2021学年4 氢原子光谱和玻尔的原子模型学案

氢原子光谱和玻尔的原子模型

【学习目标】

1．了解光谱的定义和分类。

2．了解氢原子光谱的实验规律，知道巴耳末系。

3．了解经典原子理论的困难。

4．了解玻尔原子理论的主要内容。

5．了解能级、能量量子化以及基态、激发态的概念。

【学习重点】

1．氢原子光谱的实验规律。

2．玻尔原子理论的基本假设

【学习难点】

1．经典理论的困难。

2．玻尔理论对氢光谱的解释

【学习过程】

一、光谱

（1）发射光谱：_______________________________________叫做发射光谱。

发射光谱可分为两类：______________和_______________。

实践证明，原子不同，发射的明线光谱也不同，每种原子只能发出具有本身特征的某些波长的光，因此明线光谱的谱线也叫原子的__________________。

（2）吸收光谱

高温物体发出的白光（其中包含连续分布的一切波长的光）通过物质时，某些波长的光被物质吸收后产生的光谱，叫做吸收光谱。

既然每种原子都有自己的特征谱线，我们就可以利用它来鉴别物质和确定物质的组成成分。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10-13kg时就可以被检测到。

二、氢原子光谱的实验规律

氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。

巴耳末公式：__________________________________________________

三、经典理论的困难

矛盾一：无法解释____________________________________。

矛盾二：无法解释____________________________________。

四、玻尔原子理论的基本假设

1．玻尔的原子结构假说

（1）轨道量子化与定态：电子的轨道是量子化的，电子在库仑力的作用下绕原子核做_______，电子绕原子核运转的半径不是_______，半径的大小符合_______时轨道才是可能的，电子在这些轨道上绕核运转是_______，不产生_______。原子的能量是量子化的，电子在不同轨道上运动，原子处于不同的状态，对应不同的_______，原子的能量也是_______的。

（2）几个基本概念：_______的能量值叫做能级。原子具有_______的稳定状态叫定态。能量_______的状态叫做基态。除_______之外的其他状态叫做激发态。

（3）频率条件：原子光谱的解释：当电子从能量较高的定态轨道（能量记为Em）跃迁到能量较低的定态轨道（能量记为En）时会辐射出能量为的光子。=_______，又称为辐射条件。

五、玻尔理论对氢光谱的解释

1．解释巴耳末公式

①按照玻尔理论，从高能级跃迁到低能级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_________轨道的量子数n和2。并且理论上的计算和实验测量的___________________符合得很好。

2．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。

六、玻尔理论的局限性

1．成功之处

玻尔理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了_____________________的概念，成功解释了氢原子光谱的实验规律。

2．局限性

保留了_____________的观念，把电子的运动仍然看作经典力学描述下的_______运动。

3．电子云

原子中的电子没有确定的坐标值，我们只能描述电子在某个位置出现________的多少，把电子这种概率分布用疏密不同的点表示时，这种图象就像_________一样分布在原子核周围，故称___________。

【练习巩固】

1．按照波尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道上，有关能量变化的说法中，正确的是（    ）

A．电子的动能变大，电势能变大，总能量变大

B．电子的动能变小，电势能变小，总能量变小

C．电子的动能变小，电势能变大，总能量不变

D．电子的动能变小，电势能变大，总能量变大

答案：D

2．欲使处于基态的氢原子被激发，下列可行的措施是（    ）

A．用10.2eV的光子照射

B．用11eV的光子照射

C．用14eV的光子照射

D．用11eV的电子碰撞

答案：ACD

3．一群处于基态的氢原子吸收某种单色光的光子后，只能发出频率为ν1、ν2、ν3的三种光子，且ν1>ν2>ν3，则（     ）

A．被氢原子吸收的光子的能量为hν1

B．被氢原子吸收的光子的能量为hν2

C．ν1=ν2+ ν3

D．被氢原子吸收的光子的能量为hν1+hν2+hν3

答案：AC