18.4波尔的原子模型概述.ppt

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1、4玻尔的原子模型 一、玻一、玻尔尔原子理原子理论论的基本假的基本假设设1.1.轨轨道量子化道量子化:(1)(1)原子中的原子中的电电子在子在_的作用下的作用下,绕绕原子核做原子核做_。(2)(2)电电子运行子运行轨轨道的半径不是任意的道的半径不是任意的,也就是也就是说电说电子子的的轨轨道是道是_(A._(A.连续变连续变化化B.B.量子化量子化)的。的。(3)(3)电电子在子在这这些些轨轨道上道上绕绕核的核的转动转动是是_的的,不不产产生生_。库仑库仑引力引力圆圆周运周运动动B B稳稳定定电电磁磁辐辐射射2.2.定定态态:(1)(1)当当电电子在不同子在不同轨轨道上运道上运动时动时,原子原子处

2、处于不同的状于不同的状态态,原子在不同的状原子在不同的状态态中具有不同的能量中具有不同的能量,即原子的能量是即原子的能量是_的的,这这些量子化的能量些量子化的能量值值叫作叫作_。(2)(2)原子中原子中这这些具有确定能量的些具有确定能量的稳稳定状定状态态,称称为为_。能量最低的状能量最低的状态态叫作叫作_,_,其他的状其他的状态态叫作叫作_。量子化量子化能能级级定定态态基基态态激激发态发态3.3.跃跃迁迁:(1)(1)当当电电子从能量子从能量较较高的定高的定态轨态轨道道(其能量其能量记为记为E Em m)跃跃迁到能量迁到能量较较低的定低的定态轨态轨道道(能量能量记为记为E En n,m,mn)

3、n)时时,会放会放出能量出能量为为hh的光子的光子,这这个光子的能量由前后两个能个光子的能量由前后两个能级级的能量差决定的能量差决定,即即hh=_,=_,该该式被称式被称为频为频率条件率条件,又又称称辐辐射条件。射条件。E Em m-E-En n(2)(2)反之反之,当当电电子吸收光子子吸收光子时时会从会从较较低的能量低的能量态跃态跃迁到迁到较较高的能量高的能量态态,吸收的光子能量同吸收的光子能量同样样由由频频率条件决定。率条件决定。【判一判判一判】(1)(1)玻玻尔尔认为电认为电子运行子运行轨轨道半径是任意的道半径是任意的,就像人造地就像人造地球球卫卫星星,能量大一些能量大一些,轨轨道半径就

4、会大点。道半径就会大点。()(2)(2)玻玻尔尔认为认为原子的能量是量子化的原子的能量是量子化的,不能不能连续连续取取值值。()(3)(3)当当电电子从能量子从能量较较高的定高的定态轨态轨道道跃跃迁到能量迁到能量较较低的定低的定态轨态轨道道时时,会放出任意能量的光子。会放出任意能量的光子。()提示：提示：(1)(1)。玻尔认为电子运行轨道是量子化的。玻尔认为电子运行轨道是量子化的,轨轨道半径不是任意的道半径不是任意的,只有半径大小符合一定条件时只有半径大小符合一定条件时,轨轨道才是有可能的。道才是有可能的。(2)(2)。玻尔认为电子运行轨道是量子化的。玻尔认为电子运行轨道是量子化的,原子的能原

5、子的能量是量子化的量是量子化的,不能连续取值。不能连续取值。(3)(3)。当电子从能量较高的定态轨道跃迁到能量较低。当电子从能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时的定态轨道时,会放出符合辐射条件的光子。会放出符合辐射条件的光子。二、玻二、玻尔尔理理论对氢论对氢光光谱谱的解的解释释1.1.氢氢原子的能原子的能级图级图:2.2.解解释释巴耳末公式巴耳末公式:(1)(1)按照玻按照玻尔尔理理论论,原子从高能原子从高能级级(如从如从E E3 3)跃跃迁到低能迁到低能级级(如到如到E E2 2)时辐时辐射的光子的能量射的光子的能量为为hh=_=_。(2)(2)巴耳末公式中的正整数巴耳末公式中的正整

