1、(4)激发态:较高的能量状态称为激发态,对应的电子在离核较远的轨道上运动氢原子各能级的关系为:En_.(E113.6eV,n1,2,3,)3频率条件与跃迁当电子从能量较高的定态轨道(其能量记为Em)跃迁到能量较低的定态轨道(能量记为En,mn)时,会放出能量为h的光子,该光子的能量h_,该式称为频率条件,又称辐射条件即学即用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()二、玻尔理论对氢光谱的解释导学
2、探究如图1所示是氢原子的能级图,一群处于n4的激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多少种频率不同的光子?从n4的激发态跃迁到基态时,放出光子的能量多大?图1知识梳理1氢原子能级图(如图2所示)图22解释巴耳末公式按照玻尔理论,从高能级跃迁到低能级时辐射的光子的能量为h_.巴耳末公式中的正整数n和2正好代表能级跃迁之前和跃迁之后所处的_的量子数n和2.3解释气体导电发光通常情况下,原子处于基态,基态是最稳定的,原子受到电子的撞击,有可能向上跃迁到_,处于激发态的原子是_的,会自发地向能量较低的能级跃迁,放出_,最终回到基态4解释氢原子光谱的不连续性原子从高能级向低能级跃迁时放出的光子的能量等于前
3、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5解释不同原子具有不同的特征谱线不同的原子具有不同的结构,_各不相同,因此辐射(或吸收)的_也不相同(1)玻尔理论能很好地解释氢原子的巴耳末线系()(2)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()(3)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()三、玻尔理论的局限性导学探究玻尔理论的成功之处在哪儿?为什么说它又有局限性?1成功之处玻尔理论第一次将_引入原子领域,提出了_的概念,成功解释了_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做经典力学描述下的_
4、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_(1)玻尔第一次提出了量子化的观念()(2)玻尔的原子理论模型可以很好地解释氦原子的光谱现象()(3)电子的实际运动并不是具有确定坐标的质点的轨道运动()一、对玻尔原子模型的理解(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r10.053nm,其余轨道半径满足rnn2r1,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)不同轨道对应不同的状态,在这些状态中,尽管电子做变速运动,却
5、不辐射能量,因此这些状态是稳定的,原子在不同状态有不同的能量,所以原子的能量也是量子化的(2)基态:电子在离核最近的轨道上运动的能量状态,基态能量E113.6eV.(3)激发态:电子在离核较远的轨道上运动时的能量状态,其能量值EnE1(E113.6eV,n1,2,3,)3跃迁与频率条件原子从一种定态跃迁到另一种定态时,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,即高能级Em低能级En.例1(多选)玻尔在他提出的原子模型中所作的假设有()A原子处在具有一定能量的定态中,虽然电子做变速运动,但不向外辐射能量B原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应,而电子的可能轨道
6、的分布是不连续的C电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时,辐射(或吸收)一定频率的光子D电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率例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,原子的电势能增大针对训练1(多选)按照玻尔原子理论,下列表述正确的是()A核外电子运动轨道半径可取任意值B氢原子中的电子离原子核越远,氢原子的能量越大C电子跃迁时,辐射或吸收光子的能量由能级的能量差决定,即hEm
7、En(mn)D氢原子从激发态向基态跃迁的过程,可能辐射能量,也可能吸收能量原子的能量及变化规律(1)原子的能量:EnEknEpn.(2)电子绕核运动时:km,故Eknmv电子轨道半径越大,电子绕核运动的动能越小(3)当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,原子的能量越大二、氢原子的跃迁规律分析1对能级图的理解由En知,量子数越大,能级差越小,能级横线间的距离越小n1是原子的基态,n是原子电离时对应的状态2跃迁过程中吸收或辐射光子的频率和波长满足h|EmE
