1、4.4.2 氢原子光谱和玻尔的原子模型氢原子光谱和玻尔的原子模型新知探究新知探究一、玻尔原子理论的基本假设一、玻尔原子理论的基本假设1、轨道量子化针对原子核式结构模型提出绕核运动的电子轨道半径只能是某些分立的数值电子在轨道绕核转动是稳定的，不产生电磁辐射211 2 3nrn rn (, , .)轨道量子化：氢原子：10 053.rnm 量子数+rnvn=1n=2n=3n=1n=2n=3-2、能量量子化（定态、能级）针对原子的稳定性提出能级：原子的在各种定态时的能量值定态：原子中具有确定能量的稳定状态最稳定基态：能量最低的状态(离核最近)激发态：其他的能量状态3、频率条件(跃迁假说)针对原子光谱
2、是线状谱提出跃迁：原子在从高（低）能级跳到低（高）能级电子辐射（吸收）光子的过程。+mn-hvhv( )mnmnhEE EE 频率条件:低能级（En）电子吸收光子克服库仑引力做功，原子能量增加高能级（Em）电子辐射光子，原子能量减少跃 迁HHHHH( )mnmnhEE EE 频率条件:玻尔原子模型轨道量子化：211 2 3nrn rn (, , .)量子数氢原子：10 053.rnm 能量量子化：121 2 3 (, , .)nEEnn氢原子：113 6 . eVE 123450 nE/eV成功解释了氢光谱的所有谱线二、二、玻尔理论对氢光谱的解释玻尔理论对氢光谱的解释n：电子脱离核束缚1234
3、5n量子数-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540E /eV氢原子能级图nmr053. 01eVE6 .13112rnrn21nEEn0E1、向低轨道跃迁12345n量子数-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540E /eV处于激发态的原子是不稳定的，可自发地经过一次或几次跃迁到达基态。跃迁时发射光子的能量：发射光子光子的能量必须等于能级差说明：由于能级是分立的，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。nmEEhv2、向高轨道跃迁12345n量子数-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540E /eV吸收光子吸收光子的能量必须等于能级差，因
4、此吸收光谱也是一些分立的暗线跃迁时吸收光子的能量：nmEEhv12345n量子数-13.6-3.4-1.51-0.85-0.540E /eV处于某个能级的电子吸收能量，挣脱原子核的束缚，成为自由电子的现象，叫做电离。电离后自由电子动能EK = hv - EnnnEhvEEhv即：当光子的能量大于或等于该能级的能量时，跃迁时电子动能、原子势能、原子能量的变化 当n减小即轨道半径减小时。库仑力做正功，电子动能增加、原子势能减小、向外辐射能量，原子能量减小。 当n增大即轨道半径增大时。库伦力做负功，电子动能减小、原子势能增大、从外界吸收能量，原子能量增大。三、三、玻尔模型的局限性玻尔模型的局限性玻尔
5、理论的解释并预言了氢原子辐射的电磁波的问题，但是也有它的局限性在解决核外电子的运动时成功引入了量子化的观念同时又应用了“粒子、轨道”等经典概念和有关牛顿力学规律除了氢原子光谱外，在解决其他问题上遇到了很大的氦原子光谱量子化条件的引进没有适当的理论解释汤姆孙发现电子汤姆孙的西瓜模型 粒子散射实验卢瑟福的核式结构模型原子不可割汤姆孙的西瓜模型原子稳定性事实氢光谱实验卢瑟福的核式结构模型复杂（氦）原子光谱玻尔模型建 立否 定电子在某处单位体积内出现的概率 电子云汤姆孙发现电子汤姆孙的西瓜模型 粒子散射实验卢瑟福的核式结构模型原子不可割汤姆孙的西瓜模型原子稳定性事实氢光谱实验卢瑟福的核式结构模型复杂（氦）原子光谱量子力学理论玻尔模型建 立否 定课堂小结课堂小结玻尔的原子模型玻尔的原子模型玻尔理论对氢光谱的解释玻尔理论的局限性再见再见