6、数n n和和2 2正好代表能正好代表能级跃级跃迁之迁之前和之后所前和之后所处处的的_的量子数的量子数n n和和2 2。并且理。并且理论论上上的的计计算和算和实验测实验测量的量的_符合得很好。符合得很好。E E3 3-E-E2 2定定态轨态轨道道里德伯常量里德伯常量3.3.解解释释气体气体导电发导电发光光:通常情况下通常情况下,原子原子处处于基于基态态,基基态态是最是最稳稳定的定的,原子受到原子受到电电子的撞子的撞击击,有可能向上有可能向上跃跃迁到迁到_,_,处处于激于激发态发态的原子是的原子是_的的,会自会自发发地向能量地向能量较较低的能低的能级跃级跃迁迁,放出放出_,_,最最终终回到基回到基

7、态态。激激发态发态不不稳稳定定光子光子4.4.解解释氢释氢原子光原子光谱谱的不的不连续连续性性:原子从原子从较较高能高能级级向低向低能能级跃级跃迁迁时时放出光子的能量等于前后放出光子的能量等于前后_,_,由于由于原子的能原子的能级级是是_的的,所以放出的光子的能量也是所以放出的光子的能量也是_的的,因此原子的因此原子的发发射光射光谱谱只有一些分立的亮只有一些分立的亮线线。5.5.解解释释不同原子具有不同的特征不同原子具有不同的特征谱线谱线:不同的原子具不同的原子具有不同的有不同的结结构构,_,_各不相同各不相同,因此因此辐辐射射(或吸收或吸收)的的_也不相同。也不相同。两能两能级级差差分立分立

8、分分立立能能级级光子光子频频率率【判一判判一判】(1)(1)玻玻尔尔理理论论能很好地解能很好地解释氢释氢原子的巴耳末原子的巴耳末线线系。系。()(2)(2)处处于基于基态态的原子是不的原子是不稳稳定的定的,会自会自发发地向其他能地向其他能级跃级跃迁迁,放出光子。放出光子。()(3)(3)不同的原子具有相同的能不同的原子具有相同的能级级,原子原子跃跃迁迁时辐时辐射的射的光子光子频频率是相同的。率是相同的。()提示：提示：(1)(1)。玻尔理论能很好地解释氢原子的巴耳末。玻尔理论能很好地解释氢原子的巴耳末线系线系,甚至预言氢原子的其他谱线。甚至预言氢原子的其他谱线。(2)(2)。处于基态的原子是最

9、稳定的。处于基态的原子是最稳定的。(3)(3)。不同的原子具有不同的能级。不同的原子具有不同的能级,原子跃迁时辐射原子跃迁时辐射的光子频率也不相同。的光子频率也不相同。三、玻三、玻尔尔理理论论的局限性的局限性1.1.玻玻尔尔理理论论的成功之的成功之处处:玻玻尔尔理理论论第一次将第一次将_引入原子引入原子领领域域,提出了提出了_和和_的概念的概念,成功地解成功地解释释了了氢氢原子光原子光谱谱的的实验规实验规律。律。2.2.玻玻尔尔理理论论的局限性的局限性:保留了保留了_的的观观念念,仍然把仍然把电电子的运子的运动动看作看作经经典力学描述下的典力学描述下的_。量子量子观观念念定定态态跃跃迁迁经经典

10、粒子典粒子轨轨道运道运动动3.3.电电子云子云:原子中原子中电电子的坐子的坐标标没有确定的没有确定的值值,我我们们只能只能说说某某时时刻刻电电子在某点附近子在某点附近单单位体位体积积内出内出现现的概率是多的概率是多少少,如果用疏密不同的点表示如果用疏密不同的点表示电电子在各个位置出子在各个位置出现现的的概率概率,画出画出图图来就像云来就像云雾雾一一样样,故称故称_。电电子云子云【判一判判一判】(1)(1)玻玻尔尔第一次提出了量子化的第一次提出了量子化的观观念。念。()(2)(2)玻玻尔尔的原子理的原子理论论模型可以很好地解模型可以很好地解释释氦原子的光氦原子的光谱谱现现象。象。()(3)(3)

