【精品】2018-2019学年最新(新课标)人教新版选修3-5课件:第十八章第4节玻尔的原子模型_图文

第十八章 原子结构 4 玻尔的原子模型 学 习 目 标 重 点 难 点 1.知道玻尔原子理论基 重点 1.玻尔原子理论 本假设的主要内容. 的内容. 2.了解能级、跃迁、能 2.能级、跃迁、 能量量子化. 量量子化以及基态、激 发态等概念. 难点 3.能用玻尔原子理论简 玻尔原子理论的 单解释氢原子模型. 内容. 4.了解玻尔模型的不足 之处及其原因. 知识点一 玻尔理论的基本假设 提炼知识 1.定态假设. 当电子在不同轨道上运动时,原子处于不同的状态 中,具有不同能量,即原子的能量是量子化的,这些量 子化的能量值叫作能级.原子中这些具有确定能量的稳 定状态,称为定态.能量最低的状态叫作基态,其他的 能量状态叫作激发态. 2.跃迁假设. 当电子从能量较高的定态轨道(其能量记为 Em)跃迁 到能量较低的定态轨道(能量记为 En,m>n)时,会放出 能量为 hν 的光子,该光子的能量 hν=Em-En,该式称 为频率条件,又称辐射条件. 3.轨道假设. 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,只有半径在符合一定 条件时,这样的轨道才是可能的,也就是说:电子的轨 道是量子化的.电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的, 不产生电磁辐射. 判断正误 1 .玻尔的原子结构假说认为电子的轨道是量子化 的.(√) 2.电子吸收某种频率条件的光子时会从较低的能量 态跃迁到较高的能量态.(√) 3.电子能吸收任意频率的光子发生跃迁.(×) 小试身手 1 .关于玻尔的原子模型理论,以下说法正确的是 ( ) A.原子可以处于连续的能量状态中 B.原子的能量状态不是连续的 C. 原子中的核外电子绕核做变速运动时一定向外辐 射能量 D.原子中的电子绕核运动的轨道半径是连续的 解析:玻尔依据经典物理在原子结构问题上遇到的 困难,引入量子化观念建立了新的原子模型理论,主要 内容为:电子轨道是量子化的,原子的能量是量子化的, 处在定态的原子不向外辐射能量.由此可知 B 正确. 答案:B 知识点二 玻尔理论对氢光谱的解释及玻尔理论的 提炼知识 局限性 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 之后的定态轨道的量子数 n 和 2, 并且理论上的计算和实 验测量的里德伯常量符合得很好,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高 速运动电子的撞击,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.解释氢光谱的不连续:原子从较高的能态向低能 态跃迁时放出光子的能量等于前后两能级差,由于原子 的能级是分立的,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. 4.玻尔理论的成功之处:玻尔的原子理论第一次将 量子概念引入原子领域,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. 5.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经典 理论,把电子运动看成是经典力学描述下的轨道运动. 6.电子云:根据量子观念,核外电子的运动服从统 计规律,而没有固定的轨道,我们只能知道它们在核外 某处出现的概率大小,画出来的图象就像云雾一样,稠 密的地方就是电子出现概率大的地方,把它形象地称作 电子云. 判断正误 1 .氢原子的核外电子绕核运动的轨道是固定不变 的.(×) 2.氢原子所处的能级越高,能量越小.(×) 3.玻尔理论成功之处在于引入量子化观念.(√) 小试身手 2.(多选)光子的发射和吸收过程是( ) A.原子从基态跃迁到激发态要放出光子,放出光子 的能量等于原子在始末两个能级的能量差 B.原子不能从低能级向高能级跃迁 C.原子吸收光子后从低能级跃迁到高能级,放出光 子后从较高能级跃迁到较低能级 D.原子无论是吸收光子还是放出光子,吸收或放出 光子的能量恒等于始末两个能级的能量差值 答案:CD 拓展一 玻尔理论的理解 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 是离核最近的可能轨道的半径, r1=0.53×10-10 m.其余可能的轨道半径还有 0.212 nm, 0.477 nm,?,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,尽管是变速运动,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 能量也是不连续的.这样的能量值,称为能级,能量最 低的状态称为基态,其他的状态叫作激发态,对氢原子, 1 以无穷远处为零势能点时,其能级公式 En= 2E1(n=1, n 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=-13.6 eV.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:En=Ekn+Epn,即原子的能量包括: 原子的原子核与电子所具有的电势能和电子运动的动 2 m v ke 能.当氢原子中的电子绕核运动时: 2 = r ,故 Ekn r 2 1 2 ke2 = mv = .当电子的轨道半径增大时,库仑引力做负 2 2rn 功,原子的电势能增大,动能减小;反之电势能减小, 动能增大.与卫星绕地球运行相似. 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,即高能级 发射光子hν=Em-En Em= 低能级 En.可

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