玻尔的原子模型-第一课时-PPT.ppt

玻尔的原子模型 第一课时回顾复习：原子结构的探究过程回顾复习：原子结构的探究过程电子是原子的组成部分，原子是中性的，电子是原子的组成部分，原子是中性的，那么原子的模型是怎样的？那么原子的模型是怎样的？汤姆孙汤姆孙卢瑟福卢瑟福？枣糕模型枣糕模型原原子子带带正正电电的的部部分分应应均均匀匀分分布布在在整整个个原原子子中中，很很小小很很轻轻的的电电子镶嵌在球体的某些固定位置子镶嵌在球体的某些固定位置核式结构模型核式结构模型原子中心有一个很小的核原子中心有一个很小的核-原子核原子核全部正电荷和质量都集中在原子核全部正电荷和质量都集中在原子核带负电的电子在核外空间绕着核旋转。带负电的电子在核外空间绕着核旋转。1.粒子的大角度散射现象。2.电子容易穿过铝原子。这个模型是完美的吗？它就是原子结构的最后真相吗？2一、波尔原子模型一、波尔原子模型卢瑟福模型的两大困难卢瑟福模型的两大困难（1 1）原子的稳定性）原子的稳定性由经典电磁学理论可知，当电子围绕原子核做变速运动由经典电磁学理论可知，当电子围绕原子核做变速运动时，时，原子会发射电磁波，电子的能量就会减少，因此电原子会发射电磁波，电子的能量就会减少，因此电子会逐渐做向心运动，最终坠毁在原子核处；子会逐渐做向心运动，最终坠毁在原子核处；实际：原子结构十分稳定，电子并未出现坠毁现象！实际：原子结构十分稳定，电子并未出现坠毁现象！3一、波尔原子模型一、波尔原子模型卢瑟福模型的两大困难卢瑟福模型的两大困难（2 2）频率的不连续性）频率的不连续性电电子子围围绕绕原原子子核核做做变变速速运运动动时时辐辐射射的的电电磁磁波波频频率率等等于于其其电电子子做做圆圆周周运运动动的的频频率率，且且此此频频率率由由其其圆圆周周运运动动的的半半径径唯唯一一决决定定。因因此此由由于于电电子子逐逐渐渐靠靠近近原原子子核核，辐辐射射的的电磁波频率会逐渐变化，并且应为连续变化。电磁波频率会逐渐变化，并且应为连续变化。实际：各种原子的光谱都是不连续的！实际：各种原子的光谱都是不连续的！4一、波尔原子模型一、波尔原子模型量子化的原子模型量子化的原子模型1.1.定态假设定态假设原原子子只只能能处处于于一一系系列列能能量量不不连连续续的的状状态态中中。在在这这些些状状态态中中原原子子是是稳稳定定的的，电电子子虽虽然然做做变变速速运运动动，但但并并不不向向外外辐辐射射能能量量，这这些些状状态态叫叫做做定定态态。电电子子绕绕原原子子核核做做圆圆周周运运动动，只只能能处处在在一一些些分分立立的的轨轨道道上上，它只能在这些轨道上绕核转动而不产生电磁辐射。它只能在这些轨道上绕核转动而不产生电磁辐射。定态定态5一、波尔原子模型一、波尔原子模型量子化的原子模型量子化的原子模型2.2.跃迁假设跃迁假设原原子子从从一一种种定定态态跃跃迁迁到到另另一一定定态态时时，吸吸收收（或或辐辐射射）一一定定频频率率的的光光子子能量能量 h。原子从定态。原子从定态E2跃迁到定态跃迁到定态E1辐射的光子能量为辐射的光子能量为其中其中h为普朗克常量，为普朗克常量，h=6.6310-34 Js发射光子吸收光子E2E16一、波尔原子模型一、波尔原子模型量子化的原子模型量子化的原子模型3.3.量子假设（不连续假设）量子假设（不连续假设）原原子子的的不不同同能能量量状状态态对对应应于于电电子子的的不不同同运运动动轨轨道道，原原子子的的能能量量状状态态是是不不连连续续的的，电电子子不不能能在在任任意意半半径径的的轨轨道道上上运运动动。轨轨道道半半径径r r跟跟电电子子动动量量mvmv的乘积满足下式的乘积满足下式这些轨道才是可能的。其中，这些轨道才是可能的。其中，n n称为量子数。称为量子数。7大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点8根根据据玻玻尔尔理理论论，可可以以计计算算出出电电子子的的各各条条可可能能轨轨道道半半径径和和电电子子在在各各条条轨轨道上运动时的能量公式：道上运动时的能量公式：二、氢原子的能级结构二、氢原子的能级结构由量子化条件由量子化条件由牛顿定律由牛顿定律9二、氢原子的能级结构二、氢原子的能级结构能量：能量：轨道半径：轨道半径：式中式中r r1 1E E1 1分别代表第一条（即离核最近的）可能轨道的半径和电子在这分别代表第一条（即离核最近的）可能轨道的半径和电子在这条轨道上运动时的能量，条轨道上运动时的能量，r rn n、E En n分别代表第分别代表第n n条可能轨道的半径和电子在条可能轨道的半径和电子在第第n n条轨道上运动时的能量。