11、电电子的子的实际实际运运动动并不是具有确定坐并不是具有确定坐标标的的质质点的点的轨轨道道运运动动。()提示提示：(1)(1)。玻尔第一次将量子观念引入原子的领域。玻尔第一次将量子观念引入原子的领域。(2)(2)。玻尔的原子理论模型成功地解释了氢原子的光。玻尔的原子理论模型成功地解释了氢原子的光谱规律谱规律,但对于稍微复杂的氦原子但对于稍微复杂的氦原子,玻尔理论则无法解玻尔理论则无法解释它的光谱现象。释它的光谱现象。(3)(3)。原子中电子的坐标没有确定的值。原子中电子的坐标没有确定的值,电子的实际电子的实际运动并不是具有确定坐标的质点的轨道运动。运动并不是具有确定坐标的质点的轨道运动。知知识识

12、点一点一对对玻玻尔尔理理论论的理解的理解思考探究思考探究:如如图图所示所示为为分立分立轨轨道示意道示意图图。(1)(1)电电子的子的轨轨道有什么特点道有什么特点?(2)(2)氢氢原子只有一个原子只有一个电电子子,电电子在子在这这些些轨轨道道间跃间跃迁迁时时会伴会伴随什么随什么现现象象发发生生?提示：提示：(1)(1)电子的轨道不是连续的电子的轨道不是连续的,是量子化的是量子化的,即只有即只有半径的大小符合一定条件时半径的大小符合一定条件时,这样的半径才是有可能的。这样的半径才是有可能的。(2)(2)电子从高能量的轨道跃迁到低能量的轨道时电子从高能量的轨道跃迁到低能量的轨道时,会放会放出光子出光

13、子,当电子从低能量的轨道跃迁到高能量的轨道时当电子从低能量的轨道跃迁到高能量的轨道时,会吸收光子。会吸收光子。【归纳总结归纳总结】1.1.轨轨道量子化道量子化:轨轨道半径只能道半径只能够够是一些不是一些不连续连续的、某些的、某些分立的数分立的数值值。氢氢原子各条可能原子各条可能轨轨道上的半径道上的半径r rn n=n=n2 2r r1 1(n=1,2,3(n=1,2,3)其中其中n n是正整数是正整数,r,r1 1是离核最近的可能的是离核最近的可能的轨轨道半径道半径,r,r1 1=0.53=0.531010-10-10m m。其余可能的。其余可能的轨轨道半径道半径还还有有0.212nm0.21

14、2nm、0.477nm0.477nm不可能出不可能出现现介于介于这这些些轨轨道半径之道半径之间间的其他的其他值值。这样这样的的轨轨道形式称道形式称为轨为轨道量子化。道量子化。2.2.能量量子化能量量子化:(1)(1)电电子在可能子在可能轨轨道上运道上运动时动时,虽虽然是然是变变速运速运动动,但它并但它并不不释释放能量放能量,原子是原子是稳稳定的定的,这样这样的状的状态态也称之也称之为为定定态态。(2)(2)由于原子的可能状由于原子的可能状态态(定定态态)是不是不连续连续的的,具有的能具有的能量也是不量也是不连续连续的。的。这样这样的能量的能量值值,称称为为能能级级,能量最低能量最低的状的状态态

15、称称为为基基态态,基基态态最最稳稳定定,其他的状其他的状态态叫作激叫作激发发态态,对氢对氢原子原子,以无以无穷远处为势穷远处为势能零点能零点时时,其能其能级级公式公式E En n=E=E1 1(n=1,2,3(n=1,2,3)其中其中E E1 1代表代表氢氢原子的基原子的基态态的能的能级级,即即电电子在离核最近的子在离核最近的可能可能轨轨道上运道上运动时动时原子的能量原子的能量值值,E,E1 1=-13.6eV=-13.6eV。n n是正是正整数整数,称称为为量子数。量子数量子数。量子数n n越大越大,表示能表示能级级越高。越高。(3)(3)原子的能量包括原子的能量包括:原子的原子核与原子的原

