184波尔的原子模型概述.pptx
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1、4玻尔的原子模型 一、玻尔原子理论的基本假设一、玻尔原子理论的基本假设1.1.轨道量子化轨道量子化:(1)(1)原子中的电子在原子中的电子在_的作用下的作用下,绕原子核做绕原子核做_。(2)(2)电子运行轨道的半径不是任意的电子运行轨道的半径不是任意的,也就是说电子也就是说电子的轨道是的轨道是_(A._(A.连续变化连续变化B.B.量子化量子化)的。的。(3)(3)电子在这些轨道上绕核的转动是电子在这些轨道上绕核的转动是_的的,不产生不产生_。库仑引力库仑引力圆周运动圆周运动B B稳定稳定电磁辐射电磁辐射2.2.定态定态:(1)(1)当电子在不同轨道上运动时当电子在不同轨道上运动时,原子处于不
2、同的状态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原子在不同的状态中具有不同的能量,即原子的能量是即原子的能量是_的的,这些量子化的能量值叫作这些量子化的能量值叫作_。(2)(2)原子中这些具有确定能量的稳定状态原子中这些具有确定能量的稳定状态,称为称为_。能量最低的状态叫作能量最低的状态叫作_,_,其他的状态叫作其他的状态叫作_。量子化量子化能级能级定态定态基态基态激发态激发态3.3.跃迁跃迁:(1)(1)当电子从能量较高的定态轨道当电子从能量较高的定态轨道(其能量记为其能量记为E Em m)跃跃迁到能量较低的定态轨道迁到能量较低的定态轨道(能量记为能量记为E En n,mn),m
3、n)时时,会放会放出能量为出能量为hh的光子的光子,这个光子的能量由前后两个能级这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定的能量差决定,即即h=_,h=_,该式被称为频率条件该式被称为频率条件,又又称辐射条件。称辐射条件。E Em m-E-En n(2)(2)反之反之,当电子吸收光子时会从较低的能量态跃迁到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较高的能量态,吸收的光子能量同样由频率条件决定。吸收的光子能量同样由频率条件决定。【判一判判一判】(1)(1)玻尔认为电子运行轨道半径是任意的玻尔认为电子运行轨道半径是任意的,就像人造地就像人造地球卫星球卫星,能量大一些能量大一些,轨道半径就会
4、大点。轨道半径就会大点。()(2)(2)玻尔认为原子的能量是量子化的玻尔认为原子的能量是量子化的,不能连续取值。不能连续取值。()(3)(3)当电子从能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定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态轨道时,会放出任意能量的光子。会放出任意能量的光子。()提示:提示:(1)(1)。玻尔认为电子运行轨道是量子化的。玻尔认为电子运行轨道是量子化的,轨轨道半径不是任意的道半径不是任意的,只有半径大小符合一定条件时只有半径大小符合一定条件时,轨轨道才是有可能的。道才是有可能的。(2)(2)。玻尔认为电子运行轨道是量子化的。玻尔认为电子运行轨道是量子化的,原子的能
5、原子的能量是量子化的量是量子化的,不能连续取值。不能连续取值。(3)(3)。当电子从能量较高的定态轨道跃迁到能量较低。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的定态轨道时,会放出符合辐射条件的光子。会放出符合辐射条件的光子。二、玻尔理论对氢光谱的解释二、玻尔理论对氢光谱的解释1.1.氢原子的能级图氢原子的能级图:2.2.解释巴耳末公式解释巴耳末公式:(1)(1)按照玻尔理论按照玻尔理论,原子从高能级原子从高能级(如从如从E E3 3)跃迁到低能跃迁到低能级级(如到如到E E2 2)时辐射的光子的能量为时辐射的光子的能量为h=_h=_。(2)(2)巴耳末公式中的正整数巴耳末公式中的正
