玻尔的原子模型讲解课件.ppt

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1、§18.4玻尔的原子模型卢瑟福的核式结构学说与经典电磁理论的矛盾(一)原子是稳定的电子绕核运动将不断向外辐射电磁波，电子损失了能量，其轨道半径不断缩小，最终落在原子核上,而使原子变得不稳定．++经典理论认为事实卢瑟福的核式结构学说与经典电磁理论的矛盾(二)由于电子轨道的变化是连续的，辐射电磁波的频率等于绕核运动的频率,连续变化,原子光谱应该是连续光谱经典理论认为事实原子光谱是不连续的,是线状谱以上矛盾表明，从宏观现象总结出来的经典电磁理论不适用于原子这样小的物体产生的微观现象。为了解决这个矛盾，1913年丹麦的物理学

2、家玻尔在卢瑟福学说的基础上，把普朗克的量子理论运用到原子系统上，提出了玻尔理论。一、玻尔原子理论的基本假设（三个重要假设）假说1:轨道量子化分立轨道针对原子核式结构模型提出围绕原子核运动的电子轨道半径只能是某些分立的数值。且电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的，不产生电磁辐射，也就是说，电子的轨道也是量子化的一、玻尔原子理论的基本假设电子在不同的轨道上运动，原子处于不同的状态．玻尔指出，原子在不同的状态中具有不同的能量，所以原子的能量也是量子化的。在这些状态中原子是稳定的。（三个重要假设）假说2:能级（定态）假说针对原

3、子的稳定性提出能级：量子化的能量值。定态：原子中具有确定能量的稳定状态量子数基态：能量最低的状态（离核最近）——基态激发态：其他的状态激发态一、玻尔原子理论的基本假设（三个重要假设）假说2:能级（定态）假说能级图123轨道与能级相对应Ｅ４１２３４５Ｅ１Ｅ３Ｅ２Ｅ５E∞nEmEn一、玻尔原子理论的基本假设（三个重要假设）假说3:频率条件（跃迁假说）针对原子光谱是线状谱提出当电子从能量较高的定态轨道（其能量记为Ｅm）跃迁到能量较低的定态轨道（能量记为Ｅn，m>n）时，会放出能量为hν的光子（h是普朗克常量），这个光子的能

4、量由前后两个能级的能量差决定，即hν＝Ｅm-Ｅn称为频率条件，又称辐射条件原子在始、末两个能级Em和En（Em>En）间跃迁时发射（或吸收）光子的频率可以由前后能级的能量差决定：一、玻尔原子理论的基本假设（三个重要假设）假说3:频率条件（跃迁假说）针对原子光谱是线状谱提出Ｅ４１２３４５Ｅ１Ｅ３Ｅ２Ｅ５E∞激发态跃迁基态（电子克服库仑引力做功增大电势能，原子的能量增加）吸收光子（电子所受库仑力做正功减小电势能，原子的能量减少）辐射光子光子的发射和吸收（Em>En）玻尔从上述假设出发，利用库仑定律和牛顿运动定律，计算出

5、了氢的电子可能的轨道半径和对应的能量．氢原子能级二、玻尔理论对氢光谱的解释(r1=0.053nm)氢原子各定态的能量值，为电子绕核运动的动能Ek和电势能Ep的代数和，因为在选无穷远处电势能为零的情况下，各定态的电势能均为负值，且其大小总大于同一定态的动能值，所以各定态能量值均为负值，因此，不能根据氢原子的能级公式得出氢原子各定态能量与n2成反比的错误结论。说明1：（1）这里的能量指总能量(即E=Ek+Ep)例如：E1=-13.6eV实际上，其中Ek1=13.6eV，Ep1=-27.2eV。（2）这里的电势能Ep＜0，

6、原因是规定了无限远处的电势能为零。这样越是里面轨道电势能越少，负得越多。(3)量子数n=1定态，能量值最小，电子动能最大，电势能最小；量子数越大，能量值越大，电子动能越小，电势能越大.（4）跃迁时电子动能、原子电势能与原子能量的变化当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原子的电势能Ep减小，电子动能增大，原子能量减小．反之，轨道半径增大时，原子电势能增大，电子动能减小，原子能量增大．说明2：1、从高能级向低能级跃迁–发射光子以光子形式辐射出去（原子发光现象）2从低能级向高能级跃迁对于能量小于13.6ev的光子（要么全被吸

7、收，要么不吸收）对于能量大于或等于13.6ev的光子（电离）（1）吸收光子（2）吸收实物粒子能量只要实物粒子动能足以使氢原子向高能级跃迁,就能被氢原子吸收全部或部分动能而使氢原子向高能级跃迁,多余能量仍为实物粒子动能。氢原子核外只有一个电子，这个电子在某个时刻只能处在某一个可能的轨道上，在某段时间内，由某一轨道跃迁到另一个轨道时，可能的情况只有一种，但是如果容器中盛有大量的氢原子，这些原子的核外电子跃迁时就会有各种情况出现．对于量子数为n的一群氢原子，向较低的激发态或基态跃迁时，可能产生的谱线条数为N=说明3.一群原

8、子和一个原子的跃迁问题说明4.跃迁与电离的问题原子跃迁时．不管是吸收还是辐射光子，其光子的能量都必须等于这两个能级的能量差．若想把处于某一定态上的原子的电子电离出去，就需要给原子一定的能量．如基态氢原子电离，其电离能为13.6eV，只要能量等于或大于13.6eV的光子都能被基态氢原子吸收而电离，只不过入射光子的能量越大，原子电离后产生的电子具有