第3节玻尔的原子模型
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1．关于玻尔的原子模型，下述说法中正确的有( )
A．它彻底否定了经典的电磁理论
B．它发展了卢瑟福的核式结构学说
C．它完全抛弃了经典的电磁理论
D．它引入了普朗克的量子理论
E．它保留了一些经典力学和经典的电磁理论
【解析】原子核式结构模型与经典电磁理论的种种矛盾说明，经典电磁理论已不适用于原子系统，玻尔从光谱学成就得到启发，利用普朗克的能量量子化的概念，提出了量子化的原子模型；但在玻尔的原子模型中仍然认为原子中有一很小的原子核，电子在核外绕核做匀速圆周运动，电子受到的库仑力提供向心力，并没有完全抛弃经典的电磁理论．【答案】BDE
2．下面关于玻尔理论的解释中，正确的说法是( )
A．原子只能处于一系列不连续的状态中，每个状态都对应一定的能量
B．原子中，虽然核外电子不断做加速运动，但只要能量状态不改变，就不会向外辐射能量
C．原子从一种定态跃迁到另一种定态时，一定要辐射一定频率的光子
D．原子的每一个能量状态都对应一个电子轨道，并且这些轨道是不连续的
E．原子从高能级态跃迁到另一低能级态时，一定要辐射光子，但光子的频率不固定【解析】根据玻尔原子理论可以判定选项A、B、D均正确；原子从一种定态跃迁到另一种定态时，可能辐射一定频率的光子，也可能吸收一定频率的光子，故选项C不正确；原子从高能级态跃迁到另一低能级态时，一定要辐射一定频率的光子，E错误．【答案】ABD
3．设氢原子由n＝3的状态向n＝2的状态跃迁时放出能量为E、频率为ν的光子．则氢原子( )
图2-3-3
A．跃迁时可以放出或吸收能量为任意值的光子
B．由n＝2的状态向n＝1的状态跃迁时放出光子的能量大于E
C．由n＝2的状态向n＝3的状态跃迁时吸收光子的能量等于E
D．由n＝4的状态向n＝3的状态跃迁时放出光子的频率大于ν
E．由n＝4的状态向n＝3的状态跃迁时放出光子的频率一定小于ν
【解析】原子跃迁时可以放出或吸收能量为特定值的光子，A错；由n＝2的状态向n ＝1的状态跃迁时，能量比由n＝3的状态向n＝2的状态跃时要大，所以放出光子的能量大于E，B项正确；由n＝2的状态向n＝3的状态跃迁时吸收光子的能量等于由n＝3的状态向n＝2的状态跃迁时放出的能量E，C项正确；由n＝4的状态向n＝3的状态跃迁时放出光子的能量较小，所以频率小于ν，D项错，E项正确．
【答案】BCE
4．已知氢原子的能级图如图2-3-4所示，现用光子能量介于10～12.9 eV范围内的光去照射一群处于基态的氢原子，则下列说法中正确的是( )
图2-3-4
A．在照射光中可能被吸收的光子能量有无数种
B．在照射光中可能被吸收的光子能量只有3种
C．照射后可能观测到氢原子发射不同波长的光有6种
D．照射后可能观测到氢原子发射不同波长的光有3种
E．照射后观测到氢原子发射的光中波长最长的光是由n＝4向n＝3跃迁时发出的
【解析】根据跃迁规律hν＝E m－E n和能级图，可知A错，B对；氢原子吸收光子后能跃迁到最高为n＝4的能级，能发射的光子的波长有C24＝6种，故C对，D错；氢原子由n ＝4的能级跃迁到n＝3的能级发射出的光的频率最小，波长最长，故E正确．【答案】BCE
5．用光子能量为E的单色光照射容器中处于基态的氢原子，发现该容器内的氢能够释放出三种不同频率的光子，它们的频率由低到高依次为ν1、ν2、ν3，由此可知，开始用来照射容器的单色光的光子能量可以表示为________或________．
【解析】氢原子吸收光子能向外辐射三种不同频率的光子，说明其吸收光子后从基态跃迁到第三能级，在第三能级不稳定，又向较低能级跃迁，发出光子．其中从第三能级跃迁到基态的光子能量最大为hν3，所以氢原子吸收的光子能量应为E＝hν3，且关系式hν3＝hν1＋hν2成立．
【答案】 h ν3 h ν1＋h ν2
6．氢原子的能级图如图2-3-5所示．某金属的极限波长恰等于氢原子由n ＝4能级跃迁到n ＝2能级所发出的光的波长．现在用氢原子由n ＝2能级跃迁到n ＝1能级时发出的光去照射，则从该金属表面逸出的光电子的最大初动能等于________eV.
图2-3-5
【导学号：18850030】
【解析】 设氢原子由n ＝4能级跃迁到n ＝2能级所发出的光子波长为λ0，由n ＝2能级跃迁到n ＝1能级所发出的光子波长为λ，则E 4－E 2＝h c λ0，并且逸出功W 0＝h c λ0，E 2－E 1＝h c λ，根据爱因斯坦光电方程E k ＝h ν－W 0得，光子的最大初动能为E k ＝h c λ－h c λ0＝hc ? ????1λ－1λ0＝hc ? ??
??E 2－E 1hc －E 4－E 2hc ＝2E 2－E 1－E 4＝7.65 eV. 【答案】 7.65
7．已知氢原子基态的电子轨道半径为r 1＝0.528×10
－10 m ，量子数为n 的能级值为E n ＝－13.6n 2 eV. (1)求电子在基态轨道上运动时的动能；
(2)有一群氢原子处于量子数n ＝3的激发态．画出能级图，在图上用箭头标明这些氢原子能发出哪几条光谱线；
(3)计算这几条光谱线中波长最短的一条的波长．
(其中静电力常量k ＝9.0×109 N·m 2/C 2，电子电量e ＝1.6×10
－19 C ，普朗克常量h ＝6.63×10－34 J·s，真空中光速c ＝3.0×108
m/s) 【解析】 (1)设电子的质量为m ，电子在基态轨道上的速率为v 1，根据牛顿第二定律
和库仑定律有m v 21r 1＝ke 2r 21，所以E k ＝12mv 21＝ke 22r 1＝9.0×109× 1.6×10－19 22×0.528×10
－10 J ＝2.18×10－18 J ＝13.6 eV.
(2)当氢原子从量子数n ＝3的能级跃迁到较低能级时，可以得到3条光谱线，如图所示．
(3)与波长最短的一条光谱线对应的能级差为E3－E1.
λ＝hc
E3－E1＝
6.63×10－34×3×108
[－1.5－ －13.6 ]×1.6×10
m
＝1.03×10－7 m.
