第18单元：玻尔的原子模型 能级

教学要求：了解玻尔原子理论的主要内容

知道卢瑟福原子模型的困难，

了解玻尔原子理论的主要内容，

了解能级、能量量子化以及基态、激发态的概念。

教学重点：玻尔的原子模型 能级

教学过程：

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

能量减少、轨道半径减少 频率变化

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）

原子是不稳定的

（矛盾：实际上原子是稳定的）

（一）课题引入：卢瑟福原子核式结构学说与经典电磁理论的矛盾

（三）新授：

1、玻尔的原子理论（1913年 丹麦玻尔）

（1） 定态假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态之中，在这些状态中能量是稳定的，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）跃迁到另一种假定态（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

hν=E₂-E₁

(3) 轨道假设：原子的不同能量状态对应于电子的不同运行轨道，由于原子的能量状态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的，即电子不能在任意半径的轨道上运行，只有满足下列条件的轨道才是可能的：轨道的半径r跟电子的动量mv的乘积等于h/2π的整数倍，即

mvr=nh/2π，n=1，2，3，······

式中n的是正整数，叫量子数，这种现象叫做轨道的量子化假设。

2、氢原子的大小和能级

(1) 大小：氢原子的电子的各条可能轨道的半径r_n： r_n=n²r₁,

r₁代表第一条（离核最近的一条）可能轨道的半径

r₁=0.53×10^-10 m

例：n=2, r₂=2.12×10^-10 m

（2）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=E₁/n² n=1,2,3,······

E₁代表电子在第一条可能轨道上运动时的能量

E₁=-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，在正电荷的场中为负值，电子的动能为电势能绝对值的一半，总能量为负值。

例：n=2,E₂=-3.4eV, n=3,E₃=-1.51eV, n=4,E₄=-0.85eV,……

②基态和激发态

基态：在正常状态下，原子处于最低能级，这时电子在离核最近的轨道上运动，这种定态，叫基态

激发态：原子处于较高能级时，电子在离核较远的轨道上运动，这种定态，叫激发态

(3)原子发光：原子从基态向激发态跃迁的过程是吸收能量的过程。原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃迁的过程，是辐射能量的过程，这个能量以光子的形式辐射出去，吸收或辐射的能量恰等于发生跃迁的两能级之差。

说明：氢原子中只有一个核外电子，

这个电子在某个时刻只能在某个可能

轨道上，或者说在某个时间内，由某

轨道跃迁到另一轨道——可能情况只

有一种。可是，通常容器盛有的氢气

，总是千千万万个原子在一起，这些

原子核外电子的跃迁时，就会有各种

情况出现了。但是这些跃迁不外乎是

能级图中表示出来的那些情况。

（四）小结

1、玻尔的原子理论

2、氢原子的大小和能级

（五）课堂练习：课本：练习二（1）

作业：练习二（2）（3）