1、第四节原子的能级结构第四节原子的能级结构1了解原子的能级、跃迁、能量量子化以及基态和激发态等概念2了解原子能量子化是如何提出来的，理解原子发射与吸收光子的频率和能级差的关系3知道氢原子能级公式，以及能利用能级公式分析一些有关能级的问题4能用原子的能级结构解释氢原子的光谱的不连续性按经典理论电子绕核旋转做加速运动，电子将不断向四周辐射电磁波，它的能量不断减小，从而将逐渐靠近原子核，最后落入原子核中轨道及转动频率不断变化，辐射电磁波频率也是连续的，原子光谱应是连续的光谱实验表明原子相当稳定，这一结论与实验不符实验测得原子光谱是不连续的谱线氢原子的发光原理是什么，用什么理论来解释氢原子的发光现象？一
2、、能级结构猜想1原子内部_能量称为原子的能级；原子从一个能级变化到另一能级的过程叫做_2跃迁时辐射(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 _(h为普朗克常量)二、氢原子的能级1氢原子的能级：_或_跃迁不连续的hEmEn2在正常状态下，氢原子处于_，这个_对应的状态称为基态3_对应的状态称为激发态4氢原子的能级图如图所示：较高能级最低的能级E1(n1)最低能级玻尔理论的理解一、经典电磁理论的困惑1原子是否稳定：电子绕核旋转，做的是一种变加速运动，因而就要向外辐射电磁波，由于能量不断的向外辐射，使得电子绕核运动的轨道半径也要减小，这样电子会沿着螺旋线落在原子核上，因而原子
3、是不稳定的，但事实上原子通常是稳定的2原子发光：所发射光的频率遵循经典电磁理论，电子绕核运动时辐射的电磁波的频率等于电子绕核运动的频率，当电子运动的轨道半径逐渐减小时，辐射的电磁波频率将不断增大，这样大量原子发光时所发射的光应包含各种频率的光，而实际上原子所发出的光的频率是不连续的二、玻尔理论的三个要点1能级(定态)假设：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2跃迁假设：原子从一种定态(设能量为En)跃迁到另一种定态(设能量为Em)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 hEmEn.3轨道量子化假
4、设：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分立的 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解析：由玻尔理论的三个要点可知，选项A、B、D说法是正确的；原子从一种定态跃迁到另一种定态时，可能辐射，也可能吸收一定频率的光子答案：C课堂训练1按照玻尔原子理论，氢原子中的电子
5、离原子核越远，氢原子的能量_(选填“越大”或“越小”)已知氢原子的基态能量为E1(E10)，电子质量为m，基态氢原子中的电子吸收一频率为的光子被电离后，电子速度大小为_(普朗克常量为h)解析：电子离原子核越远电势能越大，原子能量也就越大；根据动能定理有，hE1 mv2，所以电离后电子速度 为 .答案：越大氢原子的能级跃迁理解一、能级及可能轨道半径原子内部不连续的能量称为原子的能级能量的最低状态叫基态，氢原子的基态能量：E1 13.6 eV,E1代表电子在第一条可能轨道上运动时的能量其它能级状态叫激发态其它各能级的关系为：En E1(n1,2,3n是正整数，叫量子数)，它对应电子在各条可能轨道上
6、运动时的能量(包括动能和势能)E2 3.4 eVE3 1.51 eVE4 0.85 eV 氢原子的能级图如上面图所示电子离核最近的一条可能轨道的半径r10.531010 m；其它各条可能轨道的半径rnn2r1(n1,2，3n是正整数，叫量子数)二、氢原子能级跃迁的可能氢原子核外电子从高能级向低能级跃迁时可能直接跃迁到基态，也可能先跃迁到其他低能级的激发态，然后再到基态.因此处于n能级的电子向低能级跃迁时就有很多可能性，则它有可能向量子数为1、2、3、(2的某一能级跃迁到n2的能级，辐射出能量为2.55 eV的光子问最少要给基态的氢原子提供多少电子伏特的能量，才能使它辐射上述能量的光子？请在图中
7、画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图解析：氢原子从n2的某一能级跃迁到n2的能级，满足：hEnE22.55 eV可得：EnhE20.85 eV，所以n4.基态氢原子要跃迁到n4的能级，应提供：EE4E112.75 eV跃迁图见下图：答案：12.75 eV见解析图10氢原子在基态时轨道半径r10.531010 m，能量E113.6 eV.求氢原子处于基态时：(1)电子的动能；(2)原子的电势能；(3)用波长是多少的光照可使其电离？(已知电子质量m9.11031 kg)解析：(1)设处于基态的氢原子核外电子速度为v1，则 ，所以电子动能Ek1 eV13.6 eV.(2)因为E1Ek1Ep1，所以Ep1E1Ek113.6 eV13.6 eV27.2 eV.221211mvekrr2211122kemvr(3)设用波长的光照射可使氢原子电离：0E1.所以 m9.14108 m.答案：(1)13.6 eV(2)27.2 eV(3)9.14108 m
