第3节 玻尔的原子模型
学 习 目 标 1。明白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 ［先填空]
1、卢瑟福的原子核式结构模型能够特别好地解释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。63×10-３4 Ｊ·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 知 识 脉 络 ｒ跟电子动量meｖ的乘积满足ｍevr=n·2π(ｎ=1,2,３,…)的轨道才是估计的。
错误!
h
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、(√) ［后考虑]
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,依照经典理论,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,这与原子通常是稳定的事实相矛盾、
[核心点击]
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。 氢原子各条估计轨道上的半径rn=n2ｒ1(n=1,2,3,…)
其中n是正整数,r１是离核最近的估计的轨道半径,r1＝0、53×1０-１0 m、其余估计的轨道半径还有0。２12 nm、０、477 nm…不估计出现介于这些轨道半径之间的其他值。如此的轨道形式称为轨道量子化、
2、能量量子化
(1)电子在估计轨道上运动时,尽管是变速运动,但它并不释放能量,原子是稳定的,如此的状态也称之为定态、
(2)由于原子的估计状态(定态)是不连续的,具有的能量也是不连续的、如此的能量值,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,1
对氢原子,以无穷远处为势能零点时,其能级公式En＝n2Ｅ1(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估计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Eｍ错误!低能级En、
可见,电子假如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、原子能够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】 依照玻尔原子理论: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】 B
２、(多选)依照玻尔理论,下列关于氢原子的论述正确的是( )
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—En
B、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ν C、一个氢原子中的电子从一个半径为ra的轨道自发地直截了当跃迁到另一半径为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,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】 AＣ
3、依照玻尔理论,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＿_＿____＿、
c
【解析】 释放的光子能量为hν＝hλ,因此E′＝E－ｈν=E－h错误!、 【答案】 E-h错误!
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。
(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 ［先填空］
第2章 第3节 玻尔的原子模型