【答案】(1)13.6 eV
(2)见解析
(3)1.03×10－7 m
[能力提升]
8．如图2-3-6为氢原子能级示意图的一部分，则氢原子( )
图2-3-6
A．从n＝4能级跃迁到n＝3能级比从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出电磁波的波长长
B．从n＝5能级跃迁到n＝1能级比从n＝5能级跃迁到n＝4能级辐射出电磁波的速度大
C．处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是不一样的
D．从高能级向低能级跃迁时，氢原子一定向外放出能量
E．处于n＝5能级的一群原子跃迁时，最多可以发出6种不同频率的光子
【解析】根据ΔE＝hν，ν＝c
λ，可知λ＝
c
ν
＝
hc
ΔE
，从n＝4能级跃迁到n＝3能级
比从n＝3能级跃迁到n＝2能级放出能量小，所以从n＝4能级跃迁到n＝3能级比从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出电磁波的波长长，选项A正确；电磁波的速度是光速，与电磁波的波长、频率无关，选项B错误；处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率不相同，C正确；从高能级向低能级跃迁时，氢原子一定向外放出能量，D正确；处于n＝5能级的一群原子跃迁时，最多可以发出10种不同频率的光子，E项错误．
【答案】ACD
9．氢原子部分能级的示意图如图2-3-7所示，不同色光的光子能量如下表所示：
图2-3-7
________、________.
【解析】 由七种色光的光子的不同能量可知，可见光光子的能量范围在 1.61～3.10 eV ，故可能是由第4能级向第2能级跃迁过程中所辐射的光子，ΔE 1＝－0.85－(－3.40) eV ＝2.55 eV ，即蓝—靛光；也可能是氢原子由第3能级向第2能级跃迁过程中所辐射的光子，ΔE 2＝－1.51－(－3.40) eV ＝1.89 eV ，即红光．
【答案】 红 蓝—靛
10．将氢原子电离，就是从外部给电子能量，使其从基态或激发态脱离原子核的束缚而成为自由电子．
(1)若要使n ＝2激发态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射该氢原子？
(2)若用波长为200 nm 的紫外线照射处于n ＝2激发态的氢原子，则电子飞到离核无穷远处时的速度多大？(电子电荷量e ＝1.6×10－19 C ，电子质量m e ＝0.91×10
－30 kg ，氢原子基态能量E 1＝－13.6 eV ，普朗克常量h ＝6.63×10－34 J·s)
【导学号：18850031】
【解析】 (1)n ＝2时，E 2＝－13.62
2 eV ＝－3.4 eV n ＝∞时，E ∞＝0
要使n ＝2的氢原子电离，电离能
ΔE ＝E ∞－E 2＝3.4 eV
ν＝ΔE h
≈8.21×1014 Hz. (2)波长为200 nm 的一个光子所具有的能量为
E 0＝h ν1＝h c
λ1＝9.945×10
－19 J
电离能ΔE ＝3.4×1.6×10－19 J ＝5.44×10－19 J
由能量守恒得E 0－ΔE ＝12
m e v 2 代入数值解得v ＝9.95×105
m/s.
【答案】 (1)8.21×1014 Hz (2)9.95×105 m/s
当电子从高能级跃迁到低能级时级时，原子会辐射能量；当电子从低能级跃迁到高能级时，原子要吸收能量．由于电子的能级是不连续的，所以原子在跃迁时吸收或辐射的能量都不是任意的，这个能量等于电子跃迁时始末两个能级间的能量差．能量差值不同，发射的光频率也不同，我们就能观察到不同颜色的光． 一、对玻尔原子模型的理解 1．氢原子的能量 (1)轨道与能量：对氢原子而言，核外的一个电子绕核运行时，若半径不同，则对应着的原子能量也不同．轨道是不连续的，能量也是不连续的，即能量量子化． (2)负能量：若使原子电离，外界必须对原子做功输入能量，使电子摆脱它与原子核之间的库仑力的束缚，所以原子电离后的能量比原子其他状态的能量都高．我们把原子电离后的能量记为0，即选取电子离核无穷远处即电子和原子核间无作用力时氢原子的能量为零，则其他状态下的能量值均为负值． 因此有E 1=-13.6eV ，E n = E 1/n 2 这里E 1和E n 是指电子的总能量，即电子动能与电势能的和． 2．卢瑟福原子模型与玻尔原子模型的相同点与不同点． (1)相同点 ①原子有带正电的核，原子质量几乎全部集中在核上． ②带负电的电子在核外运转． (2)不同点 卢瑟福模型：库仑力提供向力心，r 的取值是连续的． 玻尔模型：轨道r 是分立的、量子化的，原子能量也是量子化的． 二、氢原子的辐射 1．能级的跃迁 根据玻尔模型，原子只能处于一系列的不连续的能量状态中。这些状态分基态和激发态两种，其中原子在基态时是稳定的，原子在激发态时是不稳定的，当原子处于激发态时会自发地向较低能级跃迁，经过一次或几次跃迁到达基态． 所以处于能量较高激发态的一群氢原子，自发地向低能级跃迁时，发射光子的频率数满足2 )1(2-=n n c n ． 2．光子的发射 原子能级跃迁时以光子的形式放出能量，原子在始末两个能级E m 和E n (m>n)间跃迁时发射光子的频率可由下式表示：n m E E h -=ν 由上式可以看出，能级差越大，放出光子的频率就越高． 3．光子的吸收 光子的吸收是光子发射的逆过程，原子在吸收了光子后会从较低能级向较高能级跃迁．两个能级的差值仍是一个光子的能量．其关系式仍为n m E E h -=ν． 说明：由于原子的能级是一系列不连续的值，则任意两个能级差也是不连续的，故原子只能发射一些特定频率的光子；同样也只能吸收一些特定频率的光子．但是，当光子能量足够大时，如光子能量E≥13.6 eV 时．则处于基态的氢原子仍能吸收此光子并发生电离． 因此光子的发射和吸收可表示如下
鲁科版化学选修3《原子结构模型》教案 【学习目标】 1、知识与技能目标 （1）了解“玻尔原子结构模型”，知道其合理因素和存在的不足。初步认识原子结构的量子力学模型 （2）能利用“玻尔原子结构模型”解释氢原子的线状光谱。 （3）能用n、ι、m、ms四个量子数描述核外电子的运动状态。 （4）知道n、ι、m、ms的相互关系及有关量子限制 （5）了解原子轨道和电子云的概念及形状，能正确书写能级符号及原子轨道符号 2、过程与方法目标 （1）通过介绍几种原子结构模型，培养学生分析和评价能力。 （2）通过原子结构模型不断发展、完善的过程，使学生认识到化学实验对化学理论发展的重要意义，使学生感受到在学生阶段就要认真作实验、认真记录实验现象。 （3）通过自主学习，培养学生自学能力和创造性思维能力。 （4）通过介绍四个量子数及有关量子限制，使学生感受到科学的严密性。 3、情感态度·价值观目标 （1）通过原子结构模型不断发展、完善的过程教学，培养学生科学精神和科学态度。（2）通过合作学习，培养团队精神。 【学习重点】1、基态、激发态及能量量子化的概念。 2、利用跃迁规则，解释氢原子光谱是线状光谱及其他光谱现象。 3、用四个量子数描述核外电子的运动状态。 【学习难点】1、n、ι、m、ms的相互关系及有关量子限制。 2、原子轨道和电子云的概念 第1课时 【自主预习提纲】 一、原子结构理论发展史： 1、1803年提出原子是一个“实心球体”建立原子学说的是英国化学家，1903 年汤姆逊提出原子结构的“”模型，1911年卢瑟福提出了原子结构的模型，1913年玻尔提出的原子结构模型，建立于20世纪20年代中期的模型已成为现代化学的理论基础。 二、必修中学习的原子核外电子排布规律： (1)原子核外的电子是________排布的，研究表明已知原子的核外电子共分为______