16、子核与电电子所具有的子所具有的电势电势能和能和电电子运子运动动的的动动能。能。3.3.跃跃迁迁:原子从一种定原子从一种定态态(设设能量能量为为E E2 2)跃跃迁到另一种迁到另一种定定态态(设设能量能量为为E E1 1)时时,它它辐辐射射(或吸收或吸收)一定一定频频率的光子率的光子,光子的能量由光子的能量由这这两种定两种定态态的能量差决定的能量差决定,高能高能级级E Em m 低能低能级级E En n。可可见见,电电子如果从一个子如果从一个轨轨道到另一个道到另一个轨轨道道,不是以螺旋不是以螺旋线线的形式改的形式改变变半径大小的半径大小的,而是从一个而是从一个轨轨道上道上“跳跳跃跃”到另到另一个

17、一个轨轨道上。玻道上。玻尔尔将将这这种种现现象叫作象叫作电电子的子的跃跃迁。迁。【典例示范典例示范】(多多选选)由玻由玻尔尔理理论论可知可知,下列下列说说法中正确法中正确的是的是()A.A.电电子子绕绕核运核运动动有加速度有加速度,就要向外就要向外辐辐射射电电磁波磁波B.B.处处于定于定态态的原子的原子,其其电电子做子做变变速运速运动动,但它并不向外但它并不向外辐辐射能量射能量C.C.原子内原子内电电子的可能子的可能轨轨道是道是连续连续的的D.D.原子的原子的轨轨道半径越大道半径越大,原子的能量越大原子的能量越大【解解题题探究探究】(1)(1)如何解如何解释释原子的原子的稳稳定存在定存在?提示

18、：提示：原子处在某一可能状态时不产生电磁辐射。原子处在某一可能状态时不产生电磁辐射。(2)(2)怎怎样样确定原子确定原子发发光光时时光子的能量光子的能量?提示：提示：原子发光时原子发光时,辐射光子的能量等于两能级的能量辐射光子的能量等于两能级的能量差。差。【正确解答正确解答】选选B B、D D。按照经典物理学的观点。按照经典物理学的观点,电子绕电子绕核运动有加速度核运动有加速度,一定会向外辐射电磁波一定会向外辐射电磁波,很短时间内很短时间内电子的能量就会消失电子的能量就会消失,与客观事实相矛盾与客观事实相矛盾,由玻尔假设由玻尔假设可知选项可知选项A A、C C错错,B,B正确正确;原子轨道半径

19、越大原子轨道半径越大,原子能量原子能量越大越大,选项选项D D正确。正确。【过过关关训练训练】1.(1.(多多选选)关于玻关于玻尔尔理理论论,以下叙述正确的是以下叙述正确的是()A.A.原子的不同定原子的不同定态对应态对应于于电电子沿不同的子沿不同的圆圆形形轨轨道道绕绕核核运运动动B.B.当原子当原子处处于激于激发态时发态时,原子向外原子向外辐辐射能量射能量C.C.只有当原子只有当原子处处于基于基态时态时,原子才不向外原子才不向外辐辐射能量射能量D.D.不不论论当原子当原子处处于何种定于何种定态时态时,原子都不向外原子都不向外辐辐射能量射能量【解析解析】选选A A、D D。据玻尔理论假设知选项

20、。据玻尔理论假设知选项A A正确。不论正确。不论原子处于何种定态原子处于何种定态,原子都不向外辐射能量原子都不向外辐射能量,原子只有从原子只有从一个定态跃迁到另一个定态时一个定态跃迁到另一个定态时,才辐射或吸收能量才辐射或吸收能量,所以所以选项选项B B、C C错错,D,D正确。正确。2.(2.(多多选选)如如图图所示所示给给出了出了氢氢原子的原子的6 6种可能的种可能的跃跃迁迁,则则它它们发们发出的光出的光()A.aA.a的波的波长长最最长长 B.dB.d的波的波长长最最长长C.fC.f比比d d光子能量大光子能量大D.aD.a频频率最小率最小【解析解析】选选A A、C C、D D。能级差越

