玻尔的原子模型

rn = n r1
2
氢 原 子 能 级
1 En = 2 E1 n ( E1 = −13.6eV )
n = 1,2,3⋯
二、玻尔理论对氢光谱的解释
氢 原 子 的 能 级 图
激 发 态
E/eV n ∞－－－－－－－－－－－－－－－－－ 0 eV
５ ４ ３ ２ -0.54 -0.85 -1.51 -3.4
量子化条件的 引进没有适当 的理论解释。 的理论解释。
除了氢原子光谱外，在解决其 除了氢原子光谱外， 除了氢原子光谱外 他问题上遇到了很大的困难 困难． 他问题上遇到了很大的困难．
氦原子光谱
怎样修改玻尔模型？ 怎样修改玻尔模型？
思想：必须彻底放弃经典概念？ 思想：必须彻底放弃经典概念？ 关键：用电子云概念取代经典的轨道概念 关键：
氢 原 子 能 级 跃 迁 与 光 谱 图

n = 3，, 5 , ⋯ 4
0 -0.54 eV -0.85 eV -1.51 eV -3.40 eV
n=∞ n=5 n=4 n=3 n=2
n=1
-13.6 eV
二.玻尔理论对氢光谱的解释
（巴尔末系）
Hδ
Hγ
1
Hβ
Hα
1 1 = R( 2 − 2 ) n = 3,4,5,... λ 2 n 巴耳末公式 R=1.10×107m−1 里德伯常量
基态
１
-13.6
问题1 巴尔末公式有正整数n出现，这里我们也用正整数n 问题1：巴尔末公式有正整数n出现，这里我们也用正整数n来 标志氢原子的能级。它们之间是否有某种关系？ 标志氢原子的能级。它们之间是否有某种关系？
1 1 1 巴尔末公式： 巴尔末公式： = R − 2 λ n2 2
基态。
3、激发态：除基态以外的能量较高的其他能 激发态： 激发态 级，叫做激发态。 原子发光现象： 4、原子发光现象：原子从较高的激发态向较 低的激发态或基态跃迁的过程， 低的激发态或基态跃迁的过程，是辐射能量的过 这个能量以光子的形式辐射出去， 程，这个能量以光子的形式辐射出去，这就是原
子发光现象。
Hδ
Hγ
Hβ
Hα
巴尔末 系氢吸 收光谱
n=1 n=2 n=3 n=4 n=5 n=6
Hale Waihona Puke 、能级：1、能级：氢原子的各个定态的能量值，叫它 能级：氢原子的各个定态的能量值， 能级 的能级。 2、基态：在正常状态下，原子处于最低能级， 基态：在正常状态下，原子处于最低能级， 这时电子在离核最近的轨道上运动， 这时电子在离核最近的轨道上运动，这种定态叫
2、下面关于玻尔理论的解释中，不正确的说法 、下面关于玻尔理论的解释中， C） 是（ A、原子只能处于一系列不连续的状态中，每 、原子只能处于一系列不连续的状态中， 个状态都对应一定的能量 B、原子中，虽然核外电子不断做加速运动， 、原子中，虽然核外电子不断做加速运动， 但只要能量状态不改变， 但只要能量状态不改变，就会向外辐射能量 C、原子从一种定态跃迁到另一种定态时，一 、原子从一种定态跃迁到另一种定态时， 定要辐射一定频率的光子 D、原子的每一个能量状态都对应一个电子轨 、 道，并且这些轨道是不连续的
三、玻尔模型的局限性
玻尔理论成功 成功的解释并预言了氢原子辐射 玻尔理论成功的解释并预言了氢原子辐射 的电磁波的问题，但是也有它的局限性． 的电磁波的问题，但是也有它的局限性． 局限性
在解决核外电子的运动时 成功引入了量子化 量子化的观念 成功引入了量子化的观念
同时又应用了“粒子、 同时又应用了“粒子、 轨道” 经典概念和 轨道”等经典概念和 有关牛顿力学 牛顿力学规律 有关牛顿力学规律
（电子克服库仑引力做功增大电势能， 电子克服库仑引力做功增大电势能， 原子的能量增加） 原子的能量增加）
吸收光子
跃迁
辐射光子
（电子所受库仑力做正功减小电势能， 电子所受库仑力做正功减小电势能， 原子的能量减少） 原子的能量减少）
激 发 态
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Ｅ （其能量记为Ｅm）跃迁到能量 较低的定态轨道（能量记为Ｅ 较低的定态轨道（能量记为Ｅn， m>n） 会放出能量为h m>n）时，会放出能量为hν的 光子（ 是普朗克常量）， ），这个 光子（h是普朗克常量），这个 光子的能量由前后两个能级的 能量差决定， 能量差决定， 即hν＝Ｅm-Ｅn 称为频率条件， 称为频率条件，又称辐射条件