18.4 玻尔的原子模型 A 组（反馈练） 1.α根据玻尔理论，某原子的电子从能量为E 的轨道跃迁到能量为'E 的轨道，辐射出波长为λ的光，以h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速，则'E 等于（ ） A ．E h c λ - B ．E h c λ + C ．c E h λ - D ．c E h λ + 2．用光子能量为E 的光束照射容器中的氢气，氢原子吸收光子后，能发射频率为123123v v v v v v <<、、的三种光子，且。入射光束中光子的能量应是（ ） A ．3hv B ．12()h v v + C ．23()h v v + D ．123()h v v v ++ 3．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 4．氢原子的基态能量为1E ，下列四个能级图，正确代表氢原子的是（ ） 5．若氢原子从能级A 跃迁到能级B 时，吸收频率为1v 的光子，若从能级A 跃迁到能级C 时，释放频率为2v 的光子。已知21v v >，而氢原子从能级C 跃迁到能级B 时，则（ ） A ．释放频率为21v v -的光子 B ．释放频率为21v v +的光子 C ．吸收频率为21v v -的光子 D ．吸收频率为21v v +的光子 6．图为氢原子n=1、2、3、4的各个能级示意图。处于n=4能量状态的氢原子，当它向较低能级发生跃迁时，发出的光子能量可能为（ ） A ．2.55 eV B ．13.6 eV C ．12.75 eV D ．0.85 eV
普通高中课程标准实验教科书一物理（选修3- 5）［人教版］ 第十八章原子结构 新课标要求 1 ?内容标准 （1）了解人类探索原子结构的历史以及有关经典实验。 例1用录像片或计算机模拟，演示a粒子散射实验。 （2）通过对氢原子光谱的分析，了解原子的能级结构。 例2 了解光谱分析在科学技术中的应用。 2.活动建议 观看有关原子结构的科普影片。 新课程学习 18. 4玻尔的原子模型 ★新课标要求 （一）知识与技能 1.了解玻尔原子理论的主要内容。 2.了解能级、能量量子化以及基态、激发态的概念。 （二）过程与方法 通过玻尔理论的学习，进一步了解氢光谱的产生。 （三）情感、态度与价值观 培养我们对科学的探究精神，养成独立自主、勇于创新的精神。 ★教学重点 玻尔原子理论的基本假设。 ★教学难点 玻尔理论对氢光谱的解释。 ★教学方法
教师启发、引导，学生讨论、交流。 ★教学用具： 投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1课时 ★教学过程 （一）引入新课 复习提问： 1.a粒子散射实验的现象是什么？ 2 ?原子核式结构学说的内容是什么？ 3?卢瑟福原子核式结构学说与经典电磁理论的矛盾 电子绕核运动（有加速度） 辐射电磁波频率等于绕核运行的频率 电子沿螺旋线轨道落入原子核原子光谱应为连续光谱 （矛盾：实际上是不连续的亮线）教师：为了解决上述矛盾，丹麦物理学家玻尔，在1913年提出了自己的原子结构假说。 （二）进行新课 1 ?玻尔的原子理论 （1）能级（定态）假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原 子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。这些状态叫定态。（本假设是针对原子稳定性提出的）（2）跃迁假设：原子从一种定态（设能量为E n）跃迁到另一种定态（设 能量为E m）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A = E m - E n （h为普朗克恒量） （本假设针对线状谱提出） （3）轨道量子化假设：原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核 （针对原子核式模型提
1．氢原子从基态跃迁到激发态时，下列论述中正确的是（B） A．动能变大，势能变小，总能量变小 B．动能变小，势能变大，总能量变大 C．动能变大，势能变大，总能量变大 D．动能变小，势能变小，总能量变小 2．下列叙述中，哪些符合玻尔理论（ABC） A．电子可能轨道的分布是不连续的 B．电子从一条轨道跃迁到另一个轨道上时，原子将辐射或吸收一定的能量C．电子的可能轨道上绕核做加速运动，不向外辐射能量 D．电子没有确定的轨道，只存在电子云 3．大量原子从n=5的激发态向低能态跃迁时，产生的光谱线数是（ B ）A．4条B．10条C．6条D．8条 4．对玻尔理论的评论和议论，正确的是（BC） A．玻尔理论的成功，说明经典电磁理论不适用于原子系统，也说明了电磁理论不适用于电子运动 B．玻尔理论成功地解释了氢原子光谱的规律，为量子力学的建立奠定了基础C．玻尔理论的成功之处是引入量子观念 D．玻尔理论的成功之处，是它保留了经典理论中的一些观点，如电子轨道的概念 5．氢原核外电子分别在第1、2条轨道上运动时，其有关物理量的关系是（BC ）A．半径r1＞r2 B．电子转动角速度ω1＞ω2 C．电子转动向心加速度a1＞a2 D．总能量E1＞E2 6．已知氢原子基态能量为-13.6eV，下列说法中正确的有（D ） A．用波长为600nm的光照射时，可使稳定的氢原子电离 B．用光子能量为10.2eV的光照射时，可能使处于基态的氢原子电离 C．氢原子可能向外辐射出11eV的光子 D．氢原子可能吸收能量为1.89eV的光子 7．氢原子从能级A跃迁到能级B，吸收频率v1的光子，从能级A跃迁到能级C 释放频率v2的光子，若v2＞v1则当它从能级C跃迁到能级B将（D）A．放出频率为v2-v1的光子 B．放出频率为v2+ v1的光子 C．吸收频率为v2- v1的光子 D．吸收频率为v2+v1的光子 8．已知氢原子的基态能量是E1=-13.6eV，第二能级E2=-3.4eV．如果氢原子吸收______eV的能量，立即可由基态跃迁到第二能级．如果氢原子再获得1.89eV的能量，它还可由第二能级跃迁到第三能级，因此氢原子第三能级E3=_____eV． 10.2 -1.51
