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1、第2课时原子结构氢原子光谱考点自清一、电子的发现1.阴极射线的发现19世纪,科学家研究稀薄气体放电,发现阴极发出一种射线——.2.电子的发现汤姆孙确定阴极射线是由带负电的粒子组成,并测定出它的比荷,之后用油滴实验测定了它的电荷量,确定它是组成各种物质的基本成分,称之为.3.电子的发现说明原子也是可再分的.阴极射线电子二、原子结构1.实验基础:α粒子散射实验——用α粒子轰击金箔,发现大多数α粒子直进,少数发生偏转,极少数发生大角度偏转,个别的发生反弹.2.原子结构:在原子中心有一个很小的核(原子核),原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里,带负
2、电的电子在核外绕核旋转.3.原子核的大小:直径数量级在10-14m～10-15m以下,原子大小数量级为10-10m.4.核外电子的运动:由原子核对核外电子的作为核外电子绕核旋转的向心力.库仑力三、光谱和光谱分析1.光谱:用光栅和棱镜可以把光按波长展开.获得光的波长(频率)成分和的记录,即光谱.2.线状谱:有些光谱是一条条的亮线,这样的光谱叫线状谱.3.连续谱:有些光谱是连在一起的光带,叫连续谱.4.光谱分析:每种原子都有自己的特征谱线,可以利用它来鉴别物质或确定物质的组成成分,这种方法叫光谱分析.强度分布四、氢原子光谱巴耳末系是氢光谱在可见光区的谱线
3、,其波长公式(n=3,4,5,…)可见n取整数,不能取连续值,故波长也只能是分立的值.五、玻尔理论1.玻尔理论(1)轨道量子化:电子绕核运动的轨道的.(2)能量状态量子化:原子只能处于一系列不连续的能量状态中.能量最低的状态叫,其他状态叫.(3)跃迁假说:原子从一种定态跃迁到另一种定态要辐射(或吸收)一定频率的光子,即hν=(m>n).不连续基态激发态Em-En2.氢原子的能级和轨道半径(1)氢原子的能级公式:En=E1(n=1,2,3,…),其中E1为基态能量E1=-13.6eV.(2)氢原子的半径公式:rn=n2r1(n=1,2,3,…),其中r
4、1为基态半径,又称玻尔半径r1=0.53×10-10m.3.氢原子的能级图,如图1所示.图14.弗兰克——赫兹实验(1)如果原子的能级是分立的,那么用碰撞的方式使原子吸收的能量,即其他粒子转移给原子的能量,也应该是的.(2)1914年,弗兰克和赫兹采用电子轰击汞原子,发现电子损失的能量,也就是汞原子吸收的能量,是分立的,从而证明汞原子的能量是量子化的.5.玻尔理论的成功、局限和电子云玻尔的成功之处在于引入了观念,局限之处在于保留了过多的经典理论.电子云:电子云是描述电子在原子核外各区域出现的几率的状况,为直观起见,把电子的这种几率分布状况用图象表示时
5、,这种图象所显示的结果有如电子在原子核周围形成的云雾,故称电子云.量子化量子热点聚焦热点一三个原子模型的对比实验基础结构差异成功和局限“枣糕”模型电子的发现带正电物质均匀分布在原子内,电子镶嵌其中解释了一些实验事实,无法说明α粒子散射实验核式结构模型α粒子散射实验全部正电荷和几乎全部质量集中在核里,电子绕核旋转成功解释了α粒子散射实验,无法解释原子的稳定性与原子光谱的分立特征玻尔的原子模型氢原子光谱的研究在核式结构模型基础上,引入量子化观点成功解释了氢原子光谱,无法解释较复杂的原子光谱特别提示认识原子结构的线索:气体放电的研究阴极射线发现电子汤姆孙的
6、“枣糕”模型卢瑟福核式结构模型玻尔模型.氢原子光谱的研究α粒子散射实验热点二对原子跃迁条件的理解1.原子从低能级向高能级跃迁:吸收一定能量的光子,当一个光子的能量满足hν=E末-E初时,才能被某一个原子吸收,使原子从低能级E初向高能级E末跃迁,而当光子能量hν大于或小于E末-E初时都不能被原子吸收.2.原子从高能级向低能级跃迁,以光子的形式向外辐射能量,所辐射的光子能量恰等于发生跃迁时的两能级间的能量差.3.原子吸收能量的原则是吸收的能量恰好等于某两个能级之差,或者是吸收能量大于或等于其电离能,使电子成为自由电子;所以当原子吸收光子时,由于光子不可分
7、,故其必须选择能量满足上述原则的光子;当原子吸收实物粒子(如电子)的能量时,原子可以根据“需要”吸收其中的一部分能量,也即吸收实物粒子的能量没有条件限制.特别提示(1)原子跃迁条件hν=Em-En只适用于光子和原子作用而使原子在各定态之间跃迁的情况.对于光子和原子作用而使原子电离时,只要入射光的能量E≥13.6eV,原子就能吸收.对于实物粒子与原子作用使原子激发时,粒子能量大于或等于能级差即可.(2)原子跃迁发出的光谱线条数N=C2n=,是一群氢原子,而不是一个,因为某一个氢原子有固定的跃迁路径.热点三氢原子中电子运动的有关计算氢原子在各个不同的能量
8、状态对应不同的电子轨道,电子绕核做圆周运动的动能和系统的电势能之和即为原子的能量,即En=Ek+Ep.(1)
