答案
[知识深化] 1.轨道量子化 (1)轨道半径只能够是一些不连续的、某些分立的数值. (2)氢原子中电子轨道的最小半径为r1＝0.053 nm,其余轨道半径满足rn＝n2r1, 式中n称为量子数,对应不同的轨道,只能取正整数. 2.能量量子化 (1)电子在可能轨道上运动时,尽管是变速运动,但它并不释放能量,原子是稳 定的,这样的状态称之为定态. (2)由于原子的可能状态(定态)是不连续的,具有的能量也是不连续的.这样的 能量值,称为能级,能量最低的状态称为基态,其他状态叫做激发态.
(×)
答案
(5)不同的原子具有相同的能级,原子跃迁时辐射的光子频率是相同的. (× )
(6)玻尔的原子理论模型可以很好地解释氦原子的光谱现象.( × ) 2.电子处在n＝4轨道上比处在n＝3轨道上离核的距离__远___(填“远”或 “近”),能量值___大_(填“大”或“小”).
答案
重点探究
一、玻尔原子结构理论
检测评价 达标过关
自主预习
一、玻尔的原子结构理论
1.定态假设：电子围绕原子核运动的轨道不是 任意 的,而是一系列
分立的、特定的 轨道.当电子在这些轨道上运动时,原子是稳定的,不
向外辐射能量,也不吸收能量,这些状态称为
定. 态
2.跃迁假设：原子处在定态的能量用En表示,此时电子以rn的轨道半径 绕核运动,n称为 量子.数当原子中的电子从一定态跃迁到另一定态时,
[导学探究] 1.按照经典理论,核外电子在库仑引力作用下绕原子核做圆周运动.我们知 道,库仑引力和万有引力形式上有相似之处,电子绕原子核的运动与卫星 绕地球的运动也一定有某些相似之处,那么若将卫星—地球模型缩小是否 就可以变为电子—原子核模型呢？ 答案 不可以.在玻尔理论中,电子的轨道半径只可能是某些分立的数值, 而卫星的轨道半径可按需要任意取值.
答案
2.氢原子吸收或辐射光子的频率条件是什么？它和氢原子核外的电子的跃 迁有什么关系？ 答案 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(其能量记为Em)时,会放出能量为hν的光子(h是普朗克常量),这个光子 的能量由前后两个能级的能量差决定,即hν＝En－Em(n＞m).这个式子称为 频率条件,又称辐射条件. 当电子从较低的能量态跃迁到较高的能量态,吸收的光子的能量同样由频 率条件决定.
子的跃迁.
例1 (多选)光子的发射和吸收过程是 A.原子从基态跃迁到激发态要放出光子,放出光子的能量等于原子在始、
末两个能级的能量差 B.原子不能从低能级向高能级跃迁
√C.原子吸收光子后从低能级跃迁到高能级,放出光子后从较高能级跃迁到
较低能级
√D.原子无论是吸收光子还是放出光子,吸收的光子或放出的光子的能量恒
第二章 原子结构
4 玻尔的原子模型 能级
[学习目标]
1.知道玻尔原子结构理论的主要内容. 2.了解能级、跃迁、能量量子化以及基态、激发态等概念,会计算原子跃 迁时吸收或辐射光子的能量. 3.能用玻尔原子结构理论简单解释氢原子光谱.
内容索引
自主预习
预习新知 夯实基础
重点探究
启迪思维 探究重点
达标检测
eV－,其1他3.6各激发态的能量为E2＝
eV,E3＝－3.4 eV… －1.51
三、玻尔原子结构理论的意义 1.玻尔的原子结构比较完美地解释了 氢 光谱,他用 能级跃迁的概念阐明 了光谱的吸收和发射,第一次将 量子概念引入原子模型,推动了量子力 学的发展. 2.局限性 保留了经典粒子的观念,把电子的运动仍然看做经典力学描述下的轨道 运动.玻尔理论是不完善的.
1.能级：在玻尔的原子结构模型中,不同的轨道实际上对应了不同的状
态,不同的状态对应不同的能量,因此原子的能量也是 不连续的,即原子
的能量是量子化的,这些量子化的
能叫量做值 . 能级
2.基态：能量最低的状态叫做 基态 .
3.激发态：除基态之外的其他状态叫做 激发态 .
4.氢原子的能级
氢原子各能级的关系为En＝En21 (n＝1,2,3…),其中,氢原子的基态能量E1＝
才 发射或一吸个收光子,光子的能量hν＝ 子的高能级和低能级.
E,式n－中EEmn和Em分别是原
3.轨道量子化假设：围绕原子核运动的电子轨道半径只能是某些分立值,
即电子的可能轨道也是不连续的,称之为轨道量子化.氢原子的轨道半径
rn＝ n2r(1n＝1,2,3…),r1＝
0.53×10－m10.
二、氢原子的能级等于始、Biblioteka 两个能级的能量差值解析 答案
例2 氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道的过 程中 A.原子要吸收光子,电子的动能增大,原子的电势能增大 B.原子要放出光子,电子的动能减小,原子的电势能减小 C.原子要吸收光子,电子的动能增大,原子的电势能减小
√D.原子要吸收光子,电子的动能减小,原子的电势能增大
3.跃迁：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,
高能级 En
发射光子hν＝En－Em 吸收光子hν＝En－Em
低能级 Em.
可见,电子如果从一个轨道到另一个轨道,不是以螺旋线的形式改变半径大
小的,而是从一个轨道上“跳跃”到另一个轨道上.玻尔将这种现象叫做电
[即学即用] 1.判断下列说法的正误. (1)玻尔认为电子运行轨道半径是任意的,就像人造地球卫星,能量大一些, 轨道半径就会大点.( ) × (2)玻尔认为原子的能量是量子化的,不能连续取值.( √) (3)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,会放出 任意能量的光子.( ×) (4)处于基态的原子是不稳定的,会自发地向其他能级跃迁,放出光子.
解析 答案
总结提升 原子的能量及变化规律
1.原子的能量：En＝Ekn＋Epn. 2.电子绕氢原子核运动时：ker22＝mvr2，故 Ekn＝12mvn2＝k2er2n，电子轨道半 径越大，电子绕核运动的动能越小.
3.电子的轨道半径增大时,库仑引力做负功,原子的电势能增大,反之,电 势能减小. 4.电子的轨道半径增大时,说明原子吸收了光子,从能量较低的轨道跃 迁到了能量较高的轨道上,即电子轨道半径越大,原子的能量越大.