二节原子结构氢原子光谱.ppt
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1、第二节 原子结构 氢原子光谱,一、原子结构 1电子的发现:1897年,英国物理学家_发现了电子,明确电子是原子的组成部分,揭开了研究原子结构的序幕 2原子的核式结构模型 在原子中心有一个很小的核叫原子核,原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在原子_上,带负电的电子在核外空间绕核高速旋转,汤姆孙,核,二、氢原子光谱 1光谱:用光栅和棱镜可以把光按波长展开,获得光的_和_的记录,即光谱 2线状谱:光谱是一条条的_ 3连续谱:光谱看起来不是一条条分立的谱线,而是连在一起的_ 4特征谱线:不同原子的亮线位置_,说明不同原子的发光频率是_的,因此这些亮线称为原子的特征谱线,波长(频率)成分,强度分布,亮
2、线,光带,不同,不同,特征谱线,三、玻尔理论、能级 1玻尔原子模型 (1)轨道假设:原子中的电子在库仑引力的作用下,绕原子核做圆周运动,电子绕核运动的轨道是_的,不连续,(2)定态假设:电子在不同的轨道上运动时,原子处于不同的状态,因而具有不同的能量,即原子的能量是_的这些不同的状态叫定态在各个定态中,原子是_的,不向外辐射能量 (3)跃迁假设:原子从一个能量状态向另一个能量状态跃迁时要_或_一定频率的光子,该光子的能量等于两个状态的_,即h_,不连续,稳定,吸收,放出,能级差,EmEn(mn),2能级:在玻尔理论中,原子的各个可能状态的_叫能级 3基态与激发态:能量_的状态叫基态;其他能量状
3、态叫激发态 4量子数:现代物理学认为原子的可能状态是不连续的,各状态的标号1,2,3叫做量子数,一般用n表示,能量值,最低,课堂互动讲练,一、粒子散射实验与原子核式结构模型 1卢瑟福的粒子散射实验装置(如图1521),图1521,2粒子散射实验的现象,图1522,绝大多数粒子穿过金箔后,基本上仍沿原来的方向前进,但少数粒子发生了大角度偏转,极少数粒子甚至被撞了回来如图1522所示,3建立核式结构模型的要点 (1)核外电子不会使粒子的速度发生明显改变 (2)汤姆孙模型不能解释粒子的大角度散射 (3)少数粒子发生了大角度偏转,甚至反弹回来,表明这些粒子在原子中的某个地方受到了质量、电量均比它本身大
4、得多的物体的作用 (4)绝大多数粒子在穿过厚厚的金原子层而运动方向没有明显变化,说明原子中绝大部分是空的原子的质量、电量都集中在体积很小的原子核上,4三个原子模型的对比,即时应用 1.(2010年高考上海卷)卢瑟福提出了原子的核式结构模型,这一模型建立的基础是( ) A粒子的散射实验 B对阴极射线的研究 C天然放射性现象的发现 D质子的发现 解析:选A.卢瑟福根据粒子的散射实验的结果,提出原子的核式结构模型,所以A项正确,二、玻尔理论的理解 1玻尔理论 (1)定态:原子只能处于一系列不连续的能量状态中,在这些能量状态中原子是稳定的,电子虽然绕核运动,但并不向外辐射能量 (2)跃迁:原子从一种定
5、态跃迁到另一种定态时,它辐射或吸收一定频率的光子,光子的能量由这两个定态的能量差决定即hEmEn.(h是普朗克常量h6.631034Js) (3)轨道:原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应,原子的定态是不连续的,因此电子的可能轨道也是不连续的,2玻尔模型中电子运动有关计算问题 氢原子在各个不同的能量状态对应不同的电子轨道,电子绕核做圆周运动的动能和系统的电势能之和即为原子的能量,即EnEkEp. (1)电子运动的速度、周期、动能与半径的关系,(2)系统的电势能变化可根据库仑力做功来判断:靠近核,库仑力对电子做正功,系统电势能减小;远离核,库仑力对电子做负功,系统电势能增加,即
6、时应用 2.氢原子在基态时的能级为E113.6 eV,其电子的轨道半径为r10.531010 m,求: (1)电子在第一条轨道上的电势能 (2)要使基态原子电离,至少要吸收多高频率的电磁波?,(2)吸收光子的最低能量至少要等于氢原子的电离能量,设此光子最低频率为0. 由h0EE113.6 eV,得,答案:(1)27.2 eV (2)3.281015 Hz,2氢原子的能级图(如图1523所示),图1523,1)能级图中的横线表示氢原子可能的能量状态定态 (2)横线左端的数字“1,2,3”表示量子数,右端的数字“13.6,3.40”表示氢原子的能级,(3)相邻横线间的距离,表示相邻的能级差,量子数
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