第十八章原子结构 新课标要求 1．内容标准 （1）了解人类探索原子结构的历史以及有关经典实验。 例1 用录像片或计算机模拟，演示α粒子散射实验。 （2）通过对氢原子光谱的分析，了解原子的能级结构。 例2 了解光谱分析在科学技术中的应用。 2．活动建议 观看有关原子结构的科普影片。 新课程学习 18．4 玻尔的原子模型 ★新课标要求 （一）知识与技能 1．了解玻尔原子理论的主要内容。 2．了解能级、能量量子化以及基态、激发态的概念。 （二）过程与方法 通过玻尔理论的学习，进一步了解氢光谱的产生。 （三）情感、态度与价值观 培养我们对科学的探究精神，养成独立自主、勇于创新的精神。 ★教学重点 玻尔原子理论的基本假设。 ★教学难点 玻尔理论对氢光谱的解释。 ★教学方法
教师启发、引导，学生讨论、交流。 ★教学用具： 投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 （一）引入新课 复习提问： 1．α粒子散射实验的现象是什么？ 2．原子核式结构学说的内容是什么？ 3．卢瑟福原子核式结构学说与经典电磁理论的矛盾 教师：为了解决上述矛盾，丹麦物理学家玻尔，在1913年提出了自己的原子结构假说。 （二）进行新课 1．玻尔的原子理论 （1）能级（定态）假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些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。这些状态叫定态。（本假设是针对原子稳定性提出的）（2）跃迁假设：原子从一种定态（设能量为E n ）跃迁到另一种定态（设能量为E m ）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 n m E E h -=ν（h 为普朗克恒量） （本假设针对线状谱提出） （3）轨道量子化假设：原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形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的分布也是不连续的。（针对原子核式模型提出，是能级假设的补充）2.玻尔根据经典电磁理论和牛顿力学计算出氢原子的电子的各条可
第4节 玻尔的原子模型__能级 (对应学生用书页码P26) 一、波尔的原子结构理论 (1)电子围绕原子核运动的轨道不是任意的，而是一系列分立的、特定的轨道，当电子在这些轨道上运动时，原子是稳定的，不向外辐射能量，也不吸收能量，这些状态称为定态。 (2)当原子中的电子从一定态跃迁到另一定态时，才发射或吸收一个光子，其光子的能量hν＝E n －E m ，其中E n 、E m 分别是原子的高能级和低能级。 (3)以上两点说明玻尔的原子结构模型主要是指轨道量子化和能量量子化。 [特别提醒] “跃迁”可以理解为电子从一种能量状态到另一种能量状态的瞬间过渡。 二、用玻尔的原子结构理论解释氢光谱 1．玻尔的氢原子能级公式 E n ＝E 1n 2(n ＝1,2,3，…)，其中E 1＝－13.6 eV ，称基态。 2．玻尔的氢原子中电子轨道半径公式 r n ＝n 2r 1(n ＝1,2,3，…)，其中r 1＝0.53×10 －10 m 。 3．玻尔理论对氢光谱解释 按照玻尔理论，从理论上求出里德伯常量R H 的值，且与实验符合得很好。同样，玻尔理论也很好地解释甚至预言了氢原子的其他谱线系。 三、玻尔原子结构理论的意义 1．玻尔理论的成功之处 第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律。 2．玻尔理论的局限性 不能说明谱线的强度和偏振情况；不能解释有两个以上电子的原子的复杂光谱。 1．判断： (1)玻尔的原子结构假说认为电子的轨道是量子化的。( ) (2)电子吸收某种频率条件的光子时会从较低的能量态跃迁到较高的能量态。( ) (3)电子能吸收任意频率的光子发生跃迁。( ) (4)玻尔理论只能解释氢光谱的巴尔末系。( ) 答案：(1)√ (2)√ (3)× (4)× 2．思考：卢瑟福的原子模型与玻尔的原子模型有哪些相同点和不同点？ 提示：(1)相同点：
高中物理-玻尔的原子模型达标练习 1．(多选)关于玻尔的原子模型,下述说法中正确的有( ) A．它彻底否定了卢瑟福的核式结构学说 B．它发展了卢瑟福的核式结构学说 C．它完全抛弃了经典的电磁理论 D．它引入了普朗克的量子理论 解析：玻尔的原子模型在核式结构模型的前提下提出轨道量子化、能量量子化及能级跃迁,故A错误,B正确；它的成功就在于引入了量子化理论,缺点是被过多的引入经典力学所困,故C错误,D正确． 答案：BD 2．(多选)氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时,下列说法中正确的是( ) A．核外电子受力变小 B．原子的能量减少 C．氢原子要吸收一定频率的光子 D．氢原子要放出一定频率的光子 解析：由玻尔理论知,当电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时,要放出能量,故要放出一定频率的光子；电子的轨道半径减小了,由库仑定律知它与原子核之间的库仑力增大了．故A、C错误,B、D正确． 答案：BD 3.(多选)如图所示给出了氢原子的6种可能的跃迁,则它们发出的光( ) A．a的波长最长 B．d的波长最长 C．f比d的能量大 D．a频率最小 解析：能级差越大,对应的光子的能量越大,频率越大,波长越小． 答案：ACD
4．(多选)根据玻尔理论,氢原子能级图如图所示,下列说法正确的是( ) A．一群原处于n＝4能级的氢原子回到n＝1的状态过程中,最多放出6种频率不同的光子 B．一群原处于n＝4能级的氢原子回到n＝1的状态过程中,最多放出3种频率不同的光子 C．一个原处于n＝4能级的氢原子回到n＝1的状态过程中,最多放出6种频率不同的光子 D．一个原处于n＝4能级的氢原子回到n＝1的状态过程中,最多放出3种频率不同的光子 解析：由于处在激发态的氢原子会自动向低能级跃迁,所以一群原处于n＝4能级的氢原子回到n＝1的状态过程中,最多放出C24＝6种频率不同的光子,故A正确,B错误；一个原处于n＝4能级的氢原子回到n＝1的状态过程中,只能是4→3→2→1或4→2→1或4→1三种路径中的一种路径,可知跃迁次数最多的路径为4→3→2→1,最多放出3种频率不同的光子, 故C错误,D正确. 答案：AD 5．如图所示为氢原子的能级示意图,一群氢原子处于n＝3的激发态,在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子,用这些光照射逸出功为2.49 eV的金属钠.下列说法正确的是( ) A．这群氢原子能发出3种不同频率的光,其中从n＝3跃迁到n＝2所发出的光波长最短B．这群氢原子能发出6种不同频率的光,其中从n＝3跃迁到n＝1所发出的光频率最小C．这群氢原子发出不同频率的光,只有一种频率的光可使金属钠发生光电效应 D．金属钠表面发出的光电子的最大初动能为9.60 eV 解析：一群氢原子处于n＝3的激发态,可能发出C23＝3种不同频率的光子,n＝3和n＝2间能级差最小,所以从n＝3跃迁到n＝2发出的光子频率最低,根据玻尔理论hν＝E2－E1＝hc 可知,光的波长最长,选项A错误.因为n＝3和n＝1间能级差最大,所以氢原子从n＝3跃λ 迁到n＝1发出的光子频率最高.故B错误.当入射光频率大于金属钠的极限频率时,金属钠能
