第04节原子的能级结构 (2)

1、 18.4玻尔的原子模型 授课老师：陈茵媚卢瑟福模型的困难原子核式结构模型与经典电磁理论的矛盾核外电子绕核运动辐射电磁波电子轨道半径连续变小原子不稳定辐射电磁波频率连续变化事实上：原子是稳定的原子光谱是线状谱卢瑟福原子核式模型无法解释氢原子光谱的规律一、玻尔原子结构模型1、轨道假设（轨道量子化假设）:电子的轨道是 的，即轨道半径是 的数值，不可能是介于这些数值中间的某个值。+分 立 轨 道电子在这些轨道上绕核的转动是 的，不产生 。量子化分立稳定电磁辐射、定态假设（能量量子化假设）:+m rv轨道图123电子在不同轨道上运行时，对应原子具有 的能量，因此原子的能量是 的。这些量子化的能量值叫

2、，具有确定能量值的稳定状态称为 ， 叫基态，其它的状态叫做 。不同量子化能级定态能量最低的状态激发态基态激发态能级图3、跃迁假设123低能级高能级跃迁吸收光子辐射光子针对原子光谱是线状谱提出二、玻尔理论对氢光谱的解释玻尔从上述假设出发，利用库仑定律和牛顿运动定律，计算出了氢的电子可能的轨道半径和对应的能量123456基态激发态-13.6eV-3.4eV-1.51eV-0.85eV-0.54eV0 eV半径：能级：问题1：（1）.从n=2跃迁到n=3能级 释 _eV能量。（2）.从n=4跃迁到n=2能级 _ eV能量。1.892.55吸收释放问题2：比较问题1中两种光子的频率大小（2）情况中光子

3、的频率大问题3：分别能量为9ev、10.2ev、11eV、15eV的光子照射处于基态的氢原子，结果会如何？跃迁：使原子电离电离：9ev10.2ev11ev15ev不吸收能让基态的氢原子跃迁到2能级不吸收能让电子逃离原子核的束缚问题1：巴尔末公式有正整数n出现，这里我们也用正整数n来标志氢原子的能级。它们之间是否有某种关系？巴尔末公式：二、玻尔理论对氢光谱的解释实验测得：玻尔理论算得：2、成功预言了氢原子存在其它系谱线-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540 eVnE/eV巴耳末系可见光三、玻尔理论对氢光谱的解释1、成功解释了氢原子的巴耳末系谱线2、成功预言了氢原子的其它系谱线400n

4、m-可见光区-700nm红外线区紫外线区HHHH656nm486nm434nm410nm赖曼系 紫外线帕邢系布喇开系普丰特系红外线问题：1.气体导电发光的机理是什么？2、为什么可以制成五颜六色的霓虹灯？三、玻尔理论的成功与局限之处1、成功之处：引入了“量子”的观念成功解释了氢原子的线状光谱2、局限之处：过多地引用了经典的物理理论对于外层电子较多元素的原子光谱，其理论与事实相差很大问题：怎样修改玻尔模型？思想：必须彻底放弃经典概念？关键：用电子云概念取代经典的轨道概念电子在某处单位体积内出现的概率电子云玻尔理论只能解释氢原子光谱，而对外层电子较多的原子，理论与实际相差很多，玻尔理论不再成立。取而

5、代之的是量子力学。量子力学是一种彻底的量子理论。它不但成功地解释了玻尔理论所能解释的现象，而且能够解释大量玻尔理论所不能解释的现象。玻尔理论中的三点假设，在量子力学中也变成理论上推导出来的直接结果。建立在量子力学基础上的原子理论认为，核外电子的运动服从统计规律，而没有固定的轨道，我们只能知道他们在核外某处出现的概率大小。结果发现电子在某些地方出现的率概较大，在另一些地方出现的概率较小，电子频繁地出现在这些概率大的地方，我们可以想像在那里有一团“电子云”包围着原子核，这些电子云形成许多层，在不同层中运动的电子具有不同的能量，因而形成了原子的定态和能级。这样量子力学就根本抛弃了从经典物理引用来的电子运动轨道的概念，所谓玻尔理论中的电子轨道，只不过是电子云中电子出现概率最大的地方。18.4 玻尔的原子模型一、玻尔原子结构模型1、轨道假设（轨道量子化假设）:、定态假设（能量量子化假设）:、跃迁假设（频率条件）：基态激发态二、玻尔理论对氢光谱的解释1、向低能级跃迁发射光子2、向高能级跃迁吸收光子跃迁：电离：三、玻尔理论的成功与局限之处【例题】一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁，能发出多少种频率的光