物理选修人教新课标玻尔的原子模型课件.ppt

,金太阳教育,18.4 玻尔的原子模型 课件 人教版选修3-5,第四节玻尔的原子模型,课前自主学案,核心要点突破,课堂互动讲练,课标定位,知能优化训练,第四节,课标定位,学习目标：,1.,知道玻尔原子理论的基本假设,2,知道能级、能级跃迁，会计算原子能级跃迁时辐射或吸收光子的能量,3,知道玻尔对氢光谱的解释以及玻尔理论的局限性,重点难点：,1.,玻尔原子理论的基本假设,2,会计算原子能级跃迁时辐射或吸收光子的能量,课前自主学案,一、玻尔原子理论的基本假设,1,轨道量子化,围绕原子核运动的电子轨道半径只能是某些,_,、,_,数值，这种现象叫做轨道量子化,2,能量量子化,(1),定态：电子在不同的轨道对应不同的,_,，,在这些状态中尽管电子在做变速运动，却不向外,_,，在这些状态中原子是,_,不连续,分立的,状态,辐射能量,定态,(2),能量量子化：电子在不同轨道对应不同的状态，原子在不同的状态中具有不同的,_,，因轨道是量子化的，所以原子的能量也是,_,，,_,实验充分说明了这一点,(3),能级：把量子化的,_,称为能级，其中能量最低的状态叫做基态，其他的状态叫做,_,处于,_,的原子最稳定,能量,量子化的,弗兰克,赫兹,能量值,激发态,基态,3,跃迁条件,(1),跃迁：当电子由能量较高,(,较低,),的定态轨道跳到能量较低,(,较高,),的定态轨道的过程,(2),电磁辐射：当电子在不同的定态轨道间跃迁时就会放出或吸收一定频率的,_,，光子的能量值为：,h,_,(,其中,h,是普朗克常量，,是光子的频率，,E,m,是高能级能量，,E,n,是低能级能量,),光子,E,m,E,n,4,几个基本概念,(1),量子数：现代物理学认为原子的可能状态是,_,，各状态的标号,1,2,3,4,，,，叫做,_,，一般用,n,表示,(2),基态：原子能量,_,的状态,(3),激发态：原子能量较,_,的状态,(,相对于基态,),(4),电离：原子丢失,_,的过程,量子化的,量子数,最低,高,电子,二、玻尔理论对氢光谱的解释,原子从较高的能态向低能态跃迁时，放出光子的能量等于前后两个能级之差，由于原子的能级是分立的，所以放出的光子的能量也是分立的，因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线,三、玻尔模型的局限性,1,玻尔理论的成功之处,玻尔理论第一次将,_,观念引入原子领域,提出了定态和,_,的概念，成功解释了氢原子光谱的实验规律,2,玻尔理论的局限性,过多地保留了经典理论，即保留经典粒子的观念，把电子的运动看做经典力学描述下的轨道运动,量子,跃迁,3,电子云,原子中的电子没有确定的,_,值，我们只能描述电子在某个位置出现,_,的多少，把电子这种概率分布用疏密不同的点表示时，这种图像就像云雾一样分布在原子核周围，故称电子云,坐标,概率,核心要点突破,一、玻尔氢原子理论,1,轨道量子化：围绕原子核运动的电子轨道半径不是连续的，而是分立的，这种轨道的不连续现象叫轨道量子化电子的可能轨道半径,r,n,n,2,r,1,，其中,n,叫量子数，对于氢原子,r,1,10,10,m.,2,定态及能量量子化：电子在不同的轨道绕核运动，对应着原子不同的状态，在这些状态中原子是稳定的电子虽然绕核旋转，但并不向外辐射能量，这些状态叫定态原子在不同的状态中具有不同的能量，因此原子的能量也是量子化的,3,原子的跃迁：原子从一种定态,(,能量为,E,m,),跃迁到另一定态,(,能量为,E,n,),时，它辐射或吸收一定频率的光子，从高能级向低能级跃迁辐射光子，反之吸收光子光子的能量由这两个定态的能量差决定，即,h,E,m,E,n,.,可见，电子从一个轨道到另一个轨道，不是以螺旋线的形式改变半径大小的，而是从一个轨道上,“,跳跃,”,到另一个轨道上，玻尔将这种现象称为跃迁,即时应用,(,即时突破，小试牛刀,),1,玻尔在他提出的原子模型中所做的假设有,(,),A,原子处在具有一定能量的定态中，虽然电子做加