18.4玻尔的原子模型课后作业 1．氢原子从基态跃迁到激发态时，下列论述中正确的是（B） A．动能变大，势能变小，总能量变小 B．动能变小，势能变大，总能量变大 C．动能变大，势能变大，总能量变大 D．动能变小，势能变小，总能量变小 2．下列叙述中，哪些符合玻尔理论（ABC） A．电子可能轨道的分布是不连续的 B．电子从一条轨道跃迁到另一个轨道上时，原子将辐射或吸收一定的能量 C．电子的可能轨道上绕核做加速运动，不向外辐射能量 D．电子没有确定的轨道，只存在电子云 3．大量原子从n=5的激发态向低能态跃迁时，产生的光谱线数是（ B ） A．4条 B．10条 C．6条D．8条 4．对玻尔理论的评论和议论，正确的是（BC） A．玻尔理论的成功，说明经典电磁理论不适用于原子系统，也说明了电磁 理论不适用于电子运动 B．玻尔理论成功地解释了氢原子光谱的规律，为量子力学的建立奠定了基 础 C．玻尔理论的成功之处是引入量子观念 D．玻尔理论的成功之处，是它保留了经典理论中的一些观点，如电子轨道 的概念 5．氢原核外电子分别在第1、2条轨道上运动时，其有关物理量的关系是（BC ） A．半径r1＞r2 B．电子转动角速度ω1＞ω2 C．电子转动向心加速度a1＞a2 D．总能量E1＞E2 6．已知氢原子基态能量为-13.6eV，下列说法中正确的有（D ） A．用波长为600nm的光照射时，可使稳定的氢原子电离 B．用光子能量为10.2eV的光照射时，可能使处于基态的氢原子电离 C．氢原子可能向外辐射出11eV的光子 D．氢原子可能吸收能量为1.89eV的光子 7．氢原子从能级A跃迁到能级B，吸收频率v1的光子，从能级A跃迁到能级C 释放频率v2的光子，若v2＞v1则当它从能级C跃迁到能级B将（D） A．放出频率为v2-v1的光子 B．放出频率为v2+ v1的光子 C．吸收频率为v2- v1的光子 D．吸收频率为v2+v1的光子 8．已知氢原子的基态能量是E1=-13.6eV，第二能级E2=-3.4eV．如果氢原子吸收______eV的能量，立即可由基态跃迁到第二能级．如果氢原子再获得1.89eV的
原子结构模型 1．下列现象与电子的跃迁无关的是( ) A．燃放烟火B．霓虹灯广告 C．蜡烛燃烧D．平面镜成像 D [电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将释放能量，光(辐射)是电子释放能量的重要形式之一，燃放焰火、霓虹灯广告、蜡烛燃烧等均与电子的跃迁有关系，平面镜成像是光线反射的结果，与电子的跃迁无关，故选D。] 2．下列能级中轨道数为3的是( ) A．s能级B．p能级 C．d能级D．f能级 B [s能级中轨道数为1，p能级中轨道数为3，d能级中轨道数为5，f能级中轨道数为7。] 3．下列说法中正确的是( ) A．电子云通常是用小点的多少来表示电子的多少 B．处于最低能量的原子叫基态原子 C．能量高的电子在离核近的区域运动，能量低的电子在离核远的区域运动 D．电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱 B [A项，通常用单位体积内小点的疏密程度来表示电子在原子核外某处单位体积内出现概率的大小；C项，电子离核由近到远，能量由低到高；D项，电子在基态跃迁到激发态时也会产生原子光谱。] 4．对焰色试验的描述正确的是( ) A．焰色试验只是金属单质特有的性质 B．焰色试验是化学变化 C．焰色试验是金属原子从基态跃迁到激发态时，将能量以光的形式表现出来 D．焰色试验是金属原子或离子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时，将能量以光的形式表现出来的现象 D [焰色试验是大多数金属元素的性质，是物理变化，从基态→激发态要吸收能量，从激发态→基态会辐射能量。] 5．下列各电子层中包含f能级的是( ) A．L B．N
C．M D．K B [L电子层含有2个能级，分别是s、p能级，A项不符合题意；N电子层含有4个能级，分别是s、p、d、f能级，B项符合题意；M电子层含有3个能级，分别是s、p、d能级，C项不符合题意；K电子层只有1个能级，s能级，D项不符合题意。] 6．下列说法正确的是( ) A．原子核外第n电子层最多可容纳的电子数为n2 B．任一电子层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该电子层序数 C．不同电子层中s电子的原子轨道半径相同 D．不同电子层中p电子的能量相同 B [原子核外第n电子层最多可容纳的电子数为2n2，A项错误；任一电子层含有的能级数等于该电子层序数，即第n电子层含有n个能级，每一电子层总是从s能级开始，B项正确；电子层序数越大，该电子层中s电子的能量越高，原子轨道的半径越大，C项错误；离原子核越远的电子，其能量越高，所以p电子的能量随电子层序数的增大而增大，D项错误。] 7．电子作为微观粒子，其运动特征与宏观物体的运动特征有着明显的区别，下列关于电子运动特征的叙述中，正确的是( ) A．电子的运动根本就不存在运动轨迹 B．电子在原子核周围的空间内围绕原子核做圆周运动，只不过每一个圆周的半径不同而已 C．电子的运动速率特别快，所以其能量特别大 D．电子的运动速率特别快，运动范围特别小，不可能同时准确地测定其位置和速度 D [电子的存在是客观事实，每一个瞬间肯定都有客观存在的位置，所以肯定存在运动轨迹，只不过这个运动轨迹到底是什么样的，两个相邻的时间间隔内有什么关系就不能确定了；电子的运动速率虽然很快，但是其质量特别小，所以其能量也不会特别大；电子的运动速率特别快，运动范围特别小，故不能准确地测定其位置和速度。] 8．3p x所代表的含义是( ) A．p x轨道上有3个电子 B．第三电子层p x轨道有3个伸展方向 C．p x电子云有3个伸展方向 D．第三电子层沿x轴方向伸展的p轨道 D [“3p x”中，“3”表示第三电子层，“p x”表示沿x轴方向伸展的p轨道。]
玻尔的原子模型能级 [知识内容及要求] 1．了解玻尔理论的内容----三个假设； 2．了解能级的概念及氢原子的能级公式; 3．了解玻尔理论对氢光谱的解释和它的局限性。 [教学过程设计] 复习提问： 1．α粒子散射实验的现象是什么？ 2．原子核式结构学说的内容是什么？ 新课讲解： （一）原子核式结构跟经典电磁理论的矛盾 1．原子将是不稳定的 按照经典理论，绕核加速运动的电子应该辐射出电磁波，因此它的能量逐渐减小，随着能量的减小，电子绕核运动的半径也要减小，电子将沿着螺旋线的轨道落入原子核而使原子“坍塌”。这样原子是不稳定的。 2．大量原子的光谱将是包含一切频率的连续光谱。 实际上原子是稳定的，原子光谱是由一些不连续的亮线组成的明线光谱。 这些矛盾表明从宏观现象总结出的电磁理论不适用于原子产生的微观现象。为了解决这些矛盾，丹麦的物理学家玻尔提出了较好的解决办法。 （二）玻尔的原子模型理论的主要内容 1．玻尔理论的基础及实验依据： （1）在卢瑟福核式结构学说的基础上 （2）普朗克的量子理论：E=
