1、预习导学4 玻尔的原子模型 能级预习导学课堂讲义高中物理选修3-5教科版4 玻尔的原子模型 能级预习导学4 玻尔的原子模型 能级预习导学课堂讲义目标定位 1.知道玻尔原子理论基本假设的主要内容.2.了解能级、跃迁、能量量子化以及基态、激发态等概念.3.能用玻尔原子理论简单解释氢原子模型预习导学4 玻尔的原子模型 能级预习导学课堂讲义一、玻尔的原子结构理论1定态：电子围绕原子核运动的轨道不是_的，而是一系列_轨道当电子在这些轨道上运动时，原子是稳定的，不向外辐射能量，也不吸收能量，这些状态称为_2跃迁：原子处在定态的能量用En表示，此时电子以rn的轨道半径绕核运动，n称为_当原子中的电子从一定态
2、跃迁到另一定态时，才_一个光子，光子的能量h_，式中En和Em分别是原子的高能级和低能级任意分立的、特定的定态量子数发射或吸收EnEm预习导学4 玻尔的原子模型 能级预习导学课堂讲义二、氢原子的轨道半径和能级 1轨道半径：原子的不同能量状态对应于电子不同的运行_，原子的定态是_的，因而电子的可能轨道也是_的轨道的半径_(对于氢原子r10.531010 m)2能级：在玻尔模型中，原子的可能状态是不连续的，对应的能量也是不连续的，即原子的能量是_的，这些量子化的能量值叫做_基态：能量最低的状态叫做_激发态：除基态之外的其他能量状态叫做_轨道不连续不连续rnn2r1量子化能级基态激发态预习导学4 玻
3、尔的原子模型 能级预习导学课堂讲义3氢原子的能级氢原子的基态能量E1_eV，其他各激发态的能量为E2_eV，E3_eV原子各能级的关系为 En_(n1，2，3)，E1n213.6 3.4 1.51 预习导学4 玻尔的原子模型 能级预习导学课堂讲义4能级图氢原子的能级图如图241所示图241预习导学4 玻尔的原子模型 能级预习导学课堂讲义注意：(1)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(2)原子从基态跃迁到激发态时要吸收能量，而从激发态跃迁到基态则以光子的形式向外放出能量吸收或放出能量，这个能量值不是任意的，而是两个能级间的能量差(3)n1对应于基态，n对应于原子的电
4、离.预习导学4 玻尔的原子模型 能级预习导学课堂讲义一、对玻尔理论的理解1轨道量子化(1)轨道半径只能够是一些不连续的、某些分立的数值(2)氢原子的电子最小轨道半径为r10.053 nm，其余轨道半径满足rnn2r1，式中n称为量子数，对应不同的轨道，只能取正整数预习导学4 玻尔的原子模型 能级预习导学课堂讲义2能量量子化(1)不同轨道对应不同的状态，在这些状态中，尽管电子做变速运动，却不辐射能量，因此这些状态是稳定的，原子在不同状态有不同的能量，所以原子的能量也是量子化的(2)基态：原子最低的能量状态称为基态，对应的电子在离核最近的轨道上运动，氢原子基态能量E113.6 eV.(3)激发态：
5、较高的能量状态称为激发态，对应的电子在离核较远的轨道上运动氢原子各能级的关系为：En 1n2E1(E113.6 eV，n1，2，3，)预习导学4 玻尔的原子模型 能级预习导学课堂讲义3跃迁原子从一种定态跃迁到另一种定态时，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 Em发射光子hEmEn吸收光子hEmEn低能级 En预习导学4 玻尔的原子模型 能级预习导学课堂讲义【例1】(2014广州高二检测)按照玻尔原子理论，下列表述正确的是()A核外电子运动轨道半径可取任意值B氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量越大C电子跃迁时，辐射或吸收光子的能量由能级的能量差决定，即
