波尔的原子模型上课用.ppt

18.4玻尔的原子模型 汤姆孙 发现电子 汤姆孙的西瓜模型 α粒子 散射实验 卢瑟福的核式结构模型 回顾科学家对原子结构的探究过程 原子不可割 汤姆孙的西瓜模型 否定 建立 否定 建立 出现矛盾 卢瑟福模型的困难 原子核式结构模型与经典电磁理论的矛盾 核外电子绕核运动 辐射电磁波 电子轨道半径连续变小 ?原子不稳定 ?辐射电磁波频率连续变化 事实上：?原子是稳定的 ?原子光谱是线状谱 卢瑟福核式模型无法解释原子的稳定性和氢原子光谱的分立特征 否定 卢瑟福的核式结构模型 建立 ? 围绕原子核运动的电子轨道半径只 能是某些不连续（分立）的数值。 一、玻尔的原子模型 1、轨道量子化假设: 3 1 4 2 （1）如氢原子电子的可能轨道r半经： … r n ＝ n 2 r 1 ( n ＝ 1, 2 , 3 ) r 1 ＝ 0.053nm r 2 ＝ 0.212nm n叫量子数 n=1表示电子轨道1 n越大, 表示半径越大，离核越远 电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的，不产生电磁辐射 电子在不同的轨道运动对应着不同的状态，原子在不同的状态中具有不同的能量，即能量是量子化的 ２、能量量子化假设 : (1)能级：这些量子化的能量值叫做能级． (2)定态：在这些状态中原子是稳定的, 电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。这些状态叫定态。包括基态和激发态。 1 2 3 4 5 ∞ n 量子数 E /eV Ｅ3 Ｅ2 Ｅ１ Ｅ4 Ｅ5 Ｅ ∞ 能级图 (3) 基态：能量值最低的状态轨道半径最小(离核最近)n=1-----与卫星绕地球运动类比 (4) 激发态：除基态外的状态n=2,3,4….. + 1 4 3 2 氢原子能级图 1 2 3 4 5 ∞ n 量子数 =-13.6 =-3.4 =-1.51 =-0.85 =-0.54 =0 E /eV Ｅ４ Ｅ１ Ｅ３ Ｅ２ Ｅ５ Ｅ ∞ 原子的能量包括核外电子动能和核与电子间的势能 取 时的能量为0,其他的能级能量均为负 n= 8 n越大，r越大，动能越小，电势能越大，能级的能量越大 当电子从能量较高的定态轨道（设能量为Em）跃迁到能量较低的定态轨道（设能量为En）时，会放出能量为hv的光子.（线状光谱） ３、跃迁假设 Em －En h v= 1 2 3 4 5 ∞ n 量子数 -13.6 -3.4 -1.51 -0.85 -0.54 0 E /eV 能级图 反之电子吸收光子时会从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道，同样满足上式关系。（吸收光谱） ？ (mn) 光子放出或吸收的能量必须等于两个能级的能极差，所以放出光子或吸收光子的频率是定值 波尔理论对氢原子光谱的解释 1向低轨道跃迁：发射光子 发射光子的能量： Em －En h v= 光子的能量必须等于能极差 Em －En 处于激发态的原子是不稳定 的，可自发的经过一次或几次 跃迁到达基态 由于能级是分立的，所以放出光子的能量也是分立的，因此原子发出的 光谱只有一些分立的亮线 1 2 3 4 5 ∞ n 量子数 -13.6 -3.4 -1.51 -0.85 -0.54 0 E /eV 波尔理论对氢原子光谱的解释 2向高轨道跃迁：吸收光子 吸收光子的能量： Em －En h v= 吸收光子的能量必须等于能极差Em －En 因此吸收光谱也是一些分立的暗线 1 2 3 4 5 ∞ n 量子数 -13.6 -3.4 -1.51 -0.85 -0.54 0 E /eV 电离：电子吸收能量克服核的引力， 脱离原子变成自由电子的现象 电离条件： 与跃迁的区别：入射光能量大于等于电离能都被吸收 原因：使离子电离，破坏了原子结构，不再满足跃迁条件 E －En h v/ ∞ |En | h v/ 玻尔理论成功解释了氢原子光谱的不连续 原子从较高能级跃迁到较低能级，放出光子的能量等于前后两能级差，（ ） 由于能级是分立的，所以发射的光子能量也是分立的 ，因此原子光谱只有一些分立的亮线。 波尔理论对氢原子光谱的解释 2向高轨道跃迁：用实物粒子 （如电子)撞击 满足碰撞规律：光子吸收粒子的全部或部分能量， 只要入射粒子的能量大于或等于两能极间的能量差，就能使电子跃迁 1 2 3 4 5 ∞ n 量子数 -13.6 -3.4 -1.51 -0.85 -0.54 0 E /eV 对于基