第四节、玻尔的原子模型

第四节、玻尔的原子模型教学目标：1、了解玻尔原子理论的主要内容；2、了解轨道、能级、能量量子化以及定态、基态、激发态的概念。教学重点：玻尔原子理论的基本假设。教学难点：玻尔理论对氢光谱的解释。教学过程：进行新课一、玻尔原子理论的基本假设1、轨道量子化与定态：原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应。原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道的分布也是不连续的。只有当半径的大小符合一定条件时，这样的轨道才是可能的。也就是说，电子的轨道是量子化的。原子只能处于一系列不连续的能量状态中，因此，原子的能量是量子化的。这些量子化的能量值叫做能级。原子中这些具有确定能量的稳定状态叫定态。能量最低的状态叫做基态，其他的状态叫做激发态。2、频率条件：原子从一种定态（设能量为Em）跃迁到另一种定态（设能量为Em）时，它辐射（或吸收）一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即（h为普朗克恒量）。二、玻尔理论对氢光谱的解释从玻尔的基本假设出发，运用经典电磁学和经典力学的理论，可以计算氢原子中电子的可能轨道半径和相应的能量。1、轨道半径和能量的公式：轨道半径： n=1，2，3能量： n=1，2，3式中r1、E1、分别代表第一条（即离核最近的）可能轨道的半径和电子在这条轨道上运动时的能量，rn、En分别代表第n条可能轨道的半径和电子在第n条轨道上运动时的能量，n是正整数，叫量子数。氢原子的能级图如图所示：2、原子发光：原子从基态向激发态跃迁的过程是吸收能量的过程。原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃迁的过程，是辐射能量的过程，这个能量以光子的形式辐射出去，吸收或辐射的能量恰等于发生跃迁的两能级之差。说明：氢原子中只有一个核外电子，这个电子在某个时刻只能在某个可能轨道上，或者说在某个时间内，由某轨道跃迁到另一轨道可能情况只有一种。可是，通常容器盛有的氢气，总是千千万万个原子在一起，这些原子核外电子跃迁时，就会有各种情况出现了。但是这些跃迁不外乎是能级图中表示出来的那些情况。夫兰克赫兹实验证明了原子被激发到不同的状态时，吸收的能量是不连续的，进而说明原子能量是量子化的。三、玻尔模型的局限性玻尔理论虽然把量子理论引入原子领域，提出定态和跃迁概念，成功解释了氢原子光谱，但对多电子原子光谱无法解释，因为玻尔理论仍然以经典理论为基础。如粒子的观念和轨道。量子化条件的引进没有适当的理论解释。电子在某处单位体积内出现的概率电子云课堂练习1、下面关于玻尔理论的解释中，不正确的说法是（ C ）A.原子只能处于一系列不连续的状态中，每个状态都对应一定的能量B.原子中，虽然核外电子不断做加速运动，但只要能量状态不改变，就不会向外辐射能量C.原子从一种定态跃迁到另一种定态时，一定要辐射一定频率的光子D.原子的每一个能量状态都对应一个电子轨道，并且这些轨道是不连续的2、根据玻尔理论，氢原子中量子数n越大，则下列说法中正确的是（ A C D ）A.电子轨道半径越大 B.核外电子的速率越大C.氢原子能级的能量越大 D.核外电子的电势能越大3、按照玻尔理论，一个氢原子中的电子从一半径为ra的圆轨道自发地直接跃迁到一半径为rb的圆轨道上，已知rarb，则在此过程中（ C ）A.原子要发出一系列频率的光子 B.原子要吸收一系列频率的光子C.原子要发出某一频率的光子 D.原子要吸收某一频率的光子4、欲使处于基态的氢原子激发，下列措施可行的是( D )A用10.2eV的光子照射 B用11eV的光子照射C用14eV的光子照射 D用13eV的电子碰撞5、处于第四能级的氢原子跃迁基态的过程中，可能发出的不