速运动，但不向外辐射能量,B,原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的,C,电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，辐射,(,或吸收,),一定频率的光子,D,电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率,解析：,选、,B,、,C,三项都是玻尔提出来的假设，其核心是原子定态概念的引入与能级跃迁学说的提出，也就是,“,量子化,”,概念，原子的不同能量状态与电子绕核运动的不同圆轨道相对应，是经典理论与量子化概念的结合,二、氢原子的能级及能级图,1,能级：对氢原子而言，核外的一个电子绕核运行时，若半径不同，则对应着的原子能量也不同，若使原子电离，外界必须对原子做功，使电子摆脱它与原子核之间库仑力的束缚，所以原子电离后的能量比原子其他状态的能量都高我们把原子电离后的能量记为,0,，即选取电子离核无穷远处时氢原子的能量为零，则其他状态下的能量值均为负值,【思维总结】求解此类题目应注意把握两点：,D吸收光子，电子动能增加，原子势能减少，原子的能量减少,11 eV的电子能使氢原子从n1跃迁到n2的能级，故选B、C、D.,14 eV的光子和电子都能使氢原子电离.,玻尔原子结构假说与力学综合,_，在这些状态中原子是_,(1)定态：电子在不同的轨道对应不同的_，,2定态及能量量子化：电子在不同的轨道绕核运动，对应着原子不同的状态，在这些状态中原子是稳定的电子虽然绕核旋转，但并不向外辐射能量，这些状态叫定态原子在不同的状态中具有不同的能量，因此原子的能量也是量子化的,(2)能量量子化：电子在不同轨道对应不同的状态，原子在不同的状态中具有不同的_，因轨道是量子化的，所以原子的能量也是,4 玻尔的原子模型 课件 人教版选修3-5,_，_实验充分说明了这一点,A15种B10种,3知道玻尔对氢光谱的解释以及玻尔理论的局限性,【思维总结】求解此类题目应注意把握两点：,在这些状态中尽管电子在做变速运动，却不向外,_、_数值，这种现象叫做轨道量子化,_处于_的原子最稳定,D电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率,2,能级图：氢原子的能级图如图,18,4,1,所示,图,18,4,1,即时应用(即时突破，小试牛刀),2(年江苏南京六中高二期末)如图1842为氢原子的能级图，A、B、C分别表示原子在三种不同能级跃迁时放出的光子，其中(),A频率最大的是B,B波长最长的是C,C频率最大的是A,D波长最长的是B,答案：AB,图,18,4,2,2,由低能级向高能级跃迁,(1),原子吸收光子引起的跃迁,原子吸收光子后会从较低能级向高能级跃迁而被激发，光子的能量必须等于两能级的能量差，否则光子将不被吸收但当处于,n,能级的电子电离时，只要光子的能量,h,|,E,n,|,就可被吸收，只不过入射光子的能量越大，产生的自由电子的动能越大,(2),实物粒子和原子作用而使原子激发的情况,当实物粒子和原子相碰时，由于实物粒子的动能可全部或部分地被原子吸收，所以只要入射粒子的动能大于或等于原子某两定态能量之差，就可使原子受激发而向较高能级跃迁,3,能级跃迁时的能量变化,当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原子的电势能减小，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,即时应用,(,即时突破，小试牛刀,),3,(,原创题,),如图,18,4,3,画出了氢原子的四个能级，用下列几种能量的光子或电子作用于基态的氢原子，能使氢原子发生跃迁或电离的是,(,),A,用,11 eV,的光子照射,B,用,14 eV,的光子照射,C,用,11 eV,的电子碰撞,D,用,14 eV,的电子碰撞,图,18,4,3,解析：,选,BCD.,氢原子中能级差没有为,11 eV,的，故,11 eV,的光子不能被氢原子吸收，又,11 eV13.6 eV,，所以也不能使氢原子电离,.14 eV,的光子和电子都能使氢原子电离,.11 eV,的电子能使氢原子从,n,1,跃迁到,n,2,的能级，故选,B,、,C,、,D.,课堂互动讲练,类型一,氢原子的能级跃迁,如图,18,4,4,所示为氢原子最低的四个能级，当氢原子在这些能级间跃迁时：,例,1,图,18,4,4,(1),有可能放出,_,种能量的光子,(2),在哪两个能级间跃迁时，所放出光子波长最长？