氢原子光谱和玻尔的原子模型--高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第三册.docx
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1、4.氢原子光谱和玻尔的原子模型核心素养目标物理观念:知道光谱、连续光谱、线状谱、能级跃迁等概念以及玻尔原子理论的基本假设的主要内容科学思维:用经典理论解释原子光谱困难时,利用玻尔的原子模型解释原子光谱科学探究:探究氢原子光谱的实验规律,认识光谱;根据氢原子光谱的实验分析氢原子光谱的特点.知识点一、光谱1定义用棱镜或光栅可以把物质发出的光按_展开,获得波长(频率)和强度分布的记录,即光谱2分类(1)线状谱:由_组成的光谱(2)连续谱:由_的光带组成的光谱3特征谱线:气体中中性原子的发光光谱都是_,说明原子只发出几种_的光不同原子的亮线位置_,说明不同原子的_是不一样的,光谱中的亮线称为原子的_4
2、应用:利用原子的_,可以鉴别物质和确定物质的_,这种方法称为_,它的优点是灵敏度高,样本中一种元素的含量达到1013 g时就可以被检测到拓展:光谱是复色光经过色散系统(如棱镜、光栅)后,被色散开的单色光按波长(或频率)大小而依次排列的图案,全称为光学频谱光谱中最大的一部分可见光谱是电磁波谱中人眼可见的一部分,在这个波长范围内的电磁辐射被称作可见光知识点二、氢原子光谱的实验规律1原子内部电子的运动是原子发光的原因,因此光谱是探索_的一条重要途径2氢原子在可见光区的四条谱线满足巴耳末公式:_(n3,4,5)其中R叫里德伯常量,其值为R1.10107 m1.3巴耳末公式的意义:以简洁的形式反映了氢原
3、子的线状光谱的特征点睛:经典物理学无法解释原子光谱的分立特征知识点三、经典理论的困难1核式结构模型的成就:正确地指出了_的存在,很好地解释了_散射实验2经典理论的困难:经典物理学既无法解释原子的_,又无法解释原子光谱的_知识点四、玻尔理论的基本假设1轨道量子化:(1)原子中的电子在_的作用下,绕原子核做_(2)电子运行轨道的半径不是任意的,也就是说电子的轨道是_的(3)电子在这些轨道上绕核的转动是_的,不产生_2定态:(1)当电子在不同轨道上运动时,原子处于不同的状态,具有不同的能量,即原子的能量是_的,这些量子化的能量值叫作_(2)原子中这些具有确定能量的稳定状态,称为_能量最低的状态叫作_
4、,其他的状态叫作_3跃迁:(1)当电子从能量较高的定态轨道(其能量记为En)跃迁到能量较低的定态轨道(能量记为Em,mn)时,会放出能量为h(h是普朗克常量)的光子,这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定,即h_,该式被称为频率条件,又称辐射条件(2)反之,当电子吸收光子时会从能量较低的定态轨道跃迁到能量较高的定态轨道,吸收的光子的能量同样由频率条件决定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,,原子光谱应,是连续谱)知识点五、玻尔理论对氢光谱的解释1氢原子的能级图:2解释巴耳末公式:(1)按照玻尔理论,原子从高能级(如从E3)跃迁到低能级(如到E2)
5、时辐射的光子的能量为_(2)巴耳末公式中的正整数n和2正好代表能级跃迁之前和之后所处的_的量子数n和2.并且理论上的计算和实验测量的_符合得很好3解释气体导电发光:通常情况下,原子处于_,基态是最稳定的,原子受到电子的撞击,有可能向上跃迁到_,处于激发态的原子是_的,会自发地向能量较低的能级_,放出_,最终回到基态4解释氢原子光谱的不连续性:原子从较高能级向低能级跃迁时放出光子的能量等于前后_,由于原子的能级是_的,所以放出的光子的能量也是_的,因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线5解释不同原子具有不同的特征谱线:不同的原子具有不同的结构, _各不相同,因此辐射(或吸收)的_也不相同拓展:玻尔
6、原子模型的意义与不足(1)玻尔原子模型的意义正确地指出原子能级的存在(原子能量量子化);正确地指出定态和角动量量子化的概念;正确地解释了氢原子及类氢离子光谱 (2)玻尔原子模型的不足无法解释比氢原子更复杂的原子的光谱现象;把微观粒子的运动视为有确定的轨道是不正确的;是半经典半量子理论,存在逻辑上的缺点,即把微观粒子看成是遵守经典为学的质点,同时,又赋予它们量子化的特征知识点六、玻尔理论的局限性1玻尔理论的成功之处:玻尔理论第一次将_引入原子领域,提出了_和_的概念,成功地解释了氢原子光谱的实验规律2玻尔理论的局限性:保留了_的观念,仍然把电子的运动看作经典力学描述下的_3电子云:原子中电子的坐
7、标没有_的值,我们只能说某时刻电子在某点附近单位体积内出现的_是多少,如果用疏密不同的点表示电子在各个位置出现的概率,画出图来就像云雾一样,故称_要点一光谱和光谱分析【例1】下列关于光谱的说法,正确的是()A太阳光谱是连续谱B日光灯产生的光谱是连续谱C钠盐在酒精灯火焰上汽化后所产生的光谱是线状谱D白光通过钠蒸气,所产生的光谱是线状谱光谱分类(1)发射光谱:物质发光直接获得的光谱,分为连续谱和线状谱(或原子光谱)(2)吸收光谱:连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的光谱(3)产生条件及特点光谱分类产生条件光谱特点连续谱炽热固体、液体和高压气体发光形成连续分布,一切波长的光都有线状谱(原子光谱)
8、稀薄气体发光形成一些不连续的亮线组成各元素的谱线不同(又叫特征谱线)吸收光谱炽热的白光通过温度较低的气体后,某些波长的光被吸收后形成用分光镜观察时,见到连续谱背景上出现一些暗线(与特征谱线对应)要点二氢原子光谱【例2】(多选)关于巴耳末公式Rn3,4,5的理解,正确的是()A此公式是巴耳末在研究氢原子光谱特征时发现的B公式中n可取任意值,故氢原子光谱是连续谱C公式中n只能取大于或等于3的整数值,故氢原子光谱是线状谱D公式不但适用于氢原子光谱的分析,也适用于其他原子的光谱分析点睛:巴耳末公式:R,n3,4,5,巴耳末公式的两点提醒:巴耳末公式反映氢原子发光的规律特征,不能描述其他原子公式是在对可
9、见光的四条谱线分析时总结出来的,在紫外光区的谱线也适用要点三玻尔的原子模型【例3】(多选)玻尔在他提出的原子模型中所作的假设有()A原子处在具有一定能量的定态中,虽然电子做变速运动,但不向外辐射能量B原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应,而电子的可能轨道的分布是不连续的C电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时,辐射(或吸收)一定频率的光子D电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率解决玻尔的原子模型问题的4个关键电子绕核做圆周运动时,不向外辐射能量原子辐射的能量与电子绕核运动无关,只由跃迁前后的两个能级差决定处于基态的原子是稳定的,而处于激发态的原子是不稳定的原子的能量与
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