（3）光谱学，特别是氢光谱实验中测得的各种数据 2．三个假设： （1）能级假设（定态假设） 原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然做加速运动，但并不向外辐射能量。这些状态叫定态。 （2）跃迁假设 原子从一种定态（设能量为E2）跃迁到另一种定态（设能量为E1）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=E2-E1 若E1>E2，则=E1-E2，它吸收一定频率的光子; 若E2>E1，则=E2-E1，它辐射能量，且能量以光子的形式辐射出去，即原子发光。 可见：原子的吸能和放能都不是任意的，而为某两个能级的能量差。所以原子的光谱为线状谱，且原子线状谱中的亮线和吸收谱中的暗线一一对应。 (3)轨道假设 原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应,原子的定态是不连续的。因此电子的可能的轨道分布也是不连续的。 （三）有关氢原子中电子运动的两个公式 玻尔在上述假设的基础上，利用经典电磁理论和牛顿力学，及计算出了氢的电子的各条可能轨道的半径和电子在各条轨道上运动时的能量(动能和势能)。 1．轨道半径公式：r n =n2r1 n=1，2，3，… r1=0.53×10-10m代表第一条（即离核最近）可能轨道的半径。n是正整数，叫做量子数。 2.能级公式： E n=E1/n2,n=1,2,3…. E1=-13.6eV，是电子在第一条轨道上运动时的能量。 注：原子的能量为电子的动能和电势能的总和，为负值。
2.3 玻尔的原子模型 知识与技能 （1）了解玻尔原子理论的主要内容； （2）了解能级、能量量子化以及基态、激发态的概念。 过程与方法：通过玻尔理论的学习，进一步了解氢光谱的产生。 情感、态度与价值观：培养我们对科学的探究精神，养成独立自主、勇于创新的精神。 教学重点：玻尔原子理论的基本假设。 教学难点：玻尔理论对氢光谱的解释。 教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。 课时安排 2课时 教学过程 引入新课: 1、α粒子散射实验的现象是什么？ 2、原子核式结构学说的内容是什么？ 3、卢瑟福原子核式结构学说与经典电磁理论的矛盾 教师：为了解决上述矛盾，丹麦物理学家玻尔，在1913年提出了自己的原子结构假说。 新课教学: 1、玻尔的原子理论 （1）能级（定态）假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些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。这些状态叫定态。（本假设是针对原子稳定性提出的） （2）跃迁假设：原子从一种定态（设能量为E n ）跃迁到另一种定态（设能量为E m ）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 n m E E h -=ν（h 为普朗克恒量）（本假设针对线状谱提出） （3）轨道量子化假设：原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形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的分布也是不连续的。（针对原子核式模型提出，是能级假设的补充）2.玻尔根据经典电磁理论和牛顿力学计算出氢原子的电子的各条可 能轨道半径和电子在各条轨道上运动时的能量（包括动能和势能）公式：轨道半径： 12r n r n =
2021-2022年高中化学第1章原子结构第1节原子结构模型第1课时学案 鲁科版 三点剖析 重点一：原子结构模型的演变过程 道尔顿原子学说→汤姆逊“葡萄干布丁”模型→卢瑟福核式模型→玻尔电子分层排布模型→量子力学模型。 人类对原子结构的认识经历了一个漫长，不断深化的过程，这有利于培养我们的正确的科学发展观。 重点二：氢原子光谱和玻尔的原子结构模型 玻尔的核外电子分层排布的原子结构模型成功地解释了氢原子光谱是线状光谱的实验事实。玻尔的重大贡献在于指出了原子光谱源自核外电子在能量不同的轨道之间的跃迁，而电子所处的轨道的能量是量子化的。 谱线的波长或频率与能级间能量差所具有的关系可用下式表示： E 0-hυ=ΔE=E 末 -E 始 。ΔE为两轨道的能量差。 玻尔指出,原子核外电子在具有确定能量的轨道上运动,当原子不受外界影响时,电子既不吸收能量也不放出能量。不同的原子轨道具有不同的能量,轨道能量的变化是不连续的,即量子化的。当电子吸收了能量(如光能、热能等)后，就会从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道上。处于能量较高轨道的电子不稳定，会回到能量较低的轨道上，当电子从能量较高的轨道回到能量较低的轨道时
发射出光子，发出光的波长取决于两个轨道的能量之差。 重点三：原子轨道电子云 量子力学中的轨道的含义已与玻尔原子结构模型中轨道的含义完全不同，它既不是圆形轨道，也不是指固定轨迹。 注意：①电子云的含义、电子云示意图的描述都是比较容易出错的地方，希望大家引起足够重视。②所谓电子在核外出现的概率大小，用通俗的话说就是电子在核外空间单位体积内出现的机会多少。 下表总结了量子数的取值范围和符号表示。
玻尔的原子模型、能级教案 教学目标 1、了解玻尔的原子结构理论 2、能用玻尔的原子结构理论解释氢光谱,认识氢原子的能级概念,知道微观世界是量子化的。 3、知道氢原子光谱的结构及其谱线的表达式,知道玻尔原子结构理论的意义及局限性 4、了解氢原子的光谱与建立原子理论之间的关系 重点难点 重点：玻尔原子理论的基本假设 难点：玻尔理论对氢光谱的解释 设计思想 本节内容是本章的重点,也是难点。设计时根据卢瑟福原子模型与经典电磁之间的矛盾,说明经典电磁理论不适用于原子结构,直接提出玻尔原子理论的内容。这样虽然不够严谨,但简洁明了,学生容易接受。介绍完玻尔原子理论后,教师尝试带领学生用它解释氢光谱的实验规律,让学生再次体验科学家所进行的科学探究,领会科学方法和科学精神。氢原子核外电子跃迁辐射（或吸收）光子的问题,可以根据不同学生的实际确定不同的要求,层次较高的学生可以计算光子的频率、波长等等。 教学资源多媒体课件 教学设计 【课堂引入】 上节课我们了解了氢原子光谱,知道了卢瑟福的核式结构理论在解释氢原子光谱时遇到的困难。这就需要有一种新的理论来解释光谱,玻尔对此进行了不懈的努力并取得了伟大的成就。今天我们就来了解这方面的内容。 【课堂学习】 学习活动一：玻尔对原子结构的研究 玻尔作为卢瑟福的学生曾经在卢瑟福的实验室工作过,并参加了α粒子散射的实验工作,对原子核式结构模型的正确性是坚信不疑的！为此,他要设法找到一个修正的办法,即一种新的理论,既能保留卢瑟福的原子核式结构模型,又能导出原子的稳定性并解释线状谱。 在玻尔提出新的理论之前,物理学界的几件大事,对他很有启发。 一是1900年普朗克提出了能量量子化的概念,认为电磁波的能量不是连续变化的,而是只能取一些分立的值。 二是1905年爱因斯坦为了解释光电效应的实验规律提出了光量子假说,认为光子的能量也是不连续的。 三是1885年巴尔末分析了可见光区的四条谱线,说明了原子光谱波长的分立特性。 玻尔在仔细分析和研究了当时已知的大量光谱数据和经验公式,特别是受到了巴尔末公式的启示,很快写出了著名的《原子结构和分子改造》的论文。建立了自己的原子模型与理论。 学习活动二：玻尔的原子结构理论 学生先自学并思考以下问题： 问题一：什么是定态？
