鲁科版选修3 1.1.1氢原子光谱和玻尔的原子结构模型 课件（18张）.ppt

第1章原子结构 第1节原子结构模型 第1课时氢原子光谱和玻尔的原子结构模型 原子是由 和 构成的 原子核是由 和 构成的 但 原子核例外 在原子中 核电荷数 数 数 核素818o的意义是o原子核内有 个质子 个中子 质量数为 1 原子核 核外电子 质子 中子 质子 核外电子 2 8 10 18 知识回顾 请你补全 rn 氡的原子结构示意图 并且与其他同学交流你从原子结构示意图中获得的信息 通常所说的光是指人的 所能感觉到的 在真空中波长介于 之间的电磁波 不同波长的光在人的视觉中表现出不同的 按波长由长到短依次为 黄 3 电子排布规律 400 700nm 4 颜色 红 橙 绿 青 蓝 紫 视觉 了解原子结构模型的演变历程和玻尔的原子结构模型的内容 知道基态 激发态和原子光谱等概念 认识原子光谱分析的应用 1 2 学习目标 对原子结构认识的发展过程英国科学家 在1803年建立了原子学说 1903年英国的 提出了原子结构的 葡萄干布丁 模型 1911年英国物理学家卢瑟福提出了原子结构的 1913年丹麦科学家玻尔建立起核外电子 排布的原子结构模型 20世纪20年代中期建立了原子结构的 模型 1 道尔顿 汤姆逊 核式模型 分层 量子力学 知识梳理 氢原子光谱 1 光谱 光谱的定义许多物质都能够吸收光或发射光 为了研究物质的这种性质 人们利用仪器将物质吸收光或发射光的 和 分布记录下来 就得到所谓的光谱 光谱的分类光谱的分类标准有多种 一般我们只考虑 和 的分类方法 连续光谱 若由光谱仪获得的光谱是由 的光所组成 且相近的波长差别极小而不能分辨 则所得光谱为 2 波长 强度 连续光谱 线状光谱 各种波长 连续光谱 例如 阳光形成的光谱即为连续光谱 线状光谱 若由光谱仪获得的光谱是由具有 的 彼此分立的谱线组成 则所得光谱为线状光谱 例如氢原子光谱 氦原子光谱等都是线状光谱 光谱的应用在现代化学中 常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素 称为光谱分析 在历史上 许多元素是通过原子光谱发现的 如铯 1860年 和铷 1861年 其光谱图中有特征的蓝光和红光 它们的拉丁文名称由此得名 特定波长 2 氢原子光谱氢原子光谱的特征 氢原子光谱是线状光谱 是不连续的 1913年 丹麦科学家玻尔 n bohr 1885 1962 第一次认识到氢原子光谱是由氢原子的电子跃迁产生的 并通过纯粹的理论计算得到氢原子光谱的谱线波长 与实验结果几乎完全相同 科学界大为震惊 原子结构理论从此长足发展 最后建立了量子力学 人类历史从此进入了量子时代 玻尔的原子结构模型玻尔原子结构模型的基本观点 1 原子中的电子在具有确定半径的 轨道上绕 运动 并且不辐射能量 2 在不同轨道上运动的电子具有 的能量 e 而且能量是 的 3 只有当电子从一个轨道 ei 到另一个轨道 ej 才会辐射或吸收能量 h ej ei 3 圆周 原子核 不同 量子化 跃迁 光谱形成的原因原子在正常或稳定状态时 电子尽可能处于能量最低的轨道 这种状态称为 电子受激发处于能量高于 的状态称为 原子核外电子在一定条件下会发生跃迁 跃迁过程中伴随着 的变化 如果辐射或吸收的能量以光的形式表现并被记录下来 就形成了光谱 4 基态 基态 激发态 能量 氢原子光谱呈线状光谱的原因是什么 提示根据玻尔理论 氢原子的一个电子通常在能量最低的轨道 基态 上运动 不释放能量 但当氢原子受到激发 加热或氢气放电管放电 时 核外电子获得能量 即由基态跃迁至激发态 而处于激发态的电子极不稳定 它会迅速再跃迁至基态 在此跃迁过程中以光子的形式放出辐射能 发射出光子的频率取决于电子跃迁两轨道能级之差 由于各轨道的能量是不连续的 即量子化的 所以由电子的跃迁而发射出的光的频率也是不连续的 这便是氢原子光谱呈线状光谱的原因 线状光谱与连续光谱在谱线特征上有所不同 线状光谱是不连续的 连续光谱是连续的 彼此之间的关系为e0 h e e末 e始 慎思 原子结构认识的演变过程原子结构模型简明形象地表示出了人类对原子结构认识逐步深化的演变过程 1 道尔顿原子模型 1803年 原子是组成物质的基本的粒子 它们是坚实的 不可再分的实心球 2 汤姆逊原子模型 1903年 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 1 要点探究 3 卢瑟福原子模型 1911年 在原子的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 就像行星环绕太阳运转一样 4 玻尔原子模型 1913年 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 5 电子云模型 1927年 1935年 现代物质结构学说 现在 科学家已能利用电子显微镜和扫描隧道显微镜拍摄表示原子图像的照片 随着现代科学技术的发展 人类对原子的认识过程还会不断深化 光谱和玻尔的原子结构模型原子光谱 光 辐射 是电子释放能量的重要形式之一 不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光 可以用光谱仪摄取各种元素电子的吸收光谱或发射光谱 总称原子光谱 丹麦科学家玻尔在核式原子模型的基础上提出了核外电子分层排布的原子结构模型 玻尔的原子结构模型的基本观点是 1 原子中的电子在具有确定半径的圆周轨道上绕原子核运动 并且不辐射能量 2 2 不同轨道上的电子具有不同的能量 e 而且能量是量子化的 不能任意连续变化而只能取某些不连续的数值 轨道能量依n值 1 2 3 的增大而升高 n称为量子数 对氢原子而言 电子处在n 1的轨道时能量最低 称为基态 能量高于基态的状态 称为激发态 3 只有当电子从一个轨道 能量为ei 跃迁到另一个轨道 能量为ej 时 才会辐射或吸收能量 如果辐射或吸收的能量以光的形式表现并被记录下来 就形成了光谱 4 玻尔的核外电子分层排布的原子结构模型成功地解释了氢原子光谱是线状光谱的实验事实 玻尔的重大贡献在于指出原子光谱源自核外电子在能量不同的轨道之间的跃迁 而电子所处的轨道的能量是量子化的 玻尔理论不能解释 a 氢原子光谱为线状光谱b 在一给定的稳定轨道上 运动的核外电子不辐射能量c 氢原子的可见光区谱线d在有外加磁场时氢原子光谱有多条谱线解析玻尔理论是针对原子的稳定存在和氢原子光谱为线状光谱的事实提出的 有外加磁场时氢原子有多条谱线 玻尔的原子结构模型已无法解释这一现象 必须借助量子力学加以解释 答案d 典例剖析 氢原子光谱是元素的所有光谱中最简单的光谱 玻尔理论成功地解释了氢原子光谱 但对多电子原子的光谱却遇到困难 知能溯源 对充有氖气的霓虹灯管通电 灯管发出红色光 产生这一现象的主要原因是 a 电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能