21、大。能级差越大,对应的光子的能量对应的光子的能量越大越大,频率越大频率越大,波长越小。波长越小。【补偿训练补偿训练】1.(1.(多多选选)按照玻按照玻尔尔原子理原子理论论,下列表述正确的是下列表述正确的是 ()A.A.核外核外电电子运子运动轨动轨道半径可取任意道半径可取任意值值B.B.氢氢原子中的原子中的电电子离原子核越子离原子核越远远,氢氢原子的能量越大原子的能量越大C.C.电电子子跃跃迁迁时时,辐辐射或吸收光子的能量由能射或吸收光子的能量由能级级的能量的能量差决定差决定,即即hh=|=|E Em m-E-En n|D.D.氢氢原子从激原子从激发态发态向基向基态跃态跃迁的迁的过过程程,可能可

22、能辐辐射能量射能量,也也可能吸收能量可能吸收能量【解析解析】选选B B、C C。根据玻尔理论。根据玻尔理论,核外电子运动的轨道核外电子运动的轨道半径是确定的值半径是确定的值,而不是任意值而不是任意值,A,A错误错误;氢原子中的电子氢原子中的电子离原子核越远离原子核越远,能级越高能级越高,能量越大能量越大,B,B正确正确;由跃迁规律由跃迁规律可知可知C C正确正确;氢原子从激发态向基态跃迁的过程中氢原子从激发态向基态跃迁的过程中,应辐应辐射能量射能量,D,D错误。错误。2.2.在在氢氢原子光原子光谱谱中中,电电子从子从较较高能高能级跃级跃迁到迁到n=2n=2能能级发级发出的出的谱线谱线属于巴耳末

23、系。若一群属于巴耳末系。若一群氢氢原子自原子自发跃发跃迁迁时发时发出的出的谱线谱线中只有两条属于巴耳末系中只有两条属于巴耳末系,则这则这群群氢氢原子自原子自发发跃跃迁迁时时最多可能最多可能发发出多少条不同出多少条不同频频率的率的谱线谱线()A.2A.2B.5B.5C.4C.4D.6D.6【解析解析】故故D D。氢原子光谱中只有两条属于巴耳末系。氢原子光谱中只有两条属于巴耳末系,即是从即是从n=3,n=4n=3,n=4轨道跃迁到轨道跃迁到n=2n=2轨道轨道,故电子的较高能级故电子的较高能级应该是在应该是在n=4n=4的能级上。然后从的能级上。然后从n=4n=4向向n=3,n=2,n=1n=3,

24、n=2,n=1跃迁跃迁,从从n=3n=3向向n=2,n=1,n=2,n=1,从从n=2n=2向向n=1n=1跃迁跃迁,故这群氢原子自发故这群氢原子自发跃迁时最多能发出跃迁时最多能发出 =6=6条不同频率的谱线。条不同频率的谱线。知知识识点二点二氢氢原子的原子的跃跃迁迁规规律律思考探究思考探究:如如图图所示所示为氢为氢原子能原子能级图级图。(1)(1)当当氢氢原子原子处处于基于基态时态时,氢氢原子的能量是多少原子的能量是多少?(2)(2)如果如果氢氢原子吸收的能量大于原子吸收的能量大于13.6eV,13.6eV,会出会出现现什么什么现现象象?提示：提示：(1)(1)当氢原子处于基态时当氢原子处于

25、基态时,氢原子的能量最小氢原子的能量最小,是是-13.6-13.6 eVeV。(2)(2)如果氢原子吸收的能量大于如果氢原子吸收的能量大于13.6 13.6 eVeV,会出现电离现会出现电离现象。象。【归纳总结归纳总结】1.1.能能级图级图的理解的理解:(1)(1)能能级图级图中中n n称称为为量子数量子数,E,E1 1代表代表氢氢原子的基原子的基态态能量能量,即即量子数量子数n=1n=1时对应时对应的能量的能量,其其值为值为-13.6eV-13.6eV。E En n代表代表电电子子在第在第n n个个轨轨道上运道上运动时动时的能量。的能量。(2)(2)作能作能级图时级图时,能能级级横横线间线间

26、的距离和相的距离和相应应的能的能级级差相差相对对应应,能能级级差越大差越大,间间隔越隔越宽宽,所以量子数越大所以量子数越大,能能级级越密越密,竖竖直直线线的箭的箭头头表示原子表示原子跃跃迁方向迁方向,长长度表示度表示辐辐射光子能量射光子能量的大小的大小,n=1,n=1是原子的基是原子的基态态,n,n是原子是原子电电离离时对应时对应的状的状态态。2.2.能能级跃级跃迁迁:处处于激于激发态发态的原子是不的原子是不稳稳定的定的,它会自它会自发发地向地向较较低能低能级跃级跃迁迁,经过经过一次或几次一次或几次跃跃迁到达基迁到达基态态。所。所以一群以一群氢氢原子原子处处于量子数于量子数为为n n的激的激发

