1、您：之窗儀也泉制如3.（對應學生用書頁碼P26）一、波爾的原子結構理論（1）電子圍繞原子核運動的軌道不是任意的，而是一系列分立的、特定的軌道，當電子 在這些軌道上運動時， 原子是穩定的，不向外輻射能量，也不吸收能量，這些狀態稱為定態。（2）當原子中的電子從一定態躍遷到另一定態時，才發射或吸收一個光子，其光子的能量hk 員二Em，其中En、Em分別是原子的高能級和低能級。（3）以上兩點說明玻爾的原子結構模型主要是指軌道量子化和能量量子化。特別提醒躍遷”可以理解為電子從一種能量狀態到另一種能量狀態的瞬間過渡。二、用玻爾的原子結構理論解釋氫光譜1 .玻爾的氫原子能級公式£產扁=1,2,3,

2、），其中E1 = - 13.6 eV,稱基態。2 .玻爾的氫原子中電子軌道半徑公式rn= n2（n= 1,2.3.），其中1=0.53X10 10 m。3 .玻爾理論對氫光譜解釋按照玻爾理論，從理論上求出里德伯常量Rh的值，且與實驗符合得很好。同樣，玻爾理論也很好地解釋甚至預言了氫原子的其他譜線系。三、玻爾原子結構理論的意義1 .玻爾理論的成功之處第一次將量子觀念引入原子領域，提出了定態和躍遷的概念，成功地解釋了氫原子光譜的實驗規律。2 .玻爾理論的局限性不能說明譜線的強度和偏振情況;不能解釋有兩個以上電子的原子的復雜光譜。：判斷芍思考| |'4漏|裨*、Ml1 .判斷：（1）玻爾的原

3、子結構假說認為電子的軌道是量子化的。（）（2）電子吸收某種頻率條件的光子時會從較低的能量態躍遷到較高的能量態。（）電子能吸收任意頻率的光子發生躍遷。（）（4）玻爾理論只能解釋氫光譜的巴爾末系。（）答案：（1）， （2）， （3）X （4）X2 .思考：盧瑟福的原子模型與玻爾的原子模型有哪些相同點和不同點？提示：(1)相同點：原子有帶正電的核，原子質量幾乎全部集中在核上。帶負電的電子在核外運轉。(2)不同點：盧瑟福模型：庫侖力提供向心力，r的取值是連續的。玻爾模型：軌道r是分立的、量子化的，原子能量也是量子化的。空般科般出.(對應學生用書頁碼p26)| 對玻爾理論的理解1 .軌道量子化軌道半徑只

4、能夠是一些不連續的、某些分立的數值。氫原子各條可能軌道上的半徑rn=n2ri(n= 1,2,3)其中n是正整數，ri是離核最近的可能軌道的半徑，r = 0.53X10 10m。其余可能的軌道半徑還有 0.212 nm、0.477 nm不可能出現介于這些軌道半徑之間的其他值。 這樣的軌道形式稱為軌道量子化。2,能量量子化(1)電子在可能軌道上運動時，盡管是變速運動，但它并不釋放能量，原子是穩定的， 這樣的狀態也稱之為定態。(2)由于原子的可能狀態(定態)是不連續的，具有的能量也是不連續的。這樣的能量值， 稱為能級，能量最低的狀態稱為基態，其他的狀態叫做激發態，對氫原子，以無窮遠處為勢1能零點時，

5、其能級公式En=2E1(n=1,2,3)其中E1代表氫原子的基態的能級，即電子在離核最近的可能軌道上運動時原子的能量值，E=13.6 eV。n是正整數，稱為量子數。量子數n越大，表示能級越高。(3)原子的能量包括：原子的原子核與電子所具有的電勢能和電子運動的動能。3.躍遷原子從一種定態(設能量為E2)躍遷到另一種定態(設能量為E1)時，它輻射(或吸收)一定 頻率的光子，光子的能量由這兩種定態的能量差決定，高能級EmEn低能級Eno吸收尢十n y -二 Em - En可見，電子如果從一個軌道到另一個軌道，不是以螺旋線的形式改變半徑大小的，而是從一個軌道上“跳躍”到另一個軌道上。玻爾將這種現象叫做

