33量子论视野下的原子模型选修35.ppt

* 3.3量子论视野下的原子模型 回顾 卢瑟福的原子核式结构学说很好地解释了a粒子的散射实验，初步建立了原子结构的正确图景，但跟经典的电磁理论发生了矛盾。 按照经典理论,电子在围绕原子核高速运转时，必然要向外辐射电磁波，因此辐射能量后的电子，将随着能量的减少，电子绕核运行的轨道半径也要减小,于是电子将沿着螺旋线的轨道落入原子核，这样，原子也将“塌方”，不再成为原子了。但事实上，原子的结构相当稳定。 矛盾： 一、玻尔把量子论引入原子模型： 为了解决这个矛盾，1913年玻尔在卢瑟福学说的基础上，把普郎克的量子理论运用到原子系统上，提出了玻尔理论。 玻尔理论的主要内容： 1、原子只能处于一系列不连续的能量状态中，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。 2、原子从一种定态（设能量为E初）跃迁到另一种定态（设能量为E终）时，它辐射（或吸收）一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即 E初 －E终. h v= 3、原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应。原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道的分布也是不连续的。 二、玻尔的原子模型概括 4 3 2 1 E4 E3 E2 E1 定态假设 跃迁假设 4 3 2 1 E4 E3 E2 E1 hv=E2 – E1 轨道假设 4 3 2 1 rn= n2r1 En= 式中r1 ( r1 =0.53×10－10m )、E1 ( E1=－13.6eV)、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，rn、En 分别代表第n条可能轨道的半径和电子在第n条轨道上运动时的能量，n是正整数，叫量子数。 四、氢原子的能级图： n E －－－－－－－－－－－－－－－－－ １ ２ ３ ４ ５ -13.6 -3.4 -1.51 -0.85 -0.54 0 eV ∞ 1、能级：氢原子的各个定态的能量值，叫它的能级 五、能级： 3、激发态：除基态以外的能量较高的其他能级， 叫做激发态 2、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，这种 定态叫基态 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，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。 六、玻尔理论的成就和局限 课堂练习： 1、对玻尔理论的下列说法中，正确的是（ ） A、继承了卢瑟福的原子模型，但对原子能量 和电子轨道引入了量子化假设 B、对经典电磁理论中关于“做加速运动的电荷 要辐射电磁波”的观点提出了异议 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 ABCD 2、下面关于玻尔理论的解释中，不正确的说法是（ ） A、原子只能处于一系列不连续的状态中，每个状 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，但只 要能量状态不改变，就不会向外辐射能量 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 C 3、根据玻尔理论，氢原子中，量子数N越大，则下列 说法中正确的是（ ） 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 ACD 4、根据玻尔的原子理论，原子中电子绕核运动的 半径（ ） 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 D *