27、态时发态时,可能可能辐辐射出射出的光的光谱线谱线条数条数为为3.3.光子的光子的发发射射:原子由高能原子由高能级级向低能向低能级跃级跃迁迁时时以光子的以光子的形式放出能量形式放出能量,发发射光子的射光子的频频率由下式决定。率由下式决定。hh=E Em m-E-En n(E(Em m、E En n是始末两个能是始末两个能级级且且mn)mn)能能级级差越大差越大,放出光子的放出光子的频频率就越高。率就越高。4.4.使原子能使原子能级跃级跃迁的两种粒子迁的两种粒子光子与光子与实实物粒子物粒子:(1)(1)原子若是吸收光子的能量而被激原子若是吸收光子的能量而被激发发,其光子的能量必其光子的能量必须须等

28、于两能等于两能级级的能量差的能量差,否否则则不被吸收不被吸收,不存在激不存在激发发到到n n能能级时级时能量有余能量有余,而激而激发发到到n+1n+1时时能量不足能量不足,则则可激可激发发到到n n能能级级的的问题问题。(2)(2)原子原子还还可吸收外来可吸收外来实实物粒子物粒子(例如例如,自由自由电电子子)的能量的能量而被激而被激发发,由于由于实实物粒子的物粒子的动动能可部分地被原子吸收能可部分地被原子吸收,所所以只要入射粒子的能量大于两能以只要入射粒子的能量大于两能级级的能量差的能量差值值(E=E(E=En n-E Ek k),),就可使原子就可使原子发发生能生能级跃级跃迁。迁。5.5.原

29、子的能量及原子的能量及变变化化规规律律:(1)(1)原子中的能量原子中的能量:E:En n=E Eknkn+E+Epnpn。(2)(2)氢氢原子中原子中电电子子绕绕核运核运动时动时:(3)(3)当当电电子的子的轨轨道半径增大道半径增大时时,库仑库仑引力做引力做负负功功,原子的原子的电电势势能增大能增大,反之反之电势电势能减小。能减小。电电子在可能的子在可能的轨轨道上道上绕绕核核运运动时动时,r,r增大增大,则则E Ek k减小减小,E Ep p增大增大,E,E增大增大;反之反之,r,r减小减小,则则E Ek k增大增大,E Ep p减小减小,E,E减小减小,与与卫卫星星绕绕地球运行相似。地球运

30、行相似。【典例示范典例示范】如如图给图给出出氢氢原子最低的四个能原子最低的四个能级级。氢氢原原子在子在这这些能些能级级之之间跃间跃迁所迁所辐辐射的光子的射的光子的频频率最多有几率最多有几种种,其中最低的其中最低的频频率率为为多少多少(保留两位有效数字保留两位有效数字)?)?【解解题题探究探究】(1)(1)求解求解辐辐射光子的光射光子的光谱线谱线条数的两种方法是什么条数的两种方法是什么?提示：提示：利用跃迁规律直接在能级图上画出光谱线条利用跃迁规律直接在能级图上画出光谱线条数数;利用数学上的组合公式求出。利用数学上的组合公式求出。(2)(2)频频率最低的光子率最低的光子对应对应的能的能级级差有何

31、特点差有何特点?提示：提示：频率最低的光子对应的能级差最小。频率最低的光子对应的能级差最小。【正确解答正确解答】方法一方法一:利用跃迁规律画出可能辐射光谱线条数利用跃迁规律画出可能辐射光谱线条数,如图如图所示所示,共共6 6种。种。方法二方法二:利用数学中的组合公式计算利用数学中的组合公式计算辐射的光子的频率有辐射的光子的频率有:N=6(N=6(种种)从从n=4n=4跃迁到跃迁到n=3,n=3,能量差最小能量差最小,辐射的光子的频率最低。辐射的光子的频率最低。由由hh=E=E4 4-E-E3 3,得其频率为得其频率为=答案答案:6 6种种1.61.610101414HzHz【过过关关训练训练】