6、電子的躍遷。(1)原子吸收光子能量是有條件的，只有等于某兩個能級差時才被吸收發生躍遷。(2)如果入射光的能量 E>13.6 eV,原子也能吸收，則原子電離。=餐試應用1 .對于基態氫原子，下列說法中正確的是（）A.它能吸收10.2 eV的光子B.它能吸收11 eV的光子C.它能吸收14 eV的光子D.它能吸收具有11 eV動能的電子的部分動能E1解析：選ACD 由En=孑知，氫原子從基態躍遷到 n = 2、3、4、5, AE=10.2 eV, AE2 = 12.09 eV, AE3= 12.75 eV, AEd= 13.06 eV,因此，它能吸收 10.2 eV的光子發生躍遷， A正確；

7、它能吸收14 eV的光子使其電離，C正確；電子可以通過碰撞使其部分能量被原子吸收，D正確。氫原子能級圖及能級躍遷問題1 .能級圖（如圖2-4-1所示）D-LSI-3.4圖 2-4-12 .氫原子能級躍遷規律躍遷是指電子從某一軌道跳到另一軌道，而電子從某一軌道躍遷到另一軌道對應著原子 就從一個能量狀態（定態）躍遷到另一個能量狀態（定態）。3 .氫原子能級躍遷的可能情況也可能先躍遷到其他低氫原子核外電子從高能級向低能級躍遷時可能直接躍遷到基態,能級的激發態，然后再到基態，因此處于n能級的電子向低能級躍遷時就有很多可能性,可能的值為Cn2臺匕4 .實物粒子的碰撞使氫原子發生躍遷因此只要實物粒子與氫原

8、子碰撞時，實物粒子的動能可以全部或部分地被氫原子吸收, 實物粒子的能量大于等于兩個能級的能級差，均可能使原子從低能級向高能級躍遷。5 .氫原子不同狀態的電離能從某一狀態躍遷到 n = 8時所需吸收的能量。其數值等于各定態時的能級值的絕對值。如基態氫原子的電離能是13.6 eV,氫原子第一激發態（n= 2）的電離能為3.4 eV。6 .氫原子能級躍遷時的能量變化情況Ep減小，電子動能增大，原子能當軌道半徑減小時，庫侖引力做正功，原子的電勢能 量減小。反之，軌道半徑增大時，原子電勢能增大，電子動能減小，原子能量增大。房植一五5”一個氫原子從某一軌道向另一軌道躍遷時，可能的情況只有一種， 但大量的氫

9、原子就會 出現多種情況。嘗試應川rtnl“kf 口！："：2.已知氫原子的基態能量為Ei,激發態能量En=E1/n2,其中n=2,3。用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速。能使氫原子從第一激發態電離的光子的最大波長為（）C.姻B 3EiB，2hcEi4hc1TD-9hcEi解析：選C 從n=2躍遷到8,呼=£ -E2 = 入所以入=警。（對應學生用書頁碼P27)3 對玻爾原子結構理論的理解例1玻爾在他提出的原子模型中所做的假設有（）A.原子處在具有一定能量的定態中，雖然電子做變速運動，但不向外輻射能量B.原子的不同能量狀態與電子沿不同的圓軌道繞核運動相對應，而電子的可能軌

10、道的 分布是不連續的C.電子從一個軌道躍遷到另一個軌道時，輻射（或吸收）一定頻率的光子D.電子躍遷時輻射的光子的頻率等于電子繞核做圓周運動的頻率解析A、B、C三項都是玻爾提出來的假設。其核心是原子定態概念的引入與能級躍遷學說的提出，也就是“量子化”的概念，原子的不同能量狀態與電子繞核運動不同的圓軌道 相對應，是經典理論與量子化概念的結合。電子躍遷輻射的能量為h尸En-Em與電子繞核做的圓周運動無關，故 D錯。故A、B、C選項正確。答案ABCIIQMT 氫原子的能級躍遷與電離例2（山東高考）氫原子能級如圖2-4-2,當氫原子從n=3躍遷到n = 2的能級時，輻 射光的波長為656 nm。以下判斷

11、正確的是 。（雙選，填正確答案標號）r/rV0-0.B5-1.51 -3.413.6圖 2-4-2A.氫原子從n=2躍遷到n=1的能級時，輻射光的波長大于656 nmB.用波長為325 nm的光照射，可使氫原子從 n=1躍遷到n = 2的能級C. 一群處于n= 3能級上的氫原子向低能級躍遷時最多產生3種譜線D.用波長為633 nm的光照射，不能使氫原子從n = 2躍遷到n=3的能級解析由于n=3與n = 2間的能量差為-1.51-(- 3.4)= 1.89 eV,而n= 1與n = 2間的 能量差為- 3.4 ( 13.6) = 10.2 eV,根據AE=hv= hI*知，氫原子從 n= 2躍