8、n|,h|EmEn|.3大量处于n激发态的氢原子向基态跃迁时,最多可辐射种不同频率的光,一个处于激发态的氢原子向基态跃迁时,最多可辐射(n1)种频率的光子例3(多选)氢原子能级图如图3所示,当氢原子从n3跃迁到n2的能级时,辐射光的波长为656nm.以下判断正确的是()图3A氢原子从n2跃迁到n1的能级时,辐射光的波长大于656nmB用波长为325nm的光照射,可使氢原子从n1跃迁到n2的能级C一群处于n3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线D用波长为633nm的光照射,不能使氢原子从n2跃迁到n3的能级针对训练2如图4所示为氢原子的能级图用光子能量为13.06eV的光照射一群处于基态
9、的氢原子,则可能观测到氢原子发射的不同波长的光有()图4A15种B10种C4种D1种原子跃迁时需要注意的两个问题(1)注意一群原子和一个原子:氢原子核外只有一个电子,在某段时间内,由某一轨道跃迁到另一个轨道时,只能出现所有可能情况中的一种,但是如果有大量的氢原子,这些原子的核外电子跃迁时就会有各种情况出现(2)注意跃迁与电离:hEmEn只适用于光子和原子作用使原子在各定态之间跃迁的情况,对于光子和原子作用使原子电离的情况,则不受此条件的限制如基态氢原子的电离能为13.6eV,只要大于或等于13.6eV的光子都能被基态的氢原子吸收而发生电离,只不过入射光子的能量越大,原子电离后产生的自由电子的动
10、能越大1根据玻尔理论,关于氢原子的能量,下列说法中正确的是()A是一系列不连续的任意值B是一系列不连续的特定值C可以取任意值D可以在某一范围内取任意值2氢原子辐射出一个光子后,根据玻尔理论,下列判断正确的是()A电子绕核旋转的轨道半径增大B电子的动能减少C氢原子的电势能增大D氢原子的能级减小3(多选)如图5所示为氢原子的能级图,A、B、C分别表示电子在三种不同能级跃迁时放出的光子,则下列判断中正确的是()图5A能量和频率最大、波长最短的是B光子B能量和频率最小、波长最长的是C光子C频率关系为BAC,所以B的粒子性最强D波长关系为BAC4氢原子处于基态时,原子能量E113.6eV,普朗克常量取h
11、6.61034Js.(1)处于n2激发态的氢原子,至少要吸收多大能量的光子才能电离?(2)今有一群处于n4激发态的氢原子,最多可以辐射几种不同频率的光子?其中最小的频率是多少?(结果保留2位有效数字)答案精析知识探究一、导学探究1.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2电子从能量较高的定态轨道(其能量记为Em)跃迁到能量较低的定态轨道(其能量记为En)时,会放出能量为h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hEmEn(mn)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
12、能量同样由频率条件决定知识梳理1.(1)库仑引力圆周运动(2)量子化(3)稳定电磁辐射2(1)量子化能级(2)定态(3)最低近13.6eV(4)E13.EmEn即学即用(1)(2)(3)二、导学探究氢原子能级跃迁图如图所示从图中可以看出能辐射出6种频率不同的光子,它们分别是n4n3,n4n2,n4n1,n3n2,n3n1,n2n1.从n4的激发态跃迁到基态辐射光子能量EE4E10.85eV(13.6eV)12.75eV.知识梳理2.EmEn定态轨道3.激发态不稳定光子4.两个能级之差分立分立5.能级光子频率即学即用(1)(2)(3)三、导学探究(1)玻尔理论成功之处在于第一次将量子化的思想引入
13、原子领域,提出了定态和跃迁的概念,成功解释了氢原子光谱(2)它的局限性在于过多的保留了经典粒子的观念知识梳理1.量子观念定态和跃迁氢原子2.经典粒子轨道3.概率云雾电子云(2)(3)题型探究例1ABCA、B、C三项都是玻尔提出来的假设,其核心是原子定态概念的引入与能级跃迁学说的提出,也就是“量子化”的概念原子的不同能量状态与电子绕核运动时不同的圆轨道相对应,是经典理论与量子化概念的结合原子辐射的能量与电子在某一可能轨道上绕核的运动无关例2D根据玻尔理论,氢原子核外电子在离核较远的轨道上运动能量较大,必须吸收一定能量的光子后,电子才能从离核较近的轨道跃迁到离核较远的轨道,故B错;氢原子核外电子绕核做圆周运动,由原子核对电子的库仑力提供向心力,即:,又Ekmv2,所以Ek.由此式可知:电子离核越远,即r越大时,电子的动能越小,故A、C错;由r变大时,库仑力对核外电子做负功,因此电势能增大,从而判断D正确针对训练1BC例3CD能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差,能级差越大,辐射的光子频率越大,波长越小,A错误;由EmEnh可知,B错误,D正确;根据C3可知,C正确针对训练2B达标检测1B2.D3.ABC4(1)3.4eV(2)6种1.61014Hz
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