1、第二節原子結構能級第二節原子結構能級原子光譜原子光譜本節目錄本節目錄基礎梳理基礎梳理自學導引自學導引要點透析要點透析直擊高考直擊高考考點探究考點探究講練互動講練互動知能演練知能演練輕巧奪冠輕巧奪冠技法提煉技法提煉思維升華思維升華目錄目錄基礎梳理基礎梳理自學導引自學導引一、原子結構一、原子結構1電子的發現：電子的發現：1897年年,英國物理學家英國物理學家_發現了電子，發現了電子，明確電子是原子的組成部分明確電子是原子的組成部分,揭開了研究原子結構的序幕揭開了研究原子結構的序幕2原子的核式結構原子的核式結構(1)19091911年年,英國物理學家英國物理學家_進行了進行了粒子散射實驗，粒子散射實

2、驗，提出了核式結構模型提出了核式結構模型(2)粒子散射實驗粒子散射實驗實驗裝置，如圖所示實驗裝置，如圖所示湯姆孫湯姆孫盧瑟福盧瑟福目錄目錄實驗結果：實驗結果：粒子穿過金箔后，絕大多數沿粒子穿過金箔后，絕大多數沿_前進，少前進，少數發生數發生_偏轉偏轉,極少數偏轉角度大于極少數偏轉角度大于90,甚至被彈回甚至被彈回.(3)核式結構模型：原子中心有一個很小的核，叫做原子核核式結構模型：原子中心有一個很小的核，叫做原子核,原原子的全部子的全部_和幾乎全部和幾乎全部_都集中在原子核里，帶負都集中在原子核里，帶負電的電的_在核外空間繞核旋轉在核外空間繞核旋轉二、玻爾理論、能級二、玻爾理論、能級1玻爾原子

3、模型玻爾原子模型(1)軌道假設：原子中的電子在庫侖引力的作用下，繞原子核軌道假設：原子中的電子在庫侖引力的作用下，繞原子核做圓周運動，電子繞核運動的軌道是做圓周運動，電子繞核運動的軌道是_的的直線直線大角度大角度正電荷正電荷質量質量電子電子量子化量子化目錄目錄(2)定態假設：電子在不同的軌道上運動時，原子處于不同的定態假設：電子在不同的軌道上運動時，原子處于不同的狀態，因而具有不同的能量，即原子的能量是狀態，因而具有不同的能量，即原子的能量是_的這的這些不同的狀態叫定態在各個定態中，原子是些不同的狀態叫定態在各個定態中，原子是_的，不的，不向外輻射能量向外輻射能量(3)躍遷假設：原子從一個能量

4、狀態向另一個能量狀態躍遷時躍遷假設：原子從一個能量狀態向另一個能量狀態躍遷時要要_或或_一定頻率的光子，該光子的能量等于兩個狀一定頻率的光子，該光子的能量等于兩個狀態的態的_，即，即h_.量子化量子化穩定穩定吸收吸收放出放出能量差能量差EmEn目錄目錄氫原子的半徑公式：氫原子的半徑公式：rnn2r1(n1,2,3，)，其中，其中r1為基態為基態半徑，又稱玻爾半徑半徑，又稱玻爾半徑r10.531010m.(2)氫原子的能級圖，如圖氫原子的能級圖，如圖三、原子光譜三、原子光譜1定義：定義：稀薄氣體放電所發出的光譜是稀薄氣體放電所發出的光譜是_的，它只發的，它只發出幾種確定頻率的光，因此光譜線是出幾

5、種確定頻率的光，因此光譜線是_的，這種分立的線的，這種分立的線狀譜叫原子光譜狀譜叫原子光譜不連續不連續分離分離目錄目錄2形成的原因：形成的原因：不同原子的結構不同，能級不同，因此在輻不同原子的結構不同，能級不同，因此在輻射光子時，光子的射光子時，光子的_不同不同3光譜分析：光譜分析：每種元素光譜中的譜線分布都與其他元素不同，每種元素光譜中的譜線分布都與其他元素不同，因此我們可以通過對光譜的分析知道發光的是什么元素，利用因此我們可以通過對光譜的分析知道發光的是什么元素，利用光譜分析可以確定樣品中的元素組成光譜分析可以確定樣品中的元素組成四、氫原子的電子云四、氫原子的電子云1定義：定義：用疏密不同

6、的點表示電子在各個位置出現的用疏密不同的點表示電子在各個位置出現的_,畫出圖來，就像云霧一樣畫出圖來，就像云霧一樣2應用：應用：通過通過_可以知道電子在原子核附近出現的可以知道電子在原子核附近出現的概率概率頻率頻率概率概率電子云電子云目錄目錄要點透析要點透析直擊高考直擊高考一、對氫原子躍遷的理解一、對氫原子躍遷的理解1原子從低能級向高能級躍遷：吸收一定能量的光子，當一原子從低能級向高能級躍遷：吸收一定能量的光子，當一個光子的能量滿足個光子的能量滿足hE末末E初初時，才能被某一個原子吸收，時，才能被某一個原子吸收，使原子從低能級使原子從低能級E初初向高能級向高能級E末末躍遷，而當光子能量躍遷，而

