2015-2016学年人教版选修3-5玻尔的原子模型学案选编.docx

学案4　玻尔的原子模型 [学习目标] 1.知道玻尔原子理论基本假设的主要内容. 2.了解能级、跃迁、能量量子化以及基态、激发态等概念. 3.能用玻尔原子理论简单解释氢原子光谱． [学习重点难点] 重点：玻尔原子理论的基本假设 难点：利用玻尔原子理论解释氢原子跃迁的现象 [自主学习探究] 一、玻尔原子理论的基本假设 1．定态假设：原子只能处于一系列_______的能量状态中，在这些状态中原子是_____的．电子虽然绕核旋转，但并不向外辐射能量，这些状态叫_____ 2．能量假设：原子从_________的定态轨道(其能量为Em)跃迁到_______的定态轨道(其能量为En)时，它______一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hν＝Em－En. 3．轨道假设：原子的不同能量状态对应于电子不同的运行轨道，原子的定态是______的，因而电子的可能轨道也是______的． 二、玻尔理论对氢光谱的解释 1．氢原子的能级图 图1 2．解释巴耳末公式 (1)按照玻尔理论，从高能级跃迁到低能级时辐射的光子的能量为___________ (2)巴耳末公式中的正整数n和2正好代表电子跃迁之前和跃迁之后所处的_________的量子数n和2. 3．解释氢原子光谱的不连续性 原子从较高能级向低能级跃迁时放出光子的能量等于前后____________.由于原子从较高能级向低能级是_______的，所以放出的光子的能量也是_______的，因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线． 三、玻尔理论的局限性 1．玻尔理论的成功之处在于把量子思想引入了原子结构理论，提出了_______和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律． 2．玻尔理论的不足之处在于保留了_________的观念，把电子的运动仍看做经典力学描述下的轨道运动，没有彻底摆脱________理论的框架． [典型例题分析] 一、对玻尔理论的理解 例1　玻尔在他提出的原子模型中所作的假设有(　　) 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 二、氢原子的跃迁规律分析 例2　如图3所示，1、2、3、4为玻尔理论中氢原子最低的四个能级．处在n＝4能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能发出若干种频率不同的光子，在这些光中，波长最长的是(　　) 图3 A．n＝4跃迁到n＝1时辐射的光子 B．n＝4跃迁到n＝3时辐射的光子 C．n＝2跃迁到n＝1时辐射的光子 D．n＝3跃迁到n＝2时辐射的光子 三、氢原子跃迁中的能量问题 例3　氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道过程中(　　) A．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大，原子的能量增大 B．原子要放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小，原子的能量也减小 C．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小，原子的能量增大 D．原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大，原子的能量增大 例4 (氢原子的跃迁规律分析)如图4所示为氢原子的四个能级，其中E1为基态，若氢原子A处于激发态E2，氢原子B处于激发态E3，则下列说法正确的是(　　) 图4 A．原子A可能辐射出3种频率的光子 B．原子B可能辐射出3种频率的光子 C．原子A能够吸收原子B发出的光子并跃迁到能级E4 D．原子B能够吸收原子A发出的光子并跃迁到能级E4 [课堂检测] 1．关于玻尔的原子模型，下列说法中正确的是(　　) A．它彻底否定了卢瑟福的核式结构学说 B．它发展了卢瑟福的核式结构学说 C．它完全抛弃了经典的电磁理论 D．它引入了普朗克的量子理论 2．原子的能量量子化现象是指(　　) A．原子的能量是不可以改变的 B．原子的能量与电子的轨道无关 C．原子的能量状态是不连续的 D．原子具有分立的能级 3．关于玻尔理论，下列说法正确的是(　　) A．玻尔理论的成功，说明经典电磁理论不适用于原子系统，也说明了电磁理论不适用于电子运动 B．玻尔理论成功地解释了氢原子光谱的规律，为量子力学的建立奠定了基础 C．玻尔理论的成功之处是引入了量子观念 D．玻尔理论的成功之处是它保留了经典理论中的一些观点，如电子轨道的概念 4．(氢原子跃迁中的能量问题)已知氢原子的基态能量为－13.6 eV，核外电子的第一轨道半径为0.53×10－10 m，电子质量me＝9.1×10－31 kg，电荷量为1.6×10－19 C，求电子跃迁到第三轨道时，氢原子的能量、电子的动能和电子的电势能各是多少？ [课后作业] 题组一