《玻尔的原子模型》课件ppt.pptx
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1、1知道玻尔知道玻尔原子理论的基本假设的主要内容。原子理论的基本假设的主要内容。2了解能级、跃迁、能量量子化以及基态、激发态等概念。了解能级、跃迁、能量量子化以及基态、激发态等概念。3能能用玻尔用玻尔原子理论简单解释氢原子模型原子理论简单解释氢原子模型。4了解玻尔了解玻尔模型的不足之处及其原因。模型的不足之处及其原因。 本节是本章内容的重点章节,也是难点。玻尔理论的内容不本节是本章内容的重点章节,也是难点。玻尔理论的内容不易理解,介绍玻尔理论时,可根据卢瑟福原子模型跟经典电磁理易理解,介绍玻尔理论时,可根据卢瑟福原子模型跟经典电磁理论之间的矛盾,说明经典电磁理论不适用于原子结构,直接提出论之间的
2、矛盾,说明经典电磁理论不适用于原子结构,直接提出玻尔理论的内容,简洁明了,学生容易接受。关于氢原子核外电玻尔理论的内容,简洁明了,学生容易接受。关于氢原子核外电子跃迁时的辐射(或吸收)光子问题,可根据不同层次学生选定子跃迁时的辐射(或吸收)光子问题,可根据不同层次学生选定难度。玻尔理论的局限性,学生了解即可。难度。玻尔理论的局限性,学生了解即可。 本节在介绍玻尔原子理论的内容之后,用它来成功地解释了本节在介绍玻尔原子理论的内容之后,用它来成功地解释了氢光谱的实验规律。玻尔理论的一个重要假设就是原子能量量子氢光谱的实验规律。玻尔理论的一个重要假设就是原子能量量子化,化,“弗兰克弗兰克-赫兹赫兹”
3、实验证明了正确性。尽管玻尔模型后来被证明实验证明了正确性。尽管玻尔模型后来被证明不完善,但仍是人们认识原子结构的一个重要里程碑。不完善,但仍是人们认识原子结构的一个重要里程碑。电子绕核运动将不断向外电子绕核运动将不断向外辐射电磁波,电子损失了辐射电磁波,电子损失了能量,其轨道能量,其轨道半径不断缩半径不断缩小,小,最终落在原子核上最终落在原子核上, ,而使原子变得而使原子变得不稳定不稳定e+e+vFree原子是稳定的原子是稳定的由于电子轨道的变化是连续的,辐射电磁波的频率由于电子轨道的变化是连续的,辐射电磁波的频率等于绕核运动的等于绕核运动的频率,连续变化,原子光谱频率,连续变化,原子光谱应该
4、是应该是连续光谱连续光谱原子光谱是不连续原子光谱是不连续的,是的,是线状谱线状谱 以上以上矛盾表明,从宏观现象总结出来的经典电磁理矛盾表明,从宏观现象总结出来的经典电磁理论不适用于原子这样小的物体产生的微观现象。为了解论不适用于原子这样小的物体产生的微观现象。为了解决这个矛盾,决这个矛盾,1913年丹麦的物理学家玻尔在卢瑟福学说年丹麦的物理学家玻尔在卢瑟福学说的基础上,把普朗克的量子理论运用到原子系统上,提的基础上,把普朗克的量子理论运用到原子系统上,提出了玻尔理论。出了玻尔理论。针对原子核式结构模型提出针对原子核式结构模型提出 围绕围绕原子核运动的电子原子核运动的电子轨道半径只能是某些轨道半
5、径只能是某些分立分立的的数值。且电子在这些轨道上数值。且电子在这些轨道上绕核的转动是绕核的转动是稳定的稳定的,不,不产生电磁辐射,也就是说,产生电磁辐射,也就是说,电子的轨道是量子化电子的轨道是量子化的。的。假说假说1:轨道:轨道量子化量子化针对原子的稳定性提出针对原子的稳定性提出 电子电子在不同的轨道上运动,在不同的轨道上运动,原子处于不同的原子处于不同的状态状态。玻尔玻尔指指出,原子在不同的状态中具有出,原子在不同的状态中具有不同的能量,所以原子的能量不同的能量,所以原子的能量也是量子化的。在这些状态中也是量子化的。在这些状态中原子是稳定的。原子是稳定的。假说假说2:能级:能级(定态定态)
6、假说假说 能级能级:量子化的能量值。量子化的能量值。 定态定态:原子中具有确定能量的原子中具有确定能量的稳定状态稳定状态。基态:能量最低的基态:能量最低的状态状态(离离核核最近最近)基态基态激发态:其他的状态激发态:其他的状态激激发发态态量量子子数数123轨轨道道与与能能级级相相对对应应E412345E1E3E2E5En针对原子光谱针对原子光谱是是线状谱线状谱提出提出假说假说3:频率条件:频率条件(跃迁假说跃迁假说)E412345E1E3E2E5En 原子原子在始、末两个在始、末两个能能级级 Em 和和 En ( EmEn ) 间间跃迁跃迁时,发射时,发射 (或吸收或吸收) 光子光子的频率可以
7、由前后的频率可以由前后能级的能量差能级的能量差决定:决定:mnhEE 激激发发态态跃跃 迁迁电子电子克服库仑引力做功增大电势能,原子的能量克服库仑引力做功增大电势能,原子的能量增加增加吸收光子电子电子所受库仑力做正功减小电势能,原子的能量所受库仑力做正功减小电势能,原子的能量减少减少辐射光子辐射光子基基态态mnhEE ( Em En ) rn = n2r1En = E1/n2r1 = 0.053 nm (n = 1,2,3,) 玻尔玻尔从上述假设出发,利用库仑定律和牛顿运动定从上述假设出发,利用库仑定律和牛顿运动定律,计算出了氢的电子可能的轨道半径和对应的能量律,计算出了氢的电子可能的轨道半径
8、和对应的能量2. 这里这里的电势的电势能能 Ep0,原因是规定了,原因是规定了无限远处的电势能为零无限远处的电势能为零。 这样这样越是里面轨道电势能越少,负得越多越是里面轨道电势能越少,负得越多。 3. 量子数量子数 n = 1定态,能量值最小,电子动能最大,电势能最小定态,能量值最小,电子动能最大,电势能最小; 量子数量子数越大,能量值越大,电子动能越小,电势能越越大,能量值越大,电子动能越小,电势能越大大。4. 跃迁跃迁时电子动能、原子电势能与原子能量的变化时电子动能、原子电势能与原子能量的变化:当:当轨道轨道 半径半径减小时,库仑引力做正功,原子的电势减小时,库仑引力做正功,原子的电势能
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