7、當光子能量h大于大于或小于或小于E末末E初初時都不能被原子吸收時都不能被原子吸收2原子從高能級向低能級躍遷原子從高能級向低能級躍遷,以光子的形式向外輻射能量以光子的形式向外輻射能量,所輻射的光子能量恰等于發生躍遷時的兩能級間的能量差所輻射的光子能量恰等于發生躍遷時的兩能級間的能量差.目錄目錄目錄目錄特別提醒：特別提醒：原子在各能級間躍遷時，所吸收的光子的能原子在各能級間躍遷時，所吸收的光子的能量只能等于兩能級間的能級差量只能等于兩能級間的能級差.原子電離時所吸收的光子原子電離時所吸收的光子的能量滿足的能量滿足EEEn.目錄目錄即時應用即時應用1(2012高考江蘇卷高考江蘇卷)如圖所示是某原子的

8、能如圖所示是某原子的能級圖，級圖，a、b、c為原子躍遷所發出的三種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，則中，譜線從左向右的波長依次增大，則正確的是正確的是()目錄目錄目錄目錄目錄目錄即時應用即時應用2氫原子輻射出一個光子后氫原子輻射出一個光子后()A電子繞核旋轉半徑增大電子繞核旋轉半徑增大B電子的動能增大電子的動能增大C氫原子的電勢能增大氫原子的電勢能增大D原子的能級值增大原子的能級值增大解析：選解析：選B.放出光子后，原子能量減小，電子軌道半徑減小，放出光子后，原子能量減小，電子軌道半徑減小，速度增大，動能增大

9、，而電勢能減小，故只有速度增大，動能增大，而電勢能減小，故只有B正確正確目錄目錄考點探究考點探究講練互動講練互動例例1考點考點1與玻爾理論有關的計算與玻爾理論有關的計算已知氫原子基態的電子軌道半徑已知氫原子基態的電子軌道半徑r10.531010m，基態的能級值為基態的能級值為E113.6eV.(1)求電子在求電子在n1的軌道上運動形成的等效電流的軌道上運動形成的等效電流(2)有一群氫原子處于量子數有一群氫原子處于量子數n3的激發態，畫一能級圖，在的激發態，畫一能級圖，在圖上用箭頭標明這些氫原子能發出哪幾條光譜線圖上用箭頭標明這些氫原子能發出哪幾條光譜線(3)計算這幾條光譜線中最長的波長計算這幾

10、條光譜線中最長的波長目錄目錄目錄目錄【答案答案】(1)1.05103A(2)見解析見解析(3)6.58107m目錄目錄【規律總結規律總結】(1)掌握原子躍遷的規律和特點是正確分析該掌握原子躍遷的規律和特點是正確分析該題目的關鍵題目的關鍵(2)在處理電子在原子核外繞核運轉的問題時，可認為其做勻在處理電子在原子核外繞核運轉的問題時，可認為其做勻速圓周運動，則電子一定需要向心力，而向心力只能來自于速圓周運動，則電子一定需要向心力，而向心力只能來自于電子和原子核間的庫侖引力，據此可由圓周運動的知識列出電子和原子核間的庫侖引力，據此可由圓周運動的知識列出相應的方程，進行求解相應的方程，進行求解目錄目錄考

11、點考點2有關氫原子能量的計算有關氫原子能量的計算氫原子基態能量氫原子基態能量E113.6eV，電子繞核做圓周運，電子繞核做圓周運動的半徑動的半徑r10.531010m求氫原子處于求氫原子處于n4激發態時：激發態時：(1)原子系統具有的能量；原子系統具有的能量；(2)電子在電子在n4軌道上運動的動能；軌道上運動的動能；(已知能量關系已知能量關系EnE1，半徑關系半徑關系rnn2r1，k9.0109Nm2/C2，e1.61019C)(3)若要使處于若要使處于n2的氫原子電離，至少要用頻率多大的電磁的氫原子電離，至少要用頻率多大的電磁波照射氫原子？波照射氫原子？(普朗克常量普朗克常量h6.63103

12、4Js)例例2目錄目錄【思路點撥思路點撥】由玻爾的能級理論可求得由玻爾的能級理論可求得(1)，玻爾的原子模，玻爾的原子模型型(軌道理論軌道理論)和圓周運動相結合可求得和圓周運動相結合可求得(2)，使原子電離與兩能，使原子電離與兩能級間的躍遷有所區別，不要將二者混淆，理解電離的實質：級間的躍遷有所區別，不要將二者混淆，理解電離的實質：電子獲得足夠能量從而脫離原子束縛電子獲得足夠能量從而脫離原子束縛目錄目錄目錄目錄【答案答案】見解析見解析【規律總結規律總結】求解電子在某條軌道上的動能時要將玻爾的求解電子在某條軌道上的動能時要將玻爾的軌道理論與電子繞核做圓周運動的向心力結合起來軌道理論與電子繞核做圓周運動的向心力結合起來目錄目錄【范例范例】已知氫原子基態的能量是已知氫原子基態的能量是E1.一群處于一群處于n4能級的能級的氫原子自發躍遷，能釋放氫原子自發躍遷，能釋放6種光子，求其中頻率最小的光子的種光子，求其中頻率最小的光子的能量能量技法提煉技法提煉思維升華思維升華易錯辨析易錯辨析不明確玻爾模型中能級值的意義不明確玻爾模型中能級值的意義目錄目錄目錄目錄【真知灼見真知灼見】(1)氫原子核外電子處于無窮遠處時的能量最氫原子核外電子處于無窮遠處時的能量最高高(E0)，處于基態時能量最低為，處于基態時能量最低為E113.6eV，處于基態，處于基態的氫原子吸收光子后躍遷到能量較高的激發態，