6、整数n n和和2 2正好代表能级跃迁之正好代表能级跃迁之前和之后所处的前和之后所处的_的量子数的量子数n n和和2 2。并且理论上。并且理论上的计算和实验测量的的计算和实验测量的_符合得很好。符合得很好。E E3 3-E-E2 2定态轨道定态轨道里德伯常量里德伯常量3.3.解释气体导电发光解释气体导电发光:通常情况下通常情况下,原子处于基态原子处于基态,基基态是最稳定的态是最稳定的,原子受到电子的撞击原子受到电子的撞击,有可能向上跃有可能向上跃迁到迁到_,_,处于激发态的原子是处于激发态的原子是_的的,会自发会自发地向能量较低的能级跃迁地向能量较低的能级跃迁,放出放出_,_,最终回到基态。最终
7、回到基态。激发态激发态不稳定不稳定光子光子4.4.解释氢原子光谱的不连续性解释氢原子光谱的不连续性:原子从较高能级向低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能级跃迁时放出光子的能量等于前后_,_,由于由于原子的能级是原子的能级是_的的,所以放出的光子的能量也是所以放出的光子的能量也是_的的,因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线。因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线。5.5.解释不同原子具有不同的特征谱线解释不同原子具有不同的特征谱线:不同的原子具不同的原子具有不同的结构有不同的结构,_,_各不相同各不相同,因此辐射因此辐射(或吸收或吸收)的的_也不相同。也不相同。两能级差两能级差分
8、立分立分分立立能级能级光子频率光子频率【判一判判一判】(1)(1)玻尔理论能很好地解释氢原子的巴耳末线系。玻尔理论能很好地解释氢原子的巴耳末线系。()(2)(2)处于基态的原子是不稳定的处于基态的原子是不稳定的,会自发地向其他能会自发地向其他能级跃迁级跃迁,放出光子。放出光子。()(3)(3)不同的原子具有相同的能级不同的原子具有相同的能级,原子跃迁时辐射的原子跃迁时辐射的光子频率是相同的。光子频率是相同的。()提示:提示:(1)(1)。玻尔理论能很好地解释氢原子的巴耳末。玻尔理论能很好地解释氢原子的巴耳末线系线系,甚至预言氢原子的其他谱线。甚至预言氢原子的其他谱线。(2)(2)。处于基态的原
9、子是最稳定的。处于基态的原子是最稳定的。(3)(3)。不同的原子具有不同的能级。不同的原子具有不同的能级,原子跃迁时辐射原子跃迁时辐射的光子频率也不相同。的光子频率也不相同。三、玻尔理论的局限性三、玻尔理论的局限性1.1.玻尔理论的成功之处玻尔理论的成功之处:玻尔理论第一次将玻尔理论第一次将_引入原子领域引入原子领域,提出了提出了_和和_的概念的概念,成功地解释成功地解释了氢原子光谱的实验规律。了氢原子光谱的实验规律。2.2.玻尔理论的局限性玻尔理论的局限性:保留了保留了_的观念的观念,仍然把仍然把电子的运动看作经典力学描述下的电子的运动看作经典力学描述下的_。量子观念量子观念定态定态跃迁跃迁
10、经典粒子经典粒子轨道运动轨道运动3.3.电子云电子云:原子中电子的坐标没有确定的值原子中电子的坐标没有确定的值,我们只能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说某时刻电子在某点附近单位体积内出现的概率是多少少,如果用疏密不同的点表示电子在各个位置出现的如果用疏密不同的点表示电子在各个位置出现的概率概率,画出图来就像云雾一样画出图来就像云雾一样,故称故称_。电子云电子云【判一判判一判】(1)(1)玻尔第一次提出了量子化的观念。玻尔第一次提出了量子化的观念。()(2)(2)玻尔的原子理论模型可以很好地解释氦原子的光谱玻尔的原子理论模型可以很好地解释氦原子的光谱现象。现象。()(3)
