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(共15張PPT)
第四章 原子結(jié)構(gòu)
第4節(jié)
玻爾原子模型
湯姆孫原子模型
葡萄干面包
盧瑟福原子模型
行星模型
無(wú)法解釋
α粒子大角散射
無(wú)法解釋
原子特征光譜的不連續(xù)性
原子的穩(wěn)定性
玻爾原子模型
玻爾原子模型的基本假設(shè)
1
軌道定態(tài)
原子核外的電子只能在一些分立的特定軌道上繞核運(yùn)動(dòng)；
電子在這些軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，原子具有一定能量，其數(shù)值也是分立的，電子的軌道和原子的能量都是量子化的。
電子雖然做圓周運(yùn)動(dòng)，但不向外輻射能量，處于穩(wěn)定的狀態(tài)，電子處于分立軌道的這些狀態(tài)稱為定態(tài)。
軌道量子化
能量量子化
2
頻率條件
能量較高
的定態(tài)軌道
能量較低
的定態(tài)軌道
輻射光子
放出能量
吸收光子
吸收能量
放出某種頻率的光
吸收某種頻率的光
越靠近原子核
越遠(yuǎn)離原子核
輻射（或吸收）的光子的能量hν由兩個(gè)定態(tài)的能量差決定，即該光子的能量應(yīng)滿足頻率條件
hν = Em-En （m＞n）
其中：普朗克常量h=6.63×10-34J·s
ν 是光子的頻率！！！！
注意：輻射/吸收的光子頻率≠電子繞核運(yùn)動(dòng)的頻率
最低能級(jí)：E1= - 13.6 eV
對(duì)應(yīng)軌道半徑：r1 = 0.53×10-10m
原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)。每個(gè)能量狀態(tài)的能量值是確定的。這些確定的能量值我們稱之為能級(jí)。
能級(jí)
氫原子的不同能級(jí)和相應(yīng)的電子軌道半徑間的關(guān)系：
能級(jí)越高
能量越大（均為負(fù)值）
半徑越大
基態(tài)：電子受核的作用力最大而處于離核最近的軌道在正常狀態(tài)下，原子處于該軌道（最低能級(jí)）
電子吸收能量后，原子從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)，這時(shí)原子的狀態(tài)稱為激發(fā)態(tài)
庫(kù)倫力：引力
越
遠(yuǎn)
離
核
能級(jí)越高
能量越大
半徑越大
基態(tài)
激發(fā)態(tài)
能級(jí)間距=能量差
即 躍遷時(shí)吸收/輻射的光子能量
= hν
由于能級(jí)是不連續(xù)的，導(dǎo)致原子在電子躍遷時(shí)吸收或輻射的能量都不是任意的，這個(gè)能量等于電子躍遷時(shí)始、末兩個(gè)能級(jí)間的能量差。
能量差值不同，輻射的光子頻率也不同，由此便產(chǎn)生了不同波長(zhǎng)的光。
能量差越大，對(duì)應(yīng)吸收/輻射光子的
頻率越高，波長(zhǎng)越短
使原子實(shí)現(xiàn)從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷的兩種粒子：光子與實(shí)物粒子
①原子若是吸收光子的能量而被激發(fā)，則光子的能量必須等于兩能級(jí)的能量差，否則不被吸收（要么全部吸收，要么不吸收）
②原子還可吸收外來(lái)實(shí)物粒子(如自由電子)的能量而被激發(fā)，由于實(shí)物粒子的動(dòng)能可部分地被原子吸收，所以只要人射粒子的能量大于等于兩能級(jí)的能量差值，就可使原子發(fā)生能級(jí)躍遷。
能級(jí)的能量=核外電子的動(dòng)能+電子與核之間的靜電勢(shì)能 （代數(shù)和）
氫原子能量均為負(fù)值
遠(yuǎn)離原子核，作用力變小，
庫(kù)侖力做負(fù)功，電勢(shì)能增大，
動(dòng)能變小（高軌低速）
每一個(gè)定態(tài)軌道，電子繞核近似做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，庫(kù)侖力提供向心力
氫原子核帶電量+e，
核外只有一個(gè)電子-e
注意負(fù)號(hào)
注意計(jì)算頻率或波長(zhǎng)時(shí)，e=1.6×10-19
書(shū)P101
處于激發(fā)態(tài)的原子是不穩(wěn)定的，會(huì)自發(fā)地經(jīng)過(guò)一次或幾次躍遷達(dá)到基態(tài)。
頻率最大和波長(zhǎng)最大的是哪個(gè)？
書(shū)P99
基態(tài)
激發(fā)態(tài)
脫離原子核束縛/電離的臨界點(diǎn)
基態(tài)氫原子的電離能為13.6eV，只要光子的能量大于等于13.6eV都能被基態(tài)的氫原子吸收而發(fā)生電離。
只不過(guò)入射光子的能量越大，原子電離后產(chǎn)生的自由電子的動(dòng)能越大
將不同能級(jí)的電子電離需要不同的能量
湯姆孫原子模型
葡萄干面包
盧瑟福原子模型
行星模型
無(wú)法解釋
α粒子大角散射
無(wú)法解釋
原子特征光譜的不連續(xù)性
原子的穩(wěn)定性
玻爾原子模型
無(wú)法解釋多電子原子的光譜
6. 已知?dú)湓踊鶓B(tài)的能量 E1 = -13.6 eV。大量氫原子處于某一激發(fā)態(tài)，這些氫原子可能發(fā)出的所有的光子中，頻率最高的光子能量為 -0.96 E1。
（1）求頻率最低的光子的能量。（結(jié)果保留 2 位有效數(shù)字）
（2）這些光子可具有多少種不同的頻率？
書(shū)P103

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