4.玻尔的原子模型 能级
[学习目标] 1.知道玻尔原子结构理论的主要内容.(重点)2.了解能级、跃迁、能量量子化及基态、激发态等概念.(重点) 3.会用玻尔的原子结构理论解释氢光谱.(重点、难点)4.了解玻尔原子结构理论的意义.
一、玻尔的原子结构理论
1.玻尔原子结构理论的主要内容
(1)电子围绕原子核运动的轨道不是任意的,而是一系列分立的、特定的轨道.当电子在这些轨道上运动时,原子是稳定的,不向外辐射能量,也不吸收能量,这些状态称为定态.
(2)原子处在定态的能量用En表示,此时电子以rn的轨道半径绕核运动,n称为量子数.当原子中的电子从一定态跃迁到另一定态时,发射或吸收一个光子,光子的能量hν=En-Em.
上式被称为玻尔频率条件,式中En和Em分别是原子的高能级和低能级.这里的“跃迁”可以理解为电子从一种能量状态到另一个能量状态的瞬时过渡.
2.轨道量子化和能级
(1)轨道量子化
在玻尔原子结构模型中,围绕原子核运动的电子轨道只能是某些分立值,所以电子绕核运动的轨道是量子化的.
(2)能级
不同状态的原子有不同的能量,因此原子的能量是不连续的,这些不同的能量值称为能级.
二、用玻尔的原子结构理论解释氢光谱 玻尔原子结构理论的意义
1.氢原子的能级结构
(1)氢原子在不同能级上的能量和相应的电子轨道半径为En=(n=1,2,3,…);rn=n2r1(n=1,2,3,…),式中E1≈-13.6 eV,r1=0.53×10-10 m.
(2)能量最低的状态叫作基态,其他状态叫作激发态.
(3)氢原子的能级结构图(如图所示)
2.玻尔理论对氢光谱的解释
(1)解释巴尔末公式
①按照玻尔理论,从高能级跃迁到低能级时辐射的光子的波长计算公式为:
=-,
②用实际数据代入计算,与巴尔末公式中的里德伯常量符合得很好.
(2)解释氢原子光谱的不连续性
原子从较高能级向较低能级跃迁时放出光子的能量等于前后两个能级差,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.
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)玻尔的原子结构理论认为电子的轨道是量子化的. (√)
(2)电子吸收某种频率的光子时会从较低的能量态跃迁到较高的能量态. (√)
(3)电子能吸收任意频率的光子发生跃迁. (×)
(4)氢原子能级的量子化是氢光谱不连续的成因. (√)
(5)玻尔理论能很好地解释氢光谱为什么是一些分立的亮线. (√)
(6)巴尔末公式是玻尔理论的一种特殊情况. (√)
2.(多选)关于玻尔的原子模型,下述说法中正确的有( )
A.它彻底否定了经典的电磁理论
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