高二化学氢原子光谱和玻尔的原子结构模型.ppt

绚丽壮观的焰火增加了节日欢乐的气氛，都市夜空色彩夺 目的美景会给你留下不可磨灭的记忆。渐渐长大的你是否想 过，这给你带来惊异和欢乐的美景是如何产生的？是什么产 生了这不同颜色的光？这一节内容的学习，将会帮助我们揭 开其中的秘密。 第一节 原子结构模型 （1） 道尔顿原子模型道尔顿原子模型 英国科学家道尔顿 （Dalten 1766 1844）把古代模糊的 原子假说发展为科学 的原子理论，为近代 化学的发展奠定了重 要的基础。恩格斯曾 誉称他为“近代化学 之父”。 原子是组成物质的基本粒子，它们是坚实的、不可再分的实心球。 按照道尔顿的理论，原子是既不能创造，也不能毁灭，又不能再分割的 最最基本的物质粒子。那么，放电管中的“射线”是什么呢？汤姆逊用实 验回答说：是电子，并且在各种元素的原子中都有电子。这样看来，原子 就不是不可再分的了！也就是说，原子不是最最基本的物质粒子了！ 汤姆生原子模型汤姆生原子模型 原子是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子 ，中和了正电荷，从而形成了中性原子。 卢瑟福原子模型卢瑟福原子模型 原子中心有一个带正电荷的核，它的质量几乎等于原子的 全部质量，电子在它的周围沿着不同的轨道运转，就象行星环 绕太阳运转一样。 将原子结构比喻像个小小的太阳系，中心是带阳电荷的原子核，外 面绕着核转的是带阴电荷的电子。不同的是：在太阳系中，行星绕太阳 转，靠万有引力；在原子中，电子绕着原子核转，靠异性电荷的吸引力 。 卢瑟福的原子结构理论卢瑟福的原子结构理论 卢瑟福的原子结构理论遇到的问题卢瑟福的原子结构理论遇到的问题 根据已经知道的电磁运动的规律，电子在运动的时候会放出电磁波（ 能量）。因此，绕着原子核旋转的电子，因为能量逐渐减小，应当沿着一 条螺旋形的轨道转动，离中心的原子核越来越近，最后碰在原子核上。这 样一来，原子就被破坏了。 实际上，原子很稳定，有一定大小，并没有发生这种电子同原子核碰 撞的情况。这又怎样解释呢？ 波尔原子模型波尔原子模型 电子在原子核外空间的一定轨道上绕核做高速的圆周运动。 他应用当时物理学中新发展起来的量子论，指出电子按着固定 的轨道围绕原子核运动的时候是不会放出能量的，所以电子不会掉 到原子核上去。他还指出，电子在原子核外面只能在一定的轨道上 运动。他提出了核外电子排列的规律。这就是有名的玻尔模型。 电子云这个名词是用 来描述原子或分子中电子 在原子核外围各区域出现 的概率的。为了直观，把 电子的这种概率分布状况 用图像表示时，以不同的 浓淡代表概率的大小，其 结果如同电子在原子核周 围形成了云雾，所以叫电 子云。 也就是说，原子中的 、受束缚的电子不是像行 星绕太阳运转那样在确定 的时刻处于确定的位置的 。 玻尔理论的出现解决了什么问题呢？让我们先一起来看看有关的知识背景。 高手笔记：电子云是电子在核外空间各处出现概率密度大小的形象化描述。 注意：电子云是一个形象化描述 一个小黑点不代表一个电子 电子云的疏密代表电子在那里出现的概率密度的大小 一、氢原子光谱和玻尔的原子结构理论 1.连续光谱(continuous spectrum) 无数波长连续的光形成 2.线状光谱(原子光谱)(line spectrum) 一些具有特定波长的光形成 3.氢原子光谱 连续？线状 卢瑟福的核式结构模型 经典电磁学 围绕原子核高速运动的电子 会自动释放出连续的能量 回过头来看玻尔的理论 玻尔原子结构模型 （1）行星模型 点拨：这里的“轨道”实际上就是我们现在所说的电子层。 （2）定态假设 点拨：玻尔原子结构理论认为：同一电子层上的电子能量完 全相同。 （3）量子化条件 点拨：量子化条件的内涵是： 各电子层能量差的不连续性。 （4）跃迁规则 原子光谱产生的原因：电子由激发态跃迁到基态会释放出 能量，这种能量以光的形式释放出来，所以就产生光谱。 氢原子光谱是线状光谱的原因：氢原子上的电子由n=2的激 发态跃迁到n=1的基态，与从n=3的激发态跃迁到n=2的激发 态，释放出的能量不同，因此产生光的波长不同。 Rutherford 核式原子模型 Planck 量子论 Einstein 光子学说 Bohr理论 1）定态假设 2）量子化条件假设 3）频率条件频率假设 理论要点 4. 玻尔的原子结构模型 1）定态假设 原子中的电子在具有确定半径的圆周轨道（orbit） 上绕核运动时，并不吸收能量，也不辐射能量，电 子处于定态。 不同轨道上运动的电子具有不同的能量，而且能量 是量子化的，即“一份一份”的，不能任意连续变 化而只能取某些不连续的值 2）量子化条件假设 基态基态 ground stateground state：原子能量最低的定态原子能量最低的定态。 激发态激发态 excited stateexcited state：除基态外的其他定态除基态外的其他定态。 3）频率条件频率假设 电子从一个轨道跃迁到另一轨道时，就要吸 收或放出能量，两个定态的能量差为E。如能 量以光辐射的形式表现出来，就形成了光谱。 E = EE = E 2 2 - E- E 1 1 = h= h ( ( =c/=c/ ) ) 为什么氢光谱是线状光谱？ n=4 n=3 n=2 n=1 吸收