6、h|EmEn|D氢原子从激发态向基态跃迁的过程，可能辐射能量，也可能吸收能量 答案 BC预习导学4 玻尔的原子模型 能级预习导学课堂讲义解析 根据玻尔理论，核外电子运动的轨道半径是确定的值，而不是任意值，A错误；氢原子中的电子离原子核越远，能级越高，能量越大，B正确；由跃迁规律可知C正确；氢原子从激发态向基态跃迁的过程中，应辐射能量，D错误预习导学4 玻尔的原子模型 能级预习导学课堂讲义【例2】氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道的过程中()A原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大B原子要放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小C原子要吸收光子，电子的动能增大，原子
7、的电势能减小D原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大答案 D预习导学4 玻尔的原子模型 能级预习导学课堂讲义借题发挥 当氢原子从低能量态En向高能量态Em(nm)跃迁时，r增大，Ek减小，Ep增大(或r增大时，库仑力做负功，电势能Ep增大)，E增大，故需吸收光子能量，所吸收的光子能量hEmEn.解析 根据玻尔理论，氢原子核外电子在离核较远的轨道上运动能量较大，必须吸收一定能量的光子后，电子才能从离核较近的轨道跃迁到离核较远的轨道，故 B 错；氢原子核外电子绕核做圆周运动，由原子核对电子的库仑力提供向心力，即：ke2r2mv2r，又 Ek12mv2，所以 Ekke22r.由此式可知：电
8、子离核越远，即 r 越大时，电子的动能越小，故 A、C 错；由 r 变大时，库仑力对核外电子做负功，因此电势能增大，从而判断D 正确预习导学4 玻尔的原子模型 能级预习导学课堂讲义二、原子能级和能级跃迁的理解1氢原子能级图如图242所示图242预习导学4 玻尔的原子模型 能级预习导学课堂讲义3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hE末E初时，才能被某一个原子吸收，而当光子能量h大于或小于E末E初时都不能被原子吸收；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2根据氢原子的能级图可以推知，一群量子数为 n 的
9、氢原子最后跃迁到基态时，可能发出的不同频率的光子数可用 NC2nn（n1）2计算预习导学4 玻尔的原子模型 能级预习导学课堂讲义【例3】如图243所示，氢原子从n2的某一能级跃迁到n2的能级，辐射出能量为2.55 eV的光子，问最少要给基态的氢原子提供多少电子伏特的能量，才能使它辐射上述能量的光子？请在图中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图图243预习导学4 玻尔的原子模型 能级预习导学课堂讲义答案 12.75 eV 跃迁图见解析图解析 氢原子从n2的某一能级跃迁到n2的能级，满足：hEnE22.55 eVEnhE20.85 eV所以n4基态氢原子要跃迁到n4的能级，应提供EE4E112
10、.75 eV.跃迁图如图所示：预习导学4 玻尔的原子模型 能级预习导学课堂讲义预习导学4 玻尔的原子模型 能级预习导学课堂讲义借题发挥(1)如果是一个氢原子，该氢原子的核外电子在某时刻只能处在某一个可能的轨道上，由这一轨道向另一轨道跃迁时只能有一种光，但可能发出的光条数为(n1)种(3)若知道每条发光的能量或频率，可根据已知情况判定光线所在区域(2)如果是一群氢原子，该群氢原子的核外电子在某时刻有多种可能轨道每一个跃迁时只能发出一种光，多种轨道同时存在，发光条数 Nn（n1）2.预习导学4 玻尔的原子模型 能级预习导学课堂讲义针对训练 如图244所示是某原子的能级图，a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是()答案 C图244预习导学4 玻尔的原子模型 能级预习导学课堂讲义解析 由 hh cE 初E 末可知该原子跃迁前后的能级差越大，对应光线的能量越大，波长越短由图知 a 对应光子能量最大，波长最短，c 次之，而 b 对应光子能量最小，波长最长，故 C 正确.预习导学4 玻尔的原子模型 能级预习导学课堂讲义再见