32、1.(1.(拓展延伸拓展延伸)【典例示范典例示范】中能中能级级差最大的能量是能差最大的能量是能级级差最小的能量多少倍差最小的能量多少倍?【解析解析】能级差最大的是从能级差最大的是从4 4能级跃迁到能级跃迁到1 1能级能级E=EE=E4 4-E-E1 1=-0.85 eV-(-13.6)eV=12.75=-0.85 eV-(-13.6)eV=12.75 eVeV能级差最小的是从能级差最小的是从4 4能级跃迁到能级跃迁到3 3能级能级E=EE=E4 4-E-E3 3=-0.85 eV-(-1.51)eV=0.66=-0.85 eV-(-1.51)eV=0.66 eVeV 19(19(倍倍)答案答案

33、:1919倍倍2.(20152.(2015海南高考海南高考)氢氢原子基原子基态态的能量的能量为为E E1 1=-13.6eV=-13.6eV。大量大量氢氢原子原子处处于某一激于某一激发态发态。由。由这这些些氢氢原子可能原子可能发发出出的所有的光子中的所有的光子中,频频率最大的光子能量率最大的光子能量为为-0.96E-0.96E1 1,频频率最率最小的光子的能量小的光子的能量为为_eVeV(保留保留2 2位有效数字位有效数字),),这这些光子可具有些光子可具有_种不同的种不同的频频率。率。【解析解析】频率最大的光子能量为频率最大的光子能量为-0.96E-0.96E1 1,即即E En n-(-1

34、3.6eV)=-0.96-(-13.6eV)=-0.96(-13.6eV),(-13.6eV),解得解得E En n=-0.54eV=-0.54eV即即n=5,n=5,从从n=5n=5能级开始能级开始,根据根据 可得共有可得共有1010种不种不同频率的光子。同频率的光子。从从n=5n=5到到n=4n=4跃迁的光子频率最小跃迁的光子频率最小,根据根据E=EE=E4 4-E-E5 5可得频可得频率最小的光子的能量为率最小的光子的能量为0.31eV0.31eV。答案答案:0.310.311010【补偿训练补偿训练】1.(1.(多多选选)(2016)(2016大大庆庆高二高二检测检测)下列下列说说法正

35、确的是法正确的是 ()A.A.当当氢氢原子从激原子从激发态跃发态跃迁到基迁到基态时态时,要吸收能量要吸收能量B.B.由于每种原子都有自己的特征由于每种原子都有自己的特征谱线谱线,故可以根据原故可以根据原子光子光谱谱来来鉴别鉴别物物质质C.C.大量原子从大量原子从n=3n=3的激的激发态发态向低能向低能级跃级跃迁迁时时,产产生的光生的光谱线谱线有有3 3条条D.D.氢氢原子光原子光谱线谱线的的频频率与率与氢氢原子能原子能级级的能量差无关的能量差无关【解析解析】选选B B、C C。氢原子从激发态跃迁到基态时。氢原子从激发态跃迁到基态时,要放要放出能量出能量,A,A错错;每种原子都有自己的特征谱线每

36、种原子都有自己的特征谱线,我们可以我们可以利用它来鉴别物质利用它来鉴别物质,B,B对对;大量原子从大量原子从n=3n=3的激发态向低的激发态向低能级跃迁时能级跃迁时,产生的光谱线数由产生的光谱线数由 知有知有3 3种种,C,C对对;由由能级公式能级公式h h=E=E2 2-E-E1 1可知可知,D,D错。错。2.2.已知已知氢氢原子基原子基态态的的电电子子轨轨道半径道半径为为r r1 1=0.53=0.531010-10-10m,m,基基态态的能的能级值为级值为E E1 1=-13.6eV=-13.6eV。(1)(1)有一群有一群氢氢原子原子处处于量子数于量子数n=3n=3的激的激发态发态,画