11、(3)电子的实际运动并不是具有确定坐标的质点的轨道电子的实际运动并不是具有确定坐标的质点的轨道运动。运动。()提示提示:(1)(1)。玻尔第一次将量子观念引入原子的领域。玻尔第一次将量子观念引入原子的领域。(2)(2)。玻尔的原子理论模型成功地解释了氢原子的光。玻尔的原子理论模型成功地解释了氢原子的光谱规律谱规律,但对于稍微复杂的氦原子但对于稍微复杂的氦原子,玻尔理论则无法解玻尔理论则无法解释它的光谱现象。释它的光谱现象。(3)(3)。原子中电子的坐标没有确定的值。原子中电子的坐标没有确定的值,电子的实际电子的实际运动并不是具有确定坐标的质点的轨道运动。运动并不是具有确定坐标的质点的轨道运动。
12、知识点一对玻尔理论的理解知识点一对玻尔理论的理解思考探究思考探究:如图所示为分立轨道示意图。如图所示为分立轨道示意图。(1)(1)电子的轨道有什么特点电子的轨道有什么特点?(2)(2)氢原子只有一个电子氢原子只有一个电子,电子在这些轨道间跃迁时会电子在这些轨道间跃迁时会伴随什么现象发生伴随什么现象发生?提示:提示:(1)(1)电子的轨道不是连续的电子的轨道不是连续的,是量子化的是量子化的,即只有即只有半径的大小符合一定条件时半径的大小符合一定条件时,这样的半径才是有可能的。这样的半径才是有可能的。(2)(2)电子从高能量的轨道跃迁到低能量的轨道时电子从高能量的轨道跃迁到低能量的轨道时,会放会放
13、出光子出光子,当电子从低能量的轨道跃迁到高能量的轨道时当电子从低能量的轨道跃迁到高能量的轨道时,会吸收光子。会吸收光子。【归纳总结归纳总结】1.1.轨道量子化轨道量子化:轨道半径只能够是一些不连续的、某些轨道半径只能够是一些不连续的、某些分立的数值。分立的数值。氢原子各条可能轨道上的半径氢原子各条可能轨道上的半径r rn n=n=n2 2r r1 1(n=1,2,3(n=1,2,3)其中其中n n是正整数是正整数,r,r1 1是离核最近的可能的轨道半径是离核最近的可能的轨道半径,r,r1 1=0.5310=0.5310-10-10m m。其余可能的轨道半径还有。其余可能的轨道半径还有0.212
14、nm0.212nm、0.477nm0.477nm不可能出现介于这些轨道半径之间的其他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。值。这样的轨道形式称为轨道量子化。2.2.能量量子化能量量子化:(1)(1)电子在可能轨道上运动时电子在可能轨道上运动时,虽然是变速运动虽然是变速运动,但它并但它并不释放能量不释放能量,原子是稳定的原子是稳定的,这样的状态也称之为定态。这样的状态也称之为定态。(2)(2)由于原子的可能状态由于原子的可能状态(定态定态)是不连续的是不连续的,具有的能具有的能量也是不连续的。这样的能量值量也是不连续的。这样的能量值,称为能级称为能级,能量最低能量
15、最低的状态称为基态的状态称为基态,基态最稳定基态最稳定,其他的状态叫作激发其他的状态叫作激发态态,对氢原子对氢原子,以无穷远处为势能零点时以无穷远处为势能零点时,其能级公式其能级公式E En n=E=E1 1(n=1,2,3(n=1,2,3)其中其中E E1 1代表氢原子的基态的能级代表氢原子的基态的能级,即电子在离核最近的即电子在离核最近的可能轨道上运动时原子的能量值可能轨道上运动时原子的能量值,E,E1 1=-13.6eV=-13.6eV。n n是正是正整数整数,称为量子数。量子数称为量子数。量子数n n越大越大,表示能级越高。表示能级越高。(3)(3)原子的能量包括原子的能量包括:原子的
