高中物理第十八章原子结构第4节玻尔的原子模型学案新人教版

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1、4　玻尔的原子模型1．知道玻尔原子模型及能级、跃迁、激发态、基态等概念。2．理解原子发射和吸收光子的频率与能级差的关系。3．了解玻尔理论的成功之处和局限之处。按照经典电磁理论的说法，只要给原子提供一定的能量，原子就会由低能量状态跃迁到高能量状态。实际上对于某种元素的原子，只有吸收一些特定大小的能量原子才能从低能量状态向高能量状态跃迁，这是为什么呢？提示：原子只有吸收大小为两能级之差的能量才会发生跃迁。1．玻尔原子理论的基本假设(1)轨道量子化：玻尔认为，电子绕原子核做圆周运动，服从经典力学的规律，但轨道不能是任意的，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

2、。也就是说，电子的轨道是________的。电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的，不产生______辐射。(2)定态：电子在不同轨道上运动时能量是不同的，轨道的量子化势必对应着能量的量子化，这些量子化的能量值叫做______。这些具有确定的能量稳定状态称为______，能量最低的状态叫做______。也就是说，原子只能处在一系列________的能量状态中。(3)频率条件：当电子从能量______的定态轨道跃迁到能量______的定态轨道时，会辐射出能量为hν的光子，这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即hν＝________。反之会吸收光子。思考：为什么原子光谱

3、是线状谱？2．玻尔理论对氢原子光谱的解释(1)玻尔理论解释巴耳末公式：按照玻尔理论，从高能级跃迁到低能级时辐射的光子的能量为hν＝Em－En；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，同样，玻尔理论也很好地解释甚至预言了氢原子的其他谱线系。(2)解释气体放电发光：气体放电管中的原子受到________________的撞击，有可能跃迁到激发态，激发态是不稳定的，会自发地向低能级跃迁，放出光子。(3)解释氢原子光谱的不连续：原子从较高的能态向低能态跃迁时放

4、出光子的能量等于前后________，由于原子的能级是______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。3．玻尔模型的局限性(1)玻尔理论的成功之处：玻尔的原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律。(2)玻尔理论的局限性：对更复杂的原子发光，玻尔理论却无法解释，它的不足之处在于过多地保留了________。把电子运动看成是经典力学描述下的轨道运动。(3)电子云：根据量子观念，核外电子的运动服从统计规律，而没有固定的______，我们只能知道它们在核外某处出现的概率大小，画

5、出来的图像就像云雾一样，稠密的地方就是电子出现________的地方，把它形象地称作电子云。答案：1．(1)量子化　电磁(2)能级　定态　基态　不连续(3)较高　较低　Em－En思考提示：原子从高能级向低能级跃迁时，放出光子的频率是一定的，所以原子光谱是线状谱。2．(1)定态轨道　里德伯常量(2)高速运动的电子(3)两能级差　分立　分立3．(2)经典理论(3)轨道　概率大一、玻尔的原子模型的主要内容1．要点玻尔依据量子化思想，并将原子结构与光谱联系起来，提出了量子化的原子模型。玻尔原子模型的核心内容是能级、跃迁和轨道都是量子化的。玻尔理论能够成功地解释氢原子光谱的特征

6、和原子的稳定性。2．氢原子的能量和轨道量子化(1)氢原子能量的量子化：能级公式：En＝－(n＝1,2,3，…)，其中E1＝－13.6eV；(2)核外电子轨道的量子化：轨道公式：rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)，其中r1＝0.53×10－10m。公式中的n叫做量子数，其中n＝1的状态叫基态，n＝2以上的状态叫激发态。二、氢原子的能级结构与跃迁问题1．能级图2.氢原子的能级跃迁内容和规律跃迁实质　　跃迁是指电子从某一轨道跳到另一轨道，而电子从某一轨道跃迁到另一轨道对应着原子从一个能量状态(定态)跃迁到另一个能量状态(定态)能量转化　　当轨道半径减小时，库仑力做正功，原

7、子的电势能减小，电子动能增大，原子能量减小。反之，轨道半径增大时，原子电势能增大，电子动能减小，原子能量增大跃迁原因　　1.原子若是吸收光子的能量而被激发，其光子的能量必须等于两能级的能量差，否则不被吸收2.原子若是吸收外来实物粒子(例如自由电子)的能量而被激发，实物粒子的动能可全部或部分地被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于或等于两能级的能量差值(E＝Em－En)，就可使原子发生能级跃迁发光频率　　氢原子核外电子从高能级向低能级跃迁时可能直接跃迁到基态，也可能先跃迁到其他低能级的激发态，然后再到基态，因此处于n能级的电子向低能级跃迁时就有很多可能