3、根据玻尔理论，氢原子中，量子数 越大，则下列 、根据玻尔理论，氢原子中，量子数N越大 越大， 说法中正确的是（ 说法中正确的是（ ACD ） A、电子轨道半径越大 、 B、核外电子的速率越大 、 C、氢原子能级的能量越大 D、核外电子的电势能越 、 、 大 4、根据玻尔的原子理论，原子中电子绕核运动的半径 、根据玻尔的原子理论， （ D ） A、可以取任意值 、 B、可以在某一范围内取任意值 、 C、可以取一系列不连续的任意值 、 D、是一系列不连续的特定值 、
按照玻尔理论， 5、按照玻尔理论，一个氢原子中的电子从 一半径为ra的圆轨道自发地直接跃迁到一 的圆轨道上， 半径为rb的圆轨道上，已知ra>rb，则在此 过程中（ 过程中（ C ） A、原子要发出一系列频率的光子 B、原子要吸收一系列频率的光子 C、原子要发出某一频率的光子 D、原子要吸收某一频率的光子
[例1]
学以致用
练习：对玻尔理论的下列说法中， 练习：对玻尔理论的下列说法中，正确的是 （ ACD ） A、继承了卢瑟福的原子模型，但对原子能 继承了卢瑟福的原子模型， 量和电子轨道引入了量子化假设 B、对经典电磁理论中关于“做加速运动的 对经典电磁理论中关于“ 电荷要辐射电磁波” 电荷要辐射电磁波”的观点表示赞同 C、用能量转化与守恒建立了原子发光频率 与原子能量变化之间的定量关系 D、玻尔的两个公式是在他的理论基础上利 用经典电磁理论和牛顿力学计算出来的
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。 的数值。 •且电子在这些轨道上 绕核的转动是稳定的 稳定的， 绕核的转动是稳定的， 不产生电磁辐射
针对原子的稳定性提出
原子在不同的轨道上 运动时， 运动时，原子处于不同 的状态．波尔指出，原 的状态．波尔指出， 子的不同的状态中具有 不同的能量， 不同的能量，所以原子 的能量也量子化的
v
m
r
能级： 能级：量子化的能量值 定态： 定态：原子中具有确定能量的稳定状态 基态：能量最低的状态（离核最近） 基态：能量最低的状态（离核最近） 激发态：其他的状态 激发态： 量 子 数
１ Ｅ１ ５ ４ ３ ２ Ｅ５ Ｅ４ Ｅ３ Ｅ２
3 激发态
2
v
1
m
r
能级图
基态 轨道图
光子的发射和吸收
基 态
18.4《玻尔的原子模型》
教学目标
• 1、知识与技能 、 • （1）了解玻尔原子理论的主要内容； • （2）了解能级、能量量子化以及基态、激发态的 概念。 • 2、过程与方法：通过玻尔理论的学习，进一步了 、过程与方法： 解氢光谱的产生。 • 3、情感、态度与价值观：培养我们对科学的探究 、情感、态度与价值观： 精神，养成独立自主、勇于创新的精神。 • 教学重点：玻尔原子理论的基本假设。 教学重点： • 教学难点：玻尔理论对氢光谱的解释。 教学难点： • 教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。 教学方法：
根据： 根据：E=hv，λ=c/v
n=1 n=2 n=3 n=4 n=5 n=6
又Eδ =1.89eV= 3.03 ×10-19J 所以， 所以， λ δ=hc/ Eδ = 6.63×10-34 ×3.0 ×10-8 / × 3.03 ×10-19J = 6.57 ×10-7(m)
二.玻尔理论对氢光谱的解释
E
n
ν
针对原子光谱是线状谱提出
Em
ν
原子在始、 原子在始、末 两个能级E 两个能级 m和En （ Em>En ）间跃 迁时发射光子的 频率可以由前后 能级的能量差决 定：
hν = Em − En
二、玻尔理论对氢光谱的解释 玻尔从上述假设出发，利用库仑定律和牛顿运动定律， 玻尔从上述假设出发，利用库仑定律和牛顿运动定律， 计算出了氢的电子可能的轨道半径和对应的能量． 计算出了氢的电子可能的轨道半径和对应的能量．