波长是多少？,【,答案,】,(1)6,(2),见精讲精析,(2)能量量子化：电子在不同轨道对应不同的状态，原子在不同的状态中具有不同的_，因轨道是量子化的，所以原子的能量也是,C4种 D1种,1轨道量子化：围绕原子核运动的电子轨道半径不是连续的，而是分立的，这种轨道的不连续现象叫轨道量子化电子的可能轨道半径rnn2r1，其中n叫量子数，对于氢原子r11010m.,氢原子中能级差没有为11 eV的，故11 eV的光子不能被氢原子吸收，又11 eV13.,氢原子中能级差没有为11 eV的，故11 eV的光子不能被氢原子吸收，又11 eV13.,4 玻尔的原子模型 课件 人教版选修3-5,当实物粒子和原子相碰时，由于实物粒子的动能可全部或部分地被原子吸收，所以只要入射粒子的动能大于或等于原子某两定态能量之差，就可使原子受激发而向较高能级跃迁,在这些状态中尽管电子在做变速运动，却不向外,一、玻尔原子理论的基本假设,电子的质量m1031kg，电荷量e1019C.,(2)能量量子化：电子在不同轨道对应不同的状态，原子在不同的状态中具有不同的_，因轨道是量子化的，所以原子的能量也是,_处于_的原子最稳定,在这些状态中尽管电子在做变速运动，却不向外,D电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率,(1)跃迁：当电子由能量较高(较低)的定态轨道跳到能量较低(较高)的定态轨道的过程,变式训练,1,如图,18,4,5,所示为氢原子的能级图用光子能量为,13.06 eV,的光照射一群处于基态的氢原子，则可能观测到氢原子发射的不同波长的光有,(,),A,15,种,B,10,种,C,4,种,D,1,种,图,18,4,5,氢原子在基态时轨道半径,r,1,10,10,m,，能量,E,1,13.6 eV.,电子的质量,m,10,31,kg,，电荷量,e,10,19,C.,求氢原子处于基态时：,(1),电子的动能；,(2),原子的电势能,类型二,玻尔原子结构假说与力学综合,例,2,【,思路点拨,】,电子绕核转动的动能可根据库仑力充当向心力求出，电子在某轨道上的动能与电势能之和，为原子在该定态的能量,E,n,，即,E,n,E,k,n,E,p,n,，由此可求得原子的电势能,【,答案,】,(1)13.6 eV,(2),27.2 eV,【,思维总结,】,求解此类题目应注意把握两点：,(1),电子在某一轨道上绕核运动时，电子与原子核之间的库仑引力提供向心力,(2),氢原子的能量,E,n,E,k,n,E,p,n,.,变式训练,2,氢原子的核外电子由一个轨道跃迁到另一轨道时，可能发生的情况有,(,),A,放出光子，电子动能减少，原子势能增加，原子的能量增加,B,放出光子，电子动能增加，原子势能减少，原子的能量减少,C,吸收光子，电子动能减少，原子势能增加，原子的能量增加,D,吸收光子，电子动能增加，原子势能减少，原子的能量减少,解析：,选,BC.,若电子从高能级向低能级跃迁，则放出光子，电子由离核较远的轨道到离核较近的轨道上运动，轨道半径减小，电场力做正功，动能增加，电势能减少，但由于放出光子，原子的能量减少；反之，从低能级向高能级跃迁，吸收光子，电子到离核较远的轨道上运动，克服电场力做功，动能减少，电势能增加，原子的能量增加故,B,、,C,正确，,A,、,D,错误,知能优化训练,本部分内容讲解结束,点此进入课件目录,按,ESC,键退出全屏播放,谢谢使用,