原子结构《玻尔的原子模 型》
针对原子核式结构模型提出
•围绕原子核运动的电 子轨道半径只能是某
些分立的数值。
•且电子在这些轨道上
绕核的转动是稳定的，
不产生电磁辐射，也
就是说，电子的轨道
也是量子化的
原子结构《玻尔的原子模 型》
针对原子的稳定性提出
电子在不同的轨道上运 动，原子处于不同的状 态．玻尔指出，原子在不 同的状态中具有不同的能 量，所以原子的能量也是 量子化的。在这些状态中 原子是稳定的。
电势能最小；量子数越大，能量值越大，电子动 能越小，电势能越大.
（4）跃迁时伴随着电子动能、原子电势能 与原子能量的变化
当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原
子的电势能Ep减小，电子动能增大，原子 能量减小．反之，轨道半径增大时，原子
电势能增大，电子动能减小，原子能量增
大．
原子结构《玻尔的原子模 型》
rn n2r1
氢
(r1=0.053nm)
原 子 能
En
1 n2
E1
级
( E 1 13 .6子模
型》
说明1：（1）氢原子各定态的能量值，为电
子绕核运动的动能Ek和电势能Ep的代数和( 即E=Ek+Ep)
例如：E1=-13.6eV 实际上，其中 Ek1=13.6eV，Ep1=-27.2eV。
巴 耳 末 系
原子结构《玻尔的原子模 型》
-3.40 eV -13.6 eV
二.玻尔理论对氢光谱的解释
（巴尔末系）
Hδ
Hγ
Hβ
Hα
1R(212n12) n3,4,5,...
巴耳末公式R=1.10107m1 里德伯常量
n=1 n=2 n=3 n=4
n=5 n=6
原子结构《玻尔的原子模 型》
二、玻尔理论对氢光谱的解释
-13.6
二、玻尔理论对氢光谱的解释
➢问题1：巴尔末公式有正整数n出现，这里我们也用正整数n来
标志氢原子的能级。它们之间是否有某种关系？
巴尔末公式：
1 R λ
1 22
1 n2
n3， 4,5,
氢 n= 原 n=5 子 n=4 能 n=3
级 跃
迁 n=2
与 光 谱
图 n=1
0 -0.54 eV -0.85 eV -1.51 eV
典
化是连续的，辐射
理
电磁波的频率等于
论
绕核运动的频率,
认
连续变化,原子光
为 谱应该是连续光谱
事
原子光谱是不
实
连续的,是线
状谱
原子结构《玻尔的原子模 型》
以上矛盾表明，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。为了解决这个矛盾，1913 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，提出了玻尔理论。
➢ 问题2：气体导电发光机理是什么？ ➢ 问题3：试解释原子光谱为什么是线状光谱？ ➢ 问题4：不同元素的原子为什么具有不同的特征
说明3 处于激发态的原子由于不稳定，会自 发的向低能级跃迁，并产生不同频率的谱线。
对于量子数为n的一群氢原子，向较低的激 发态或基态跃迁时，可能产生的谱线条数为
N=
n(n 1)
2
但如果氢原子核外只有一个电子，这个电子在 某个时刻只能处在某一个可能的轨道上，在某 段时间内，由某一轨道跃迁到另一个轨道时， 可能的情况只有一。
说明2：
1 从高能级向低能级跃迁时要释放能量。以光
子形式辐射出去----- 发射光子（原子发光现象 2）从低能级向高能级跃迁要吸收能量
（1） 若吸收光子 对于能量大于或等于13.6ev的光子（电离）
对于能量小于13.6ev的光子（要么全被吸收， 要么不吸收）
（2）若吸收实物粒子能量
只要实物粒子动能足以使氢原子向高能级跃迁, 就能被氢原子吸收全部或部分动能而使氢原子向 高能级跃迁,多余原型能子》结量构仍《玻为尔的实原子物模粒子动能。
原子结构《玻尔的原子模 型》
二、玻尔理论对氢光谱的解释
轨道与能级相对应
n
E/eV
∞ －－－－－－－－－ 0
５
赖曼系（紫外线）
４
-0.54 -0.85
３
-1.51
巴耳末系（可见光）
２
-3.4
帕邢系（红外线） N=1
N=2
N=3
布喇开系
N=4
N=5
逢德系
N=6
１
成功解释了氢原光子结谱构《的玻尔的所原子有模 谱线。 型》
原子结构《玻尔的原子模 型》
说明4. 跃迁与电离的问题 原子跃迁时．不管是吸收还是辐射光
子，其光子的能量都必须等于这两个能级 的能量差．若想把处于某一定态上的原子 的电子电离出去，就需要给原子一定的能 量．如基态氢原子电离，其电离能为13.6 eV，只要能量等于或大于13.6 eV的光子 都能被基态氢原子吸收而电离，只不过入 射光子的能量越大，原子电离后产生的电 子具有的动能越大．
率由前后能级的能量差决定。即hν＝Ｅm-Ｅn其中ν为对应 光子的频率。
低 能 En 级
吸收光子
跃迁
辐射光子
高 Em 能
级
原子结构《玻尔的原子模 型》
跃迁情形
５
E∞
Ｅ５
nn
４
Ｅ４
３
Ｅ３
２
Ｅ２
１
原子结构《Ｅ玻１尔的原子模
型》
二、玻尔理论对氢光谱的解释
玻尔从上述假设出发，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．
第十八章 原子结构
第四节 玻尔的原子模型
玻尔（1885~1962）
原子结构《玻尔的原子模 型》
经 电子绕核运动将不断
典 向外辐射电磁波，电
e
理 子损失了能量，其轨
论 道半径不断缩小，最 认 终落在原子核上,而使
e+
为 原子变得不稳定．
事 实
e
v F
r+ e
原子结构《玻尔的原子模 型》
经
由于电子轨道的变
原子结构《玻尔的原子模 型》
➢能级：量子化的能量值。 ➢定态：原子中具有确定能量的稳定状态
基态：能量最低的状态（离核最近） 激发态：其他的状态
E∞
５ ４
３
Ｅ５
Ｅ４ Ｅ３
激发态
量
２
子
Ｅ２
1 2
3
数
１
Ｅ１ ——基态
能级图原型子》结构《玻轨尔的道原子与模能级相对应
针对原子光谱是线状谱提出
电子在始、末两个能级Em和En（ Em>En ）间跃迁时会 发射（或吸收）光子的频率，发射（或吸收）光子的频
（2）这里的电势能Ep＜0，原因是规定了无 限远处的电势能为零。这样越是里面轨道电
势能越少，负得越多。且其大小总大于同一
定态的动能值，所以各定态能量值均为负值,
因此，不能根据氢原子的能级公式
得出 E n
E1 n2
氢原子各定态能量与n2成反比的错误结论。
原子结构《玻尔的原子模
型》
(3)量子数n=1定态，能量值最小，电子动能最大