16、原子核与电子所具有的电原子的原子核与电子所具有的电势能和电子运动的动能。势能和电子运动的动能。3.3.跃迁跃迁:原子从一种定态原子从一种定态(设能量为设能量为E E2 2)跃迁到另一种跃迁到另一种定态定态(设能量为设能量为E E1 1)时时,它辐射它辐射(或吸收或吸收)一定频率的光子一定频率的光子,光子的能量由这两种定态的能量差决定光子的能量由这两种定态的能量差决定,高能级高能级E Em m 低能级低能级E En n。可见可见,电子如果从一个轨道到另一个轨道电子如果从一个轨道到另一个轨道,不是以螺旋不是以螺旋线的形式改变半径大小的线的形式改变半径大小的,而是从一个轨道上而是从一个轨道上“跳跃跳
17、跃”到另一个轨道上。玻尔将这种现象叫作电子的跃迁。到另一个轨道上。玻尔将这种现象叫作电子的跃迁。【典例示范典例示范】(多选多选)由玻尔理论可知由玻尔理论可知,下列说法中正确下列说法中正确的是的是()A.A.电子绕核运动有加速度电子绕核运动有加速度,就要向外辐射电磁波就要向外辐射电磁波B.B.处于定态的原子处于定态的原子,其电子做变速运动其电子做变速运动,但它并不向外但它并不向外辐射能量辐射能量C.C.原子内电子的可能轨道是连续的原子内电子的可能轨道是连续的D.D.原子的轨道半径越大原子的轨道半径越大,原子的能量越大原子的能量越大【解题探究解题探究】(1)(1)如何解释原子的稳定存在如何解释原子
18、的稳定存在?提示:提示:原子处在某一可能状态时不产生电磁辐射。原子处在某一可能状态时不产生电磁辐射。(2)(2)怎样确定原子发光时光子的能量怎样确定原子发光时光子的能量?提示:提示:原子发光时原子发光时,辐射光子的能量等于两能级的能量辐射光子的能量等于两能级的能量差。差。【正确解答正确解答】选选B B、D D。按照经典物理学的观点。按照经典物理学的观点,电子绕电子绕核运动有加速度核运动有加速度,一定会向外辐射电磁波一定会向外辐射电磁波,很短时间内很短时间内电子的能量就会消失电子的能量就会消失,与客观事实相矛盾与客观事实相矛盾,由玻尔假设由玻尔假设可知选项可知选项A A、C C错错,B,B正确正
19、确;原子轨道半径越大原子轨道半径越大,原子能量原子能量越大越大,选项选项D D正确。正确。【过关训练过关训练】1.(1.(多选多选)关于玻尔理论关于玻尔理论,以下叙述正确的是以下叙述正确的是()A.A.原子的不同定态对应于电子沿不同的圆形轨道绕核原子的不同定态对应于电子沿不同的圆形轨道绕核运动运动B.B.当原子处于激发态时当原子处于激发态时,原子向外辐射能量原子向外辐射能量C.C.只有当原子处于基态时只有当原子处于基态时,原子才不向外辐射能量原子才不向外辐射能量D.D.不论当原子处于何种定态时不论当原子处于何种定态时,原子都不向外辐射能量原子都不向外辐射能量【解析解析】选选A A、D D。据玻
20、尔理论假设知选项。据玻尔理论假设知选项A A正确。不论正确。不论原子处于何种定态原子处于何种定态,原子都不向外辐射能量原子都不向外辐射能量,原子只有原子只有从一个定态跃迁到另一个定态时从一个定态跃迁到另一个定态时,才辐射或吸收能量才辐射或吸收能量,所以选项所以选项B B、C C错错,D,D正确。正确。2.(2.(多选多选)如图所示给出了氢原子的如图所示给出了氢原子的6 6种可能的跃迁种可能的跃迁,则则它们发出的光它们发出的光()A.aA.a的波长最长的波长最长 B.dB.d的波长最长的波长最长C.fC.f比比d d光子能量大光子能量大D.aD.a频率最小频率最小【解析解析】选选A A、C C、
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