第四章

原子結構和波粒二象性第4節

課時2波爾的原子模型1.了解玻爾原子理論的基本假設的主要內容。2.能用玻爾原子理論解釋氫原子能級圖及光譜。3.了解玻爾理論的局限性。玻爾原子理論的三條基本假設假設1：軌道量子化假設2：能量量子化（定態、能級）假設3：頻率條件(躍遷假說)一、玻爾原子理論的基本假設在普朗克能量量子化、愛因斯坦光子說、巴耳末簡潔公式啟發下，發展了盧瑟福的核式結構學說，是半經典半量子的假說。假設1：軌道量子化——針對原子核式結構模型提出（1）原子中的電子在庫侖引力的作用下，繞原子核做圓周運動。（2）繞核運動的電子軌道半徑只能是某些分立的數值（3）電子在軌道繞核轉動是穩定的，不產生電磁輻射軌道量子化：氫原子：量子數+rnvn=1n=2n=3n=1n=2n=3-假設2：能量量子化（定態、能級）——針對原子的穩定性提出②能級：電子只能在特定軌道上運動，原子的能量只能取一系列特定的值.這些量子化的能量值叫作能級.①定態：原子中具有確定能量的穩定狀態基態：能量最低的狀態(離核最近)激發態：其他的能量狀態能量量子化：氫原子：假設3：頻率條件(躍遷假說)——針對原子光譜是線狀譜提出躍遷：當電子從能量較高的定態軌道(其能量記為En)躍遷到能量較低的定態軌道(能量記為Em，m＜n)時，會放出能量為hν的光子，該光子的能量hν＝En－Em，該式稱為頻率條件，又稱輻射條件。+mn-低能級（En）高能級（Em）電子吸收光子克服庫侖引力做功，原子能量增加電子輻射光子，原子能量減少躍遷頻率條件:1.解釋巴耳末公式

巴耳末公式中的正整數n和2正好代表能級躍遷之前和躍遷之后所處的定態軌道的量子數n和2。2.解釋氣體導電發光

通常情況下，原子處于基態，非常穩定，氣體放電管中的原子受到高速運動的電子的撞擊，有可能向上躍遷到激發態，處于激發態的原子是不穩定的，會自發地向能量較低的能級躍遷，放出光子，最終回到基態。二、玻爾理論對氫光譜的解釋3.解釋氫原子光譜的不連續性

原子從較高的能級向低能級躍遷時放出的光子的能量等于前后兩個能級之差，由于原子的能級是分立的，所以放出的光子的能量也是分立的，因此原子的發射光譜只有一些分立的亮線.4.解釋不同原子具有不同的特征譜線

不同的原子具有不同的結構，能級各不相同，因此輻射(或吸收)的光子頻率也不相同。躍遷時電子動能、原子勢能、原子能量的變化當n減小即軌道半徑減小時，庫侖力做正功，電子動能增加、原子勢能減小、向外輻射能量，原子能量減小。當n增大即軌道半徑增大時，庫侖力做負功，電子動能減小、原子勢能增大、從外界吸收能量，原子能量增大。注意一群原子和一個原子氫原子核外只有一個電子，這個電子在某個時刻只能處在某一個可能的軌道上，在某段時間內，由某一軌道躍遷到另一個軌道時，可能的情況只有一種，但是如果容器中盛有大量的氫原子，這些原子的核外電子躍遷時就會有各種情況出現。注意直接躍遷與間接躍遷原子從一種能量狀態躍遷到另一種能量狀態時，有時可能是直接躍遷，有時可能是間接躍遷。兩種情況的輻射（或吸收）光子的頻率不同，但都滿足頻率條件。三、玻爾理論的局限性玻爾在解決核外電子的運動時成功引入了量子化的觀念同時又應用了“粒子、軌道”等經典概念和有關牛頓力學規律除了氫原子光譜外，在解決其他問題上遇到了很大的困難沒有繞開經典理論無法解釋復雜一點的原子的光譜現象無法解釋譜線的強度等1.玻爾理論的局限性2.原子結構理論的發展過程湯姆孫發現電子湯姆孫的西瓜模型α

粒子散射實驗盧瑟福的核式結構模型原子不可割湯姆孫的西瓜模型原子穩定性事實氫光譜實驗盧瑟福的核式結構模型復雜（氦）原子光譜量子力學理論玻爾模型建立否定建立否定建立否定否定玻爾模型徹底放棄經典概念，用電子云概念取代經典的軌道概念建立電子云電子在某處單位體積內出現的概率

1.(多選)按照玻爾理論，下列表述正確的是（

）A.核外電子運動軌道半徑可取任意值B.氫原子中的電子離原子核越遠，氫原子的能量越大C.電子躍遷時，輻射或吸收光子的能量由能級的能量差決定，即hν＝Em－En(m>n)D.氫原子從激發態向基態躍遷的過程中，可能輻射能量，也可能吸收能量BC2.(多選)氫原子的核外電子由一個軌道向另一軌道躍遷時，可能發生的情況是（

）A.原子吸收光子，電子的動能增大，原子的電勢能增大，原子的能量增大B.原子放出光子，電子的動能減小，原子的電勢能減小，原子的能量減小C.原子吸收光子，電子的動能減小，原子的電勢能增大，原子的能量增大D.原子放出光子，電子的動能增大，原子的電勢能減小，原子的能量減小CD3.(多選)如圖所示為氫原子的能級圖.用光子能量為13.06eV的光照射一群處于基態的氫原子，下列說法正確的是（

）A.氫原子從n＝4的能級向n＝3的能級躍遷時輻射

光的波長最短B.輻射光中，光子能量為0.31eV的光波長最長C.用此光子照射基態的氫原子，能夠使其電離D.用光子能量為14.2eV