37、一能画一能级图级图,在在图图上用箭上用箭头标头标明明这这些些氢氢原子能原子能发发出几条光出几条光谱线谱线。(2)(2)计计算算这这几条光几条光谱线谱线中最中最长长的波的波长长。【解析解析】(1)(1)这群氢原子的自发跃迁辐射会得到三条光这群氢原子的自发跃迁辐射会得到三条光谱线谱线,如图所示。如图所示。(2)(2)波长最长的光谱线是从波长最长的光谱线是从n=3n=3的能级向的能级向n=2n=2的能级跃迁的能级跃迁产生的产生的,则有则有:=E:=E3 3-E-E2 2 =6.58=6.581010-7-7m m答案答案:(1)(1)见解析见解析(2)6.58(2)6.581010-7-7m m【误

38、误区警示区警示】原子原子跃跃迁迁时时需注意的几个需注意的几个问题问题(1)(1)注意一群原子和一个原子注意一群原子和一个原子:氢氢原子核外只有一个原子核外只有一个电电子子,在某段在某段时间时间内内,由某一由某一轨轨道道跃跃迁到另一个迁到另一个轨轨道道时时,只能出只能出现现所有可能情况中的一种所有可能情况中的一种,但是如果容器中盛有大量的但是如果容器中盛有大量的氢氢原子原子,这这些原子的核外些原子的核外电电子子跃跃迁迁时时就会有各种情况出就会有各种情况出现现。(2)(2)注意直接注意直接跃跃迁与迁与间间接接跃跃迁迁:原子从一种能量状原子从一种能量状态跃态跃迁迁到另一种能量状到另一种能量状态时态时

39、,有有时时可能是直接可能是直接跃跃迁迁,有有时时可能是可能是间间接接跃跃迁。两种情况迁。两种情况辐辐射或吸收光子的射或吸收光子的频频率不同。率不同。(3)(3)注意注意跃跃迁与迁与电电离离:hh=E Em m-E-En n只适用于光子和原子作用只适用于光子和原子作用使原子在各定使原子在各定态态之之间跃间跃迁的情况迁的情况,对对于光子和原子作用于光子和原子作用使原子使原子电电离的情况离的情况,则则不受此条件的限制。如基不受此条件的限制。如基态氢态氢原原子的子的电电离能离能为为13.6 13.6 eVeV,只要大于或等于只要大于或等于13.6 13.6 eVeV的光子的光子都能被基都能被基态态的的

40、氢氢原子吸收而原子吸收而发发生生电电离离,只不只不过过入射光子入射光子的能量越大的能量越大,原子原子电电离后离后产产生的自由生的自由电电子的子的动动能越大。能越大。【拓展例拓展例题题】考考查查内容内容:氢氢原子原子跃跃迁中的能量迁中的能量变变化化【典例示范典例示范】氢氢原子原子辐辐射出一个光子后射出一个光子后,根据玻根据玻尔尔理理论论,下列下列说说法中正确的是法中正确的是()A.A.电电子子绕绕核旋核旋转转的半径增大的半径增大B.B.氢氢原子的能量增大原子的能量增大C.C.氢氢原子的原子的电势电势能增大能增大D.D.氢氢原子核外原子核外电电子的速率增大子的速率增大【正确解答正确解答】选选D D

41、。根据玻尔理论。根据玻尔理论,氢原子核外电子在氢原子核外电子在离核较远的轨道上运动时离核较远的轨道上运动时,其能量越大其能量越大,当核外电子从当核外电子从外层轨道跃迁到内层轨道时外层轨道跃迁到内层轨道时,要放出一定能量的光子要放出一定能量的光子,氢原子的能量减小氢原子的能量减小,所以选项所以选项A A、B B错误错误;核外电子轨道核外电子轨道半径减小时半径减小时,库仑力对电子做正功库仑力对电子做正功,电势能减小电势能减小,动能动能增大增大,故选项故选项C C错误错误;由库仑定律和牛顿第二定律有由库仑定律和牛顿第二定律有 r r减小减小,v,v增大增大,D,D正确。正确。答案速填答案速填:电子流电子流汤姆孙汤姆孙不改变不改变偏转偏转大角度大角度全部正电荷全部正电荷原子核原子核粒子散射实验粒子散射实验线线 量子化量子化hh=E Em m-E-En n