12、遷到n= 1的 能級時輻射的波長 壯121.6 nm小于656 nm, A錯誤； 同樣從n= 1躍遷至n=2能級需要 的光子的波長也恰好為121.6 nm, B錯誤；一群處于 n = 3能級的氫原子向低能級躍遷時可能會出現3種可能，因此會放出 3種不同頻率的光子，C正確；電子發生躍遷時，吸收或放 出的能量一定等于這兩個能級間的能量差，為一特定值，大于或小于這個特定的值都不能使之發生躍遷。因此 D正確。答案CD所謂電離，就是使處于基態或激發態的原子的核外電子躍遷到n=8的軌道，n=8時,E“ = 0,所以要使處于基態的原子電離，電離能為AE=E“一Ei= 13.6 eV。(對應學生用書頁碼P28

13、)1 .關于原子結構的認識歷程，下列說法正確的有()A .湯姆孫發現電子后猜想出原子內的正電荷集中在很小的核內B . “粒子散射實驗中少數a粒子發生了較大偏轉是盧瑟福猜想原子核式結構模型的主要依據C.對原子光譜的研究開辟了深入探索原子結構的道路D.玻爾原子理論無法解釋較復雜原子的光譜現象，說明玻爾提出的原子定態概念是錯誤的解析：選BC 湯姆孫發現電子后猜想原子是棗糕式結構模型，即正電荷均勻地分布在原子內，電子就像棗糕一樣鑲嵌在原子內，A錯誤；a粒子散射實驗結果是盧瑟福建立原子核式結構模型的依據，B正確；對原子光譜的研究，使人們認識了原子結構的特點，C正確;玻爾原子理論只能解釋氫原子光譜，不能解

14、釋復雜的原子光譜， 只能說明玻爾理論的局限性，它在一定范圍內是正確的，D錯誤。2 .關于玻爾的原子模型，下述說法中正確的是A.它徹底否定了盧瑟福的核式結構學說B.它發展了盧瑟福的核式結構學說C.它完全拋棄了經典的電磁理論D.它引入了普朗克的量子理論解析：選BD 玻爾的原子模型在核式結構模型的前提下提出軌道量子化、能量量子化 及能級躍遷，故 A錯，B正確，它的成功就在于引入了量子化理論，缺點是被過多的引入 經典力學所困，故 C錯，D正確。3 .如圖2-4-3所示為氫原子的四個能級，其中Ei為基態，若氫原子 A處于激發態E2,氫原子B處于激發態E3,則下列說法正確的是（）圖 2-4-3A.原子A可

15、能輻射出3種頻率的光子B.原子B可能輻射出3種頻率的光子C.原子A能夠吸收原子B發出的光子并躍遷到能級 E4D.原子B能夠吸收原子 A發出的光子并躍遷到能級 E4解析：選B原子A處于激發態E2,因此其輻射光子頻率數目只能有1種，A錯，原子B處于n=3的能級Cn2=3種，B正確。由氫原子能級的量子性及吸收光子必須滿足hv= Em-En,可知 C、D 錯。4 .氫原子輻射出一個光子后，則 （）A.電子繞核旋轉半徑增大B.電子的動能增大C.氫原子電勢能增大D.原子的能級值增大解析：選B 由玻爾理論可知， 氫原子輻射光子后， 應從離核較遠的軌道躍遷到離核較 近的軌道，在此躍遷過程中，電場力對電子做了正

16、功，因而電勢能應減小。另由經典電磁理論，電子繞核做勻速圓周運動的向心力即為氫核對電子的庫侖力：keUm2所以Ek=mv2r r2=里。可見，電子運動半徑越小，其動能越大。再結合能量轉化與守恒定律，氫原子放出2r光子，輻射出一定的能量，所以原子的總能量減少，只有 B選項正確。5 .氯原子被電離一個核外電子，形成類氫結構的氨離子。已知基態氨離子能量為Ei =-54.4 eV,氯離子能級的示意圖如圖2-4-4所示。在具有下列能量的光子中，不能被基態氨離子吸收而發生躍遷的是（）Eg 0居3.4Ei -6.0 eVEi13.6eVEl54.4eV圖 2-4-4A. 40.8 eVB. 43.2 eVC.

