爾