条轨道上运动时的能量。特别的，对于氢原子，特别的，对于氢原子，带入电子质量后，可得：带入电子质量后，可得：E1=13.6 eV，r1=0.5310-10mE1n=1E3n=3101 1 1 1、能级：氢原子的各个定态的能量值，叫它的能级。、能级：氢原子的各个定态的能量值，叫它的能级。、能级：氢原子的各个定态的能量值，叫它的能级。、能级：氢原子的各个定态的能量值，叫它的能级。2 2 2 2、基态：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、基态：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、基态：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、基态：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，这种定态叫基态。运动，这种定态叫基态。运动，这种定态叫基态。运动，这种定态叫基态。3 3 3 3、激发态：除基态以外的能量较高的其他能级，叫做激发态。、激发态：除基态以外的能量较高的其他能级，叫做激发态。、激发态：除基态以外的能量较高的其他能级，叫做激发态。、激发态：除基态以外的能量较高的其他能级，叫做激发态。4 4 4 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，、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，、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，、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，是辐射能量的过程，这个能量以光子的形式辐射出去，这就是原子发光现象。是辐射能量的过程，这个能量以光子的形式辐射出去，这就是原子发光现象。是辐射能量的过程，这个能量以光子的形式辐射出去，这就是原子发光现象。是辐射能量的过程，这个能量以光子的形式辐射出去，这就是原子发光现象。不同的能量，发射的光频率也不同，我们就能观察到不同颜色的光。不同的能量，发射的光频率也不同，我们就能观察到不同颜色的光。不同的能量，发射的光频率也不同，我们就能观察到不同颜色的光。不同的能量，发射的光频率也不同，我们就能观察到不同颜色的光。二、氢原子的能级结构二、氢原子的能级结构E1n=1E3n=311试求：当氢原子从试求：当氢原子从n=3能级跃迁到能级跃迁到n=1能级时，辐射的光子能级时，辐射的光子能量、频率和波长。能量、频率和波长。-13.6-3.4-1.51-0.85nE eV氢原子可能辐射几种频率的光子氢原子可能辐射几种频率的光子-13.6-3.4-1.51-0.85nEeV注意区分：一个氢原子和大量氢原子最多释放几种注意区分：一个氢原子和大量氢原子最多释放几种三、对氢原子能级的理解三、对氢原子能级的理解(1)(1)轨道与能量的量子化：对氢原子而言，核外的一个电子绕核运行时，若轨道与能量的量子化：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轨道是不连续的，能量也是不连半径不同，则对应着的原子能量也不同轨道是不连续的，能量也是不连续的，即能量量子化续的，即能量量子化(2)(2)负能量：若使原子电离，外界必须对原子做功输入能量，使电子摆脱它负能量：若使原子电离，外界必须对原子做功输入能量，使电子摆脱它与原子核之间的库仑力的束缚，所以原子电离后的能量比原子其他状态的与原子核之间的库仑力的束缚，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能量都高我们把原子电离后的能量记为0 0，即选取电子离核无穷远处即电，即选取电子离核无穷远处即电子和原子核间无作用力时氢原子的能量为零，则其他状态下的能量值均为子和原子核间无作用力时氢原子的能量为零，则其他状态下的能量值均为负值。负值。