1、第4章 原子结构 主题1两个重要的物理思想方法1模型法 人们对原子结构的认识经历了几个不同的阶段，其中有汤姆孙原子模型、卢瑟福原子模型、玻尔原子模型、电子云模型(如图所示)。2假设法假设法是学习物理规律常用的方法，前边我们学过的安培分子电流假说，现在大家知道从物质微观结构来看是正确的，玻尔的原子结构理论是为了解决核式结构模型的困惑而提出的，其基本假设包括轨道定态和频率条件，玻尔理论的成功在于引入量子化概念，局限性在于保留了轨道的概念，没有彻底脱离经典物理学框架。3卢瑟福原子模型与玻尔原子模型的相同点与不同点(1)相同点原子有带正电的核，原子质量几乎全部集中在核上。带负电的电子在核外运行。(2)
2、不同点 卢瑟福原子模型：库仑力提供向心力，r的取值是连续的。玻尔原子模型：轨道r是分立的、量子化的，能量也是量子化的。【典例1】下列关于原子结构模型的说法正确的是()A汤姆孙发现了电子，并提出了原子结构的“葡萄干面包”模型B卢瑟福的粒子散射实验说明原子内部存在带负电的电子C卢瑟福核式结构模型可以很好地解释原子的稳定性D玻尔原子模型能很好地解释所有原子光谱A汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，并提出原子结构的“葡萄干面包”模型，故A正确；卢瑟福的粒子散射实验主要是否定了汤姆孙提出的原子的“葡萄干面包”模型，不能说明原子内部存在带负电的电子，故B错误；卢瑟福核式结构模型不能解释原子的稳定性，故C
3、错误；玻尔原子模型能很好地解释原子的稳定性和氢原子光谱，但不能解释复杂原子的光谱，故D错误。一语通关(1)汤姆孙提出了“葡萄干面包”模型。(2)卢瑟福核式结构原子模型。(3)玻尔原子模型很好地解释原子的稳定性和氢原子光谱。 主题2玻尔理论1玻尔原子模型(1)量子化观点：电子的可能轨道半径、原子的能量、原子跃迁辐射或吸收光子的频率都只能是分立的、不连续的值。(2)对应关系：电子处于某一可能轨道对应原子的一种能量状态。(3)定态观点：电子在某一可能轨道上运动时，原子是不向外辐射电磁波的，轨道与能量是稳定的。(4)跃迁观点：能级跃迁时辐射或吸收光子的能量，hEmEn(mn)。(5)原子吸收光子能量是
4、有条件的，只有等于某两个能级差时才被吸收发生跃迁。如果入射光的能量E13.6 eV，原子也能吸收光子，则原子电离。用粒子碰撞的方法使原子能级跃迁时，粒子能量大于能级差即可。2跃迁与光谱线原子处于基态时，原子是稳定的，但原子在吸收能量跃迁到激发态后，就不稳定了，这时就会向低能级定态跃迁，而跃迁到基态，有时是经多次跃迁再到基态。一群氢原子处于量子数为n的激发态时，可能辐射出的光谱线条数为：NC。【典例2】氢原子处于基态时，原子的能量为E113.6 eV，当处于n3的激发态时，能量为E31.51 eV，则：(1)当氢原子从n3的激发态跃迁到n1的基态时，向外辐射的光子的波长是多少？(2)若要使处于基
5、态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射原子？(3)若有大量的氢原子处于n3的激发态，则在跃迁过程中可能释放出几种不同频率的光子？思路点拨：(1)根据能级之间的能量差公式：EEmEn，以及光子的能量与波长之间的关系：E，便可求解辐射的光子的波长。(2)要使处于基态的氢原子电离，至少需要光子能量为(0E1)且E113.6 eV的电磁波照射原子。(3)大量处于激发态的氢原子在跃迁过程中释放的不同频率的光子的种类等于C。解析(1)根据能级之间的能量差公式：EEmEn，得E13E3E11.51 eV(13.6 eV)12.09 eV；光子的能量与波长之间的关系：E，所以从n3激发态跃迁到n1发射光的波长： m1.03107 m。(2)要使处于基态的氢原子电离，照射光光子的能量应能使电子从第1能级跃迁到无限远处，最小频率的电磁波的光子能量应为：h0E1，得： Hz3.31015 Hz。(3)当大量氢原子处于n3能级时，可释放出的光子种类为NC3种。答案(1)1.03107 m(2)3.31015 Hz(3)3种一语通关(1)氢原子在某激发态的电离能大小等于该能级的能量绝对值。(2)电子电离后若有多余的能量将以电子动能的形式存在。