第1节 原子结构模型 1．了解玻尔原子结构模型的基本观点及如何用其解释氢原子光谱的特点。 2．能应用量子力学对原子核外电子的运动状态进行描述。(重点) 3．了解原子轨道和电子云的含义。(难点 ) 1．不同时期的原子结构模型 2．光谱和氢原子光谱 (1)光谱 ①概念：利用仪器将物质吸收的光或发射的光的波长和强度分布记录下来的谱线。 ②形成原因：电子在不同轨道间跃迁时，会辐射或吸收能量。 (2)氢原子光谱：属于线状光谱。 氢原子外围只有1个电子，故氢原子光谱只有一条谱线，对吗？ 【提示】 不对。 3．玻尔原子结构模型 (1)基本观点
①成功地解释了氢原子光谱是线状光谱的实验事实。 ②阐明了原子光谱源自核外电子在能量不同的轨道之间的跃迁，而电子所处的轨道的能量是量子化的。 (1)道尔顿原子学说涉及到原子内部结构。(×) (2)氢原子光谱属于线状光谱。(√) (3)基态氢原子转变成激发态氢原子时释放能量。(×) (4)焰色反应与电子跃迁有关，属于化学变化。(×) [核心·突破] 1．光谱 (1)基态原子 吸收能量释放能量 激发态原子。 (2)同一原子不同状态的能量激发态大于基态；不同原子的能量不一定存在激发态大于基态。 (3)基态原子和激发态原子相互转化时吸收或释放能量，形成光谱。 (4)光谱分析：利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素。如焰色反应产生的原因是原子中的电子在能量不同轨道上跃迁。 2．玻尔原子结构模型 (1)基本观点：①电子在确定的轨道上运动 ②轨道能量是量子化的 ③电子跃迁产生能量变化 (2)意义：①成功解释了氢原子的线状光谱 ②说明核外电子是分层排布的 (3)不足：无法解释复杂光谱问题 [题组·冲关] 1．下列有关化学史知识错误的是( ) A ．原子分子学说的建立是近代化学发展的里程碑
4.玻尔的原子模型能级 学 习目标知识脉络 1.知道波尔原子结构理论的主要内 容．(重点) 2.了解能级、跃迁、能量量子化及基 态、激发态等概念．(重点) 3.会用玻尔的原子结构理论解释氢 光谱．(重点、难点) 4.了解玻尔原子结构理论的意义. 玻尔的原子结构理论 [先填空] 1．玻尔原子结构理论的主要内容 (1)电子围绕原子核运动的轨道不是任意的，而是一系列分立的、特定的轨道．当电子在这些轨道上运动时，原子是稳定的，不向外辐射能量，也不吸收能量，这些状态称为定态． (2)原子处在定态的能量用E n表示，此时电子以r n的轨道半径绕核运动，n称为量子数．当原子中的电子从一定态跃迁到另一定态时，才发射或吸收一个光子，光子的能量hν＝E n－E m 上式被称为玻尔频率条件，式中E n和E m分别是原子的高能级和低能级．这里的“跃迁”可以理解为电子从一种能量状态到另一个能量状态的瞬时过渡． 2．轨道量子化和能级 (1)轨道量子论 在玻尔原子结构模型中，围绕原子核运动的电子轨道只能是某些分立值，所以电子绕核运动的轨道是量子化的． (2)能级 不同状态的原子有不同的能量，因此原子的能量是不连续的，这些不同的能量值称为能级． [再判断] 1．玻尔的原子结构理论认为电子的轨道是量子化的．(√) 2．电子吸收某种频率条件的光子时会从较低的能量态跃迁到较高的能量态．(√) 3．电子能吸收任意频率的光子发生跃迁．(×)
[后思考] 1．玻尔的原子模型轨道与卢瑟福的行星模型轨道是否相同？ 【提示】不同．玻尔的原子模型的电子轨道是量子化的，只有当半径的大小符合一定条件时才有可能．卢瑟福的行星模型的电子轨道是任意的，是可以连续变化的．2．电子由高能量状态跃迁到低能量状态时，释放出的光子的频率可以是任意值吗？ 【提示】不可以．因各定态轨道的能量是固定的，由hν＝E m－E n可知，跃迁时释放出的光子的频率，也是一系列固定值． 1．轨道量子化 轨道半径只能是一些不连续的、某些分立的值，不可能出现介于这些轨道半径之间的其他值． 2．能量量子化 (1)电子在可能轨道上运动时，虽然是变速运动，但它并不释放能量，原子是稳定的，这样的状态也称之为定态． (2)由于原子的可能状态(定态)是不连续的，具有的能量也是不连续的．这样的能量值，称为能级．量子数n越大，表示能级越高． (3)原子的能量包括：原子的原子核与电子所具有的电势能和电子运动的动能． 3．跃迁：原子从一种定态(设能量为E2)跃迁到另一种定态(设能量为E1)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， 发射光子hν＝E m－E n 高能级E m 低能级E n. 吸收光子hν＝E m－E n 可见，电子如果从一个轨道到另一个轨道，不是以螺旋线的形式改变半径大小的，而是从一个轨道上“跳跃”到另一个轨道上．玻尔将这种现象叫作电子的跃迁． 1．关于玻尔的原子模型，下述说法中正确的有( ) A．它彻底否定了经典的电磁理论 B．它发展了卢瑟福的核式结构学说 C．它完全抛弃了经典的电磁理论 D．它引入了普朗克的量子理论 E．它保留了一些经典力学和经典的电磁理论 【解析】原子核式结构模型与经典电磁理论的种种矛盾说明，经典电磁理论已不适用于原子系统，玻尔从光谱学成就得到启发，利用普朗克的能量量子化的概念，提出了量子化的原子模型；但在玻尔的原子模型中仍然认为原子中有一很小的原子核，电子在核外绕核做
第1节原子结构模型 第1课时 【教学目标】 1.了解“玻尔原子结构模型”，知道其合理因素和存在的不足。 2.知道原子光谱产生的原因。 3.能利用“玻尔原子结构模型”解释氢原子的线状光谱。 【教学重点】 1.基态、激发态及能量量子化的概念。 2.原子光谱产生的原因 3.利用跃迁规则，解释氢原子光谱是线状光谱及其他光谱现象。【教学难点】 1.能量量子化的概念。 2.原子光谱产生的原因 【教学方法】启发式讨论式 【教学过程】 教学环节活 动 时 间 教学内容教师活动学生活 动 设计意图 一、联想·质疑2 分 钟 在美丽的城市，我们经常可以看到 五光十色的霓虹灯，霓虹灯为什么 能发出五颜六色的光？我们马上就 会知道。 【板书】 第1节原子结构模型 第1课时 量子力学前的原子结构模型 引起学生对本 节课的学习兴 趣。