17、 51.0 eV D. 54.4 eV解析：選B 由于E2-Ei=40.8 eV,能被基態氨離子吸收而發生躍遷，A對。E4E1= 51.0 eV能被基態氨離子吸收而發生躍遷，C對；E“Ei=54.4 eV,能被基態氨離子吸收而發生躍遷（電離），D對；而E3-Ei=48.4 eVW 43.2 eV,故不能被基態氨離子吸收而發生 躍遷,故選Bo6.氫原子的能級如圖2-4-5所示，已知可見光的光子能量范圍約為1.623.11 eV。下列說法正確的是（）9 040.853 -L512 -3.4113.fi圖 2-4-5A.處于n = 3能級的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線，并發生電離B.大量氫原子從高

18、能級向 n = 3能級躍遷時，可能發出可見光C.大量處于n = 4能級的氫原子向低能級躍遷時，可能發出6種不同頻率的光D. 一個處于n= 3能級的氫原子向低能級躍遷時，最多可能發出3種不同頻率的光解析：選AC 由于E3=- 1.51 eV,紫外線的能量大于可見光子的能量，即 E紫E”一 E3= 1.51 eV,可以使氫原子電離，A正確；大量氫原子從高能級向n= 3能級躍遷時，最大能量為1.51 eV,即輻射出光子的能量最大為1.51 eV,小于可見光子的能量，B錯誤；n=4時躍遷發出光的頻率數為C/=6種，C正確；一個處于n= 3能級的氫原子向低能級躍遷時最多可能發出（31）=2種不同頻率的光

19、，D錯誤。7 .如圖2-4-6所示是某原子的能級圖，a、b、c為原子躍遷所發出的三種波長的光。在 下列該原子光譜的各選項中，譜線從左向右的波長依次增大，則正確的是（）圖 2-4-6圖 2-4-7解析：選C 解答本題的關鍵是掌握玻爾原子理論中的公式hv= Em-En及光的波長與頻率間的關系。根據玻爾的原子躍遷公式hc= Em-En可知，兩個能級間的能量差值越大，入輻射光的波長越短。從圖中可看出，能量差值最大的是E3- E1,輻射光a的波長最短，能量差值最小的是 E3-E2,輻射光b的波長最長，譜線從左向右波長依次增大的順序是a、c、b,選項C正確。8.氫原子部分能級的示意圖如圖2-4-8所示，不

20、同色光的光子能量如下表所示:色光紅橙黃綠藍一靛紫光子能量范圍(eV)1.61 2.002.00 2.072.072.142.14 2.532.53 2.762.76 3.10ft 040.853-1.512-3.40113.6圖 2-4-8處于某激發態的氫原子，發射的光的譜線在可見光范圍內僅有2條，其顏色分別為()A.紅、藍一靛8 .黃、綠C.紅、紫D.藍一靛、紫解析：選A 由七種色光的光子的不同能量可知，可見光光子的能量范圍在1.61 eV3.10 eV,故可能是由第4能級向第2能級躍遷過程中所輻射的光子，Ei=0.85 eV-(-3.40eV) = 2.55 eV ,即藍一靛光；也可能是氫

21、原子由第3能級向第2能級躍遷過程中所輻射的光子，E2=1.51 eV-(-3.40 eV) = 1.89 eV,即紅光，正確選項為 A。9 .氫原子從處于n = a激發態自發地直接躍遷到n=b激發態，已知a>b,在此過程中()A.原子要發出一系列頻率的光子B.原子要吸收一系列頻率的光子C.原子要發出某一頻率的光子D.原子要吸收某一頻率的光子解析：選C 原子從高能級向低能級躍遷時，能量減小，以光子的形式輻射出去，輻射光子的頻率由兩能級的能量差決定即h尸Em En,所以原子發出某一頻率的光子。故 C正確。10 .氫原子第n能級的能量為En = E1,其中El為基態能量。當氫原子由第 4能級躍遷 到第2能級時，發出光子的頻率為 M；若氫原子由第2能級躍遷到基態， 發出光子的頻率為 則=。邊解析：解答本題的關鍵是掌握玻爾原子理論中的公式hv= EmEn。根據En = E1及h尸Em-En 可得 hM=4 2, h 辿=21'El