4.4玻尔的原子模型+能级+课件+-高二物理教科版（2019）选择性必修第三册

玻尔的原子模型

能级汤姆孙发现电子汤姆孙的枣糕模型α粒子散射实验卢瑟福的核式结构模型回顾科学家对原子结构的认识史原子不可割汤姆孙的枣糕模型原子稳定性事实氢光谱实验否定建立否定建立否定卢瑟福的核式结构模型建立出现矛盾出现矛盾?普朗克黑体辐射的量子论爱因斯坦的光量子论玻尔原子结构假说巴耳末公式一、玻尔的原子结构理论（1）电子轨道半径r只能是某些分立的数值（2）电子绕核的转动是稳定的，不产生电磁辐射。（3）电子只能在某些特定轨道运动，而且不产生电磁辐射。1、假说1：轨道量子化（轨道假说）（4）电子的轨道半径公式（其中，n=1、2、3、....r1=0.053nm，是距离原子核最近的轨道半径）n越大，核外电子轨道半径越大，电子距离原子核越远针对原子核式结构模型提出针对原子的稳定性提出n=∞原子的能量与电子所在的轨道相对应当电子在不同的轨道上运动时，原子具有不同的能量。2、假说2：能量量子化（定态/能级假说）针对原子的稳定性提出（2）能级：原子的在各种定态时的能量值（1）定态：原子具有确定能量的稳定状态①基态：能量最低的状态(离核最近)②激发态：其他的能量状态2、假说2：能量量子化（定态/能级假说）123E412345E1E3E2E5E∞n基态激发态（3）电子轨道与原子能级的对应关系基态激发态E41234E1E3E2E∞n轨道与能级相对应原子能级图第1激发态∞第n-1激发态电子轨道图氢原子：+n=1n=2n=3v-n=4v-v-v-n=∞n越大，原子的能量越多，能级越高，核外电子的轨道半径越大——针对原子光谱是线状谱提出+nm低能级（Em）高能级（En）电子吸收光子克服库仑引力做功，原子能量增加电子辐射光子，原子能量减少跃迁频率条件:-3、假说3：频率条件(跃迁假说）二、用玻尔的原子结构理论解释氢原子光谱轨道量子化：氢原子：能量量子化：氢原子：频率条件:（辐射条件）玻尔原子模型

E/eV01、定态的能量值指总能量(即E=Ek+Ep)例如：E1=-13.6eV，其中Ek1=13.6eV，Ep1=-27.2eV。2、电势能Ep＜0，原因是规定无限远处的电势能为零。

越是里面轨道电势能越小，负得越多。注意：1、电子从高能级向低能级跃迁（自发跃迁）处于激发态的原子是不稳定的，可自发地经过一次或几次跃迁到达基态。发射光子的能量：——发射光子由于能级是分立的，所以放出的光子的能量也是分立的，因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线。--2、电子从低能级向高能级跃迁（受激跃迁）吸收光子的能量：——吸收光子---吸收光子的能量必须等于能级差--处于某个能级的电子吸收能量，挣脱原子核的束缚，成为自由电子的现象，叫做电离。电离后自由电子动能EK=hv-En发射光谱的明线与吸收光谱的暗线频率相同①原子的电离:原子由某一定态轨道跃迁到最高能级n=∞的过程。（对于能量大于或等于13.6eV的光子，氢原子电离，即原子结构被破坏）电离后电子剩余动能为：电离条件：（1）受激跃迁——吸收光子（光照）

跃迁条件：要么全被吸收，要么不吸收。

只要实物粒子（如微观粒子中的电子、α粒子等）能量足以使氢原子向高能级跃迁，就能被氢原子全部吸收或部分吸收而使氢原子向高能级跃迁，多余能量仍为实物粒子动能（自己保留）。电离后电子剩余动能为：①原子的电离:原子由某一定态轨道跃迁到最高能级n=∞的过程。电离条件：（2）受激跃迁——吸收实物粒子能量（碰撞、加热）②实物粒子使原子跃迁

:实物粒子的能量可以全部或部分被吸收，需要多少，吸收多少。多余的能量由实物粒子自己保留。氢原子能级图跃迁条件：从高能级向低能级跃迁（自发跃迁）从低能级向高能级跃迁（受激跃迁）１∞n５４３２-0.85-13.60-0.54-1.51-3.4E/eV巴耳末系赖曼系帕邢系玻尔理论成功解释了氢光谱的规律,甚至预言了氢原子的其他谱线系3、氢原子的能级图布喇开系三、玻尔原子结构的局限性玻尔在解决核外电子的运动时成功引入了量子化的观念同时又应用了“粒子、轨道”等经典概念和有关牛顿力学规律除了氢原子光谱外，在解决其他问题上遇到了很大的困难没有绕开经典理论无法解释复杂一点的原子的光谱现象无法解释谱线的强度等1、玻尔理论的局限性2、原子结构理论的发展过程汤姆孙发现电子汤姆孙的枣糕模型α

粒子散射实验卢瑟福的核式结构模型原子不可割汤姆孙的枣糕模型原子稳定性事实氢光谱实验卢瑟福的核式结构模型复杂（氦）原子光谱量子力学理论玻尔模型建立否定建立否定建立否定否定观察与实验所获得的事实建立科学模型提出科学假说玻尔模型彻底放弃经典概念，用电子云概念取代经典的轨道概念建立电子云电子在某处单位体积内出现的概率

(1)注意“一群”氢原子与“一个”氢原子的区别：一个氢原子处于n激发态时，能辐射出的光谱线条数最多为（n-1）条

.一群氢原子处于n激发态时，能辐射出的光谱线条数最多为

n(n-1)/2

条

.3、玻尔理论的几个注意点

(2)注意直接跃迁与间接跃迁

原子从一种能量状态跃迁到另一种能量状态时，有时可能是直接跃迁，有时可能是间接跃迁。两种情况辐射(或吸收)光子的频率不同。r小，动能大，势能小，总能量小r大，动能小，势能大，总能量大(3)氢原子的核外电子轨道半径变化后的原子的能量变化：【例1】（多选）玻尔在他提出的原子模型中所做的假设有（

）A.原子处于称为定态的能量状态时，虽然电子做加速运动，但并不向外辐射能量B.原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的C.电子从一个轨道跃迁到另一轨道时，辐射（或吸收）一定频率的光子D.电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率ABC【例2】欲使处于基态的氢原子激发，下列措施可行的是（

）用10.2eV的光子照射；用11eV的光子照射；用11eV的电子碰撞；用10.2eV的电子碰撞。ACD【例3】氢原子能级示意如图。现有大量氢原子处于n=3能级上,下列说法正确的是(

)A.这些原子跃迁过程中最多可辐射出2种频率的光子B.从n=3能级跃迁到n=1能级比跃迁到n=2能级辐射的光子频率低C.从n=3能级跃迁到n