1、3.2.4 玻尔的原子模型,一、玻尔原子理论的基本假设 1.轨道量子化(1)原子中的电子在 的作用下，绕原子核做 。(2)电子运行轨道的半径不是任意的，也就是说电子的轨道是 (A.连续变化 B.量子化)的。(3)电子在这些轨道上绕核的转动是 的，不产生 。,库仑引力,圆周运动,B,稳定,电磁辐射,2.定态(1)当电子在不同轨道上运动时，原子处于不同的状态，原子在不同的状态中具有不同的能量，即原子的能量是 的，这些量子化的能量值叫作 。(2)原子中这些具有确定能量的稳定状态，称为 。能量最低的状态叫作_，其他的状态叫作 。 3.跃迁：当电子从能量较高的定态轨道(其能量记为Em)跃迁到能量较低的定
2、态轨道(能量记为En，mn)时，会放出能量为h的光子，这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即h ，该式被称为频率条件，又称辐射条件。反之，当电子吸收光子时会从较低的能量态跃迁到较高的能量态，吸收的光子能量同样由频率条件决定。,量子化,能级,定态,基态,激发态,Em-En,思考判断,(1)玻尔认为电子运行轨道半径是任意的，就像人造地球卫星，能量大一些，轨道半径就会大点。( ) (2)玻尔认为原子的能量是量子化的，不能连续取值。( ) (3)当电子从能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时，会放出任意能量的光子。( ) 答案 (1) (2) (3),二、玻尔理论对氢光谱的解释 1.氢原子
3、的能级图(如图1),图1,2.解释巴耳末公式(1)按照玻尔理论，原子从高能级(如从E3)跃迁到低能级(如到E2)时辐射的光子的能量为h 。(2)巴耳末公式中的正整数n和2正好代表能级跃迁之前和之后所处的 的量子数n和2。并且理论上的计算和实验测量的 符合得很好。 3.解释气体导电发光：通常情况下，原子处于基态，基态是最稳定的，原子受到电子的撞击，有可能向上跃迁到 ，处于激发态的原子是 的，会自发地向能量较低的能级跃迁，放出 ，最终回到基态。,E3-E2,定态轨道,里德伯常量,激发态,不稳定,光子,4.解释氢原子光谱的不连续性：原子从较高能级向低能级跃迁时放出光子的能量等于前后 ，由于原子的能级
4、是 的，所以放出的光子的能量也是 的，因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线。 5.解释不同原子具有不同的特征谱线：不同的原子具有不同的结构，_各不相同，因此辐射(或吸收)的 也不相同。,两能级差,分立,分立,能级,光子频率,思考判断,(1)玻尔理论能很好地解释氢原子的巴耳末线系。( ) (2)处于基态的原子是不稳定的，会自发地向其他能级跃迁，放出光子。( ) (3)不同的原子具有相同的能级，原子跃迁时辐射的光子频率是相同的。( ) 答案 (1) (2) (3),三、玻尔理论的局限性 1.玻尔理论的成功之处：玻尔理论第一次将 引入原子领域，提出了_和 的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律。
5、2.玻尔理论的局限性：保留了 的观念，仍然把电子的运动看作经典力学描述下的 。 3.电子云：原子中电子的坐标没有确定的值，我们只能说某时刻电子在某点附近单位体积内出现的概率是多少，如果用疏密不同的点表示电子在各个位置出现的概率，画出图来就像云雾一样，故称 。,量子观念,定态,跃迁,经典粒子,轨道运动,电子云,思考判断,(1)玻尔第一次提出了量子化的观念。( ) (2)玻尔的原子理论模型可以很好地解释氦原子的光谱现象。( ) (3)电子的实际运动并不是具有确定坐标的质点的轨道运动。( ) 答案 (1) (2) (3),玻尔原子理论的基本假设,(1)轨道半径只能够是一些不连续的、某些分立的数值。
6、(2)氢原子中电子轨道的最小半径为r10.053 nm，其余轨道半径满足rnn2r1，式中n称为量子数，对应不同的轨道，只能取正整数。,1.轨道量子化,要点归纳,2.能量量子化,3.跃迁与频率条件,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个轨道时，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 审题指导 解答本题应注意以下三点： (1)玻尔原子模型
7、的轨道量子化假设。 (2)能量量子化假设。 (3)跃迁理论。,精典示例,解析 选项A、B、C三项都是玻尔提出来的假设，其核心是原子定态概念的引入与能级跃迁学说的提出，也就是“量子化”的概念。原子的不同能量状态与电子绕核运动时不同的圆轨道相对应，电子跃迁时辐射光子的频率由前后两个能级的能量差决定，即hEmEn，故选项D错误，A、B、C正确。 答案 ABC,针对训练1 (多选)按照玻尔原子理论，下列表述正确的是( ),A.核外电子运动轨道半径可取任意值 B.氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量越大 C.电子跃迁时，辐射或吸收光子的能量由能级的能量差决定，即hEmEn(mn) D.氢原子从激发态
8、向基态跃迁的过程，可能辐射能量，也可能吸收能量 解析 根据玻尔理论，核外电子运动的轨道半径是确定的值，而不是任意值，选项A错误；氢原子中的电子离原子核越远，能级越高，能量越大，选项B正确；由跃迁规律可知选项C正确；氢原子从激发态向基态跃迁的过程中，应辐射能量，选项D错误。 答案 BC,玻尔理论对氢光谱的解释和波尔模型的局限性,要点归纳,4.玻尔原子模型的局限性,(1)保留了经典理论，把电子的运动看作经典力学描述下的轨道运动。 (2)没有认识到电子的波粒二象性，即电子出现的位置是一种几率情况。,例2 用频率为0的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为3、2、1的三条谱线，且321，则( ),审题指导 (1)根据光谱线条数确定氢原子受激发所达到的最高能级。 (2)判断所有可能的跃迁。,精典示例,解析 大量氢原子跃迁时只有三个频率的光谱，这说明是从n3能级向低能级跃迁，根据能量守恒有，h3h2h1，解得321，选项B正确。 答案 B,针对训练2 氢原子的四个能级，其中E1为基态。若大量的氢原子A处于激发态E2，大量的氢原子B处于激发态E3，则下列说法正确的是( ),A.原子A可能辐射出3种频率的光子 B.原子B可能辐射出3种频率的光子 C.原子A能够吸收原子B发出的光子并跃迁到能级E4 D.原子B能够吸收原子A发出的光子并跃迁到能级E4,图2,答案 B,
