2018版高中物理 第2章 原子结构 第3节 玻尔的原子模型教师用书 鲁科版选修3-5

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1、第3节　玻尔的原子模型学习目标知识脉络1.知道玻尔理论的基本假设的主要内容．(重点)2．了解能级、跃迁、能量量子化以及基态、激发态等概念．(重点)3．理解原子发射和吸收光子的频率与能级差的关系．(难点)玻尔原子模型1．卢瑟福的原子核式结构模型能够很好地解释α粒子与金箔中原子碰撞所得到的信息，但不能解释原子光谱是特征光谱和原子的稳定性．2．玻尔原子理论的主要内容(1)原子只能处于一系列能量不连续的状态中，这些状态叫作定态．(2)原子从一种定态跃迁到另一种定态时，吸收(或辐射)一定频率的光子能量hν，其中h为普朗克常量，h＝6.63×1

2、0－34J·s，ν为光的频率．(3)原子的不同能量状态对应于电子的不同运行轨道．只有电子的轨道半径r跟电子动量mev的乘积满足mevr＝n·(n＝1,2,3，…)的轨道才是可能的．1．玻尔理论全面否定了原子的核式结构模型．(×)2．玻尔认为原子是稳定的，电子绕核旋转但不向外辐射能量．(√)3．原子跃迁时吸收或辐射光子的能量必须是两能级之差．(√)请详细阐述原子核式结构模型与经典电磁理论的矛盾．【提示】　电子绕核做圆周运动是加速运动，按照经典理论，加速运动的电荷要不断地向周围发射电磁波，电子的能量就要不断减少，最后电子要落到原子核上，

3、这与原子通常是稳定的事实相矛盾．1．轨道量子化：轨道半径只能够是一些不连续的、某些分立的数值．氢原子各条可能轨道上的半径rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)其中n是正整数，r1是离核最近的可能的轨道半径，r1＝0.53×10－10m．其余可能的轨道半径还有0.212nm、0.477nm…不可能出现介于这些轨道半径之间的其他值．这样的轨道形式称为轨道量子化．2．能量量子化(1)电子在可能轨道上运动时，虽然是变速运动，但它并不释放能量，原子是稳定的，这样的状态也称之为定态．(2)由于原子的可能状态(定态)是不连续的，具有的能量也是不连续

4、的．这样的能量值，称为能级，能量最低的状态称为基态，基态最稳定，其他的状态叫作激发态，对氢原子，以无穷远处为势能零点时，其能级公式En＝E1(n＝1,2,3，…)其中E1代表氢原子的基态的能级，即电子在离核最近的可能轨道上运动时原子的能量值，E1＝－13.6eV.n是正整数，称为量子数．量子数n越大，表示能级越高．(3)原子的能量包括：原子的原子核与电子所具有的电势能和电子运动的动能．3．跃迁：原子从一种定态(设能量为E2)跃迁到另一种定态(设能量为E1)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，高能级

5、Em低能级En.可见，电子如果从一个轨道到另一个轨道，不是以螺旋线的形式改变半径大小的，而是从一个轨道上“跳跃”到另一个轨道上．玻尔将这种现象叫作电子的跃迁．1．关于玻尔的原子模型理论，下面说法正确的是(　　)A．原子可以处于连续的能量状态中B．原子的能量状态是不连续的C．原子中的核外电子绕核做加速运动一定向外辐射能量D．原子中的电子绕核运转的轨道半径是连续的【解析】　根据玻尔原子理论：电子轨道和原子能量都是量子化的，不连续的，处于定态的原子并不向外辐射能量，可判定B是正确的．【答案】　B2．(多选)根据玻尔理论，下列关于氢原子的论

6、述正确的是(　　)A．若氢原子由能量为En的定态向能量为Em的低能级跃迁，则氢原子要辐射的光子能量hν＝Em－EnB．电子沿某一轨道绕核运动，若圆周运动的频率为ν，则其发光的频率也是νC．一个氢原子中的电子从一个半径为ra的轨道自发地直接跃迁到另一半径为rb的轨道，已知ra>rb，则此过程原子要辐射某一频率的光子D．氢原子吸收光子后，将从高能级向低能级跃迁【解析】　原子由能量为En的定态向低能级跃迁时，辐射的光子能量等于能级差，A正确；电子沿某一轨道绕核运动，处于某一定态，不向外辐射能量，故B错；电子由半径大的轨道跃迁到半径小的轨道

7、，能级降低，因而要辐射某一频率的光子，故C正确；原子吸收光子后能量增加，能级升高，故D错．【答案】　AC3．根据玻尔理论，某原子从能量为E的轨道跃迁到能量为E′的轨道，辐射出波长为λ的光．以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，E′等于________．【解析】　释放的光子能量为hν＝h，所以E′＝E－hν＝E－h.【答案】　E－h解决玻尔原子模型问题的四个关键(1)电子绕核做圆周运动时，不向外辐射能量．(2)原子辐射的能量与电子绕核运动无关，只由跃迁前后的两个能级差决定．(3)处于基态的原子是稳定的，而处于激发态的原子是不稳定的．

8、(4)原子的能量与电子的轨道半径相对应，轨道半径大，原子的能量大；轨道半径小，原子的能量小．氢原子的能级结构1．能级：按照玻尔的原子理论，原子只能处于一系列不连续的能量状态．在每个状态中，原子的能量值都是确定的，各个确定的能量值叫做能