玻尔的原子模型.doc

玻尔的原子模型规律：1、 一群原子和一个原子的区别氢原子核外只有一个电子，这个电子在某个时刻只能处在某一个可能的轨道上，由某一轨道跃迁到另一个轨道可能的情况只有一种。但是如果容器中盛有大量的氢原子，这些原子的核外电子跃迁时，就会有多种情况出现。例题：有一群出于量子数的激发态的氢原子，在它们发光的过程中，发出的光谱线共有几条？n=4n=3n=2n=1图（2） 直接跃迁和间接跃迁的区别：有一个处于量子数的激发态的氢原子，跃迁时最多可能发出几种不同频率的光子？3种结论：直接跃迁仅有1种，间接最多有种可能。2、 光子辐射与吸收的区别nE/ev54321-0.85-1.51-3.40-13.6图（1）原子从一种定态（能量为）跃迁到另一种定态（能量为）时，将辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由初末状态的能级差决定，即：，若则辐射光子，若则吸收光子。例题：图（1）中画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量E，处在n=4的能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出若干不同频率的光子。已知金属钾的逸出功为2.22eV，在这些光波中，能够从金属钾表面打出光电子的光波共有（ C ）A、2种 B、3种 C、4种 D、5种3、跃迁和电离的区别根据玻尔的原子理论，当原子从低能级向高能级跃迁时，必须吸收光子。相反，当原子从高能级向低能级跃迁时，要向外辐射光子。不管是吸收光子还是辐射光子，其光子能量都必须正好等于两个能级的能量差。要想把出于某一定态的原子的电子电离，就需要给原子一定的能量E，并且。例题：用电磁波照射氢原子，使它从能量为的基态跃迁到能量为的激发态，该电磁波的频率应等于多少？解：，则一个氢原子出于基态，用光子能量为15eV的电磁波去照射该原子，是否能使氢原子电离？若能，求电子被电离后的动能为多少?解：能。因为，所以（能量守恒）4、 入射光子和入射电子的区别若是在光子激发下引起原子的跃迁，则要求光子能量必须等于原子的某两个能级的能量差，若是在电子激发下引起原子的跃迁，则要求电子的能量必须大于或等于原子某两个能级的能量差。例题：用12.6eV的光子去轰击出于基态的氢原子样品时，能否引起氢原子的跃迁？答：不能。因为12.6eV不满足的条件。如果为10.2eV,12.09eV，12.75eV可以。用12.6eV的电子去轰击处于基态的氢原子样品时，能否引起氢原子跃迁？如果能，则可以使氢原子跃迁到哪个能级上？，所以能，可以跃迁到或的能级上。5、 核外电子运动的能量关系n=4n=3n=2n=1图（3）根据玻尔理论：可知，当量子数n变大时，电子的轨道半径变大，电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道，由和可知，原子的总能量增大，这是因为原子吸收了能量。例题：氢原子核外电子外层轨道（半径为）向内层轨道（半径为）跃迁时，电子动能增量，电子的势能增量。则 0， 0，+ 0解：电子轨道半径由大变小的过程中，电场力做正功，电子的电势能变小，所以，电子在某一定态绕核做匀速圆周运动，由牛顿第二定律有：即：，由此式知：，。所以，。由，知，所以，。所以，因为原子向外辐射了能量。6、 将玻尔理论的规律迁移到新情景题中例题：原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时，有可能不发射光子。例如在某种条件下，铭原子n=2能级上的电子跃迁到n=1能级上时并不发射光子，而是得相应地能量转变n=4能级上的电子，使之脱离原子。这一现象叫做俄歇效应。以这种方式脱离了原子的电子叫俄歇电子。已知铭原子的能级公式可简化表示为，式中n=1,2,3表示不同的能级，A是正的常数，上述俄歇电子的动能是（ C ）A、 B、 C、 D、解：设铭原子从n=2跃迁到n=1能级释放的能量为，则有：。设n=4能级上的电子脱离原子，需吸收的能量为，则有由能量守恒： 所以。变式：多电子原子核外电子的分布形成若干层。K壳层离核最近，L壳层次之，M壳层更次之，每一壳层中课容纳的电子数是一定的，当一个壳层中的电子填满后，余下的电子将分布到次外的壳层。当原子的内壳层中出现空穴时，较外壳层中的电子将跃迁至空穴，并以发射光子（X光）的形式释放出多余的能量，但亦有一定概率将跃迁中放出的能量传给另一个电子，使此电子电离，这成为俄歇效应。这样电离出来的电子教俄歇电子。现用以能量为40.00keV的光子照射Cd(镉)原子，击出Cd原子中K层一个电子，使该壳层出现空穴。已知该K层电子的电离能为26.8keV。随后，Cd原子的L层中一个电子跃迁到K层，而由于俄歇效应，L层中的另一个电子从Cd原子射出，已知这两个电子的电离能皆为4.02keV，则射出的俄歇电子的动能为（ A ）A、 B、C、 D、0keV-26.8keVKL-4.02keV解：建模由跃迁原理：（能级差）由能量守恒：所以。例7右图为氢原子的能级示意图，现有1200个处于基态的氢原子被激发到量子数为4的能级上，若这些受激氢原子最后都回到基态，则在此过程中发出6种光子，频率依次为、且频率依次增大13.63.41.510.8504123E/ev（1）则一个氢原子从基态被激发到量子数为4的能级上需要吸收的能量是（ ）A B C D13.63.41.510.8504123E/ev解析：画出跃迁图，由可运算出自左向右释放光子的频率依次减小。从基态跃迁到4能级所需能量等于从4跃迁到基态释放的能量，C正确。可以用每条有向线段的长度代表辐射光子的能量，则，B正确。（2）已知金属钾的逸出功为2.22eV，则6种光子中能够使钾产生光电效应的有（ ）A二种 B三种 C四种 D五种解析：2.22eV，能产生光电效应，又因为、都大于，都能产生光电效应，故答案为C（3）假定处在量子数为的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的，则氢原子回到基态的过程中，产生的频率为的光子总数为（ ）A400 B200 C600 D1200解析：的光子是2的氢原子跃迁到1时产生的由题意，当时，跃迁到3、2、1的光子数各占个；当时，