二、 复习旧课3 分 钟 提问 1.请同学们指 出原子是由什 么构成的？ 2.请同学们描 述一下核外 电子运动有 什么特征？ 对学生的回答加以完善。回答问题为评价各种原 子结构模型提 供知识支持 三、导入新课5 分 钟 1.介绍道尔顿原子学说的内容。 2.让学生评价“道尔顿原子学说” 有那些不足之处，并对学生的评价 加以完善 同组内交 流、讨论， 并对“道 尔顿原子 学说”进 行评价。 学生思考 问题并做 出否定的 回答。 培养学生合作 精神和分析、 评价能力。 1.使学生认识 到原子结构模 型是不断发 展、完善的。 2.使学生认识 到化学实验对 化学理论发展 的重要意义。 四、展开新课1 7 分 钟 1.道尔顿原子 学说 2.卢瑟福原子 结构的核式模 型 3.玻尔原子结 构模型 【板书】 一、道尔顿原子学说 1.介绍卢瑟福原子结构的核式模 型。 2.让学生思考:“卢瑟福原子结构的 核式模型”能解释氢原子的光谱是 线状光谱吗? 【板书】 1.阅读 “玻尔原 子结构模 型”理论 2.交 流·讨论 原子光谱 产生的原 1.使学生认识 到“玻尔原子 结构模型”对 原子结构理论 的发展起着极 其重要的作 用。 2.使学生认识
玻尔的原子模型 （一）知识与技能 1．了解玻尔原子理论的主要内容。 2．了解能级、能量量子化以及基态、激发态的概念。 （二）过程与方法 通过玻尔理论的学习，进一步了解氢光谱的产生。 （三）情感、态度与价值观 培养我们对科学的探究精神，养成独立自主、勇于创新的精神。★教学重点 玻尔原子理论的基本假设。 ★教学难点 玻尔理论对氢光谱的解释。 ★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。 ★教学用具： 投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 （一）引入新课 复习提问： 1．α粒子散射实验的现象是什么？ 2．原子核式结构学说的内容是什么？ 3．卢瑟福原子核式结构学说与经典电磁理论的矛盾
教师：为了解决上述矛盾，丹麦物理学家玻尔，在1913年提出了自己的原子结构假说。 （二）进行新课 1．玻尔的原子理论 （1）能级（定态）假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些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。这些状态叫定态。（本假设是针对原子稳定性提出的）（2）跃迁假设：原子从一种定态（设能量为E n ）跃迁到另一种定态（设能量为E m ）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 n m E E h -=ν（h 为普朗克恒量） （本假设针对线状谱提出） （3）轨道量子化假设：原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形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的分布也是不连续的。（针对原子核式模型提出，是能级假设的补充）2.玻尔根据经典电磁理论和牛顿力学计算出氢原子的电子的各条可能轨道半径和电子在各条轨道上运动时的能量（包括动能和势能）公式：轨道半径：12r n r n = n=1，2，3……能 量： 121 E n E n = n=1，2，3……式中r 1、E 1、分别代表第一条（即离核最近的）可能轨道的半径和电子在这条轨道上运动时的能量，r n 、E n 分别代表第n 条可能轨道的半径和电子在第n 条轨道上运动时的能量，n 是正整数，叫量子数。3．氢原子的能级图 从玻尔的基本假设出发，运用经典电磁学和经典力学的理论，可以计算氢原子中电子的可能轨道半径和相应的能量。 （1）氢原子的大小：氢原子的电子的各条可能轨道的半径r n ： r n =n 2r 1， r 1代表第一条（离核最近的一条）可能轨道的半径 r 1=0.53×10-10 m 例：n=2， r 2=2.12×10-10 m （2）氢原子的能级：①原子在各个定态时的能量值E n 称为原子的能级。它对应电子在各条可能轨道上运动时的能量E n （包括动能和势能） E n =E 1/n 2 n=1，2，3，······ E 1代表电子在第一条可能轨道上运动时的能量 E 1=-13.6eV 注意：计算能量时取离核无限远处的电势能为零，电子带负电，在正电荷
第1节原子结构模型 （第2课时） 班级__________ 姓名__________ 【学习目标】 （1）初步认识原子结构的量子力学模型 （2）能用n、l、m、m s四个量子数描述核外电子的运动状态。 （3）知道n、ι、m、m s的相互关系及有关量子限制 （4）了解原子轨道的形状 （5）能正确书写能级符号及原子轨道符号 （6）知道四个量子数决定的内容
班级__________ 姓名__________ 【测试目标】 1、原子结构的量子力学模型 2、n、ι、m、m s的相互关系及有关量子限制 3、正确书写能级符号及原子轨道符号 【测试重难点】 重点：书写能级符号及原子轨道符号 难点：n、ι、m、m s的相互关系及有关量子限制。 【分层练习】 【基础练习】 1．下列对不同时期原子结构模型的提出时间排列正确的是（） ①电子分层排布模型②“葡萄干布丁”模型③量子力学模型④道尔顿原子学说⑤核式模型 A、①③②⑤④ B、④②③①⑤ C、④②⑤①③ D、④⑤②①③ 2．量子力学理论是为解决玻尔理论的缺陷而提出的描述原子中电子运动的一套理论，在该理论中，能够确定核外电子空间运动状态的量子数的组合为（）
A．n B．n、l C．n、l、m D．n、l、m、m s 3．在量子力学理论中，电子的运动状态，可用三个不同的量子数来共同描述，它们各自的含义不同，对电子运动状态的影响也不同，下列关于多电子原子中的主量子数n的以下几种判断中，符合事实的是（） A．主量子数n决定原子轨道的能量 B．主量子数n是决定原子轨道能量的主要因素 C．主量子数n决定角量子数l的取值范围 D．主量子数n决定原子轨道的形状 4．下列关于原子轨道的说法中，正确的是（）A．玻尔理论中的轨道等同 B．只与n有关系 C．只与n、l有关系 D．由n、l、m共同确定 5．下列关于一定原子轨道上运动的电子的几种判断正确的是（）A．一个原子轨道上只能有一个电子 B．处在同一原子轨道上的电子运动状态完全相同 C．处在同一能级中的电子（基态）能量一定相同 D．处在同一电子层上的电子（基态）能量一定不同 6．原子轨道是量子力学理论中用于描述电子空间运动状态的一个术语，关于原子轨道的下列描述中，正确的是（） A．原子轨道是用来表示n、l、m、m s四个量子数所确定的运动状态 B．是核外电子运动的轨迹 C．是核外电子运动的确定轨道 D．是描述核外电子运动状态的函数 7．n、l、m确定后，仍不能确定该量子数组合所描述的原子轨道的（）A．数目B．空间伸展方向C．能量高低D．电子数目 8．量子力学理论是在20世纪初建立起来揭示原子内部结构的科学理论，请判断下列与该理论有关的说法中不正确的是（） A．氢原子中，电子的能量只取决于主量子数n B．多电子原子中、电子的能量不仅与n有关，还与l有关 C．原子轨道由四个量子数确定 D．自旋磁量子数可以描述电子的有两种不同的自旋状态 9．下列关于氢原子电子云图的说法正确的是（）A．黑点密度大的区域电子的数目大 B．黑点密度大的区域电子出现的概率大