高中人教版 (新课标)选修3-5第十八章 原子结构4 玻尔的原子模型精练

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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。
★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
★教学用具：
投影片，多媒体辅助教学设备
★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
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）
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
一．玻尔的原子理论
（1）轨道量子化假设：玻尔认为：。___________________________________
____________________________________________________________________。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）
（2）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____。
能级：________________________。基态：________________________________。
激发态：______________________________________________________________。
（本假设是针对原子稳定性提出的）
（3）跃迁假设：原子从一种定态（设能量为En）跃迁到另一种定态（设能量为Em）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 （h为普朗克恒量）（本假设针对线状谱提出）
氢原子的能级图如图所示。
二．玻尔理论对氢光谱的解释
（1）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。
（2）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。
三．玻尔理论的局限性
玻尔理论虽然把量子理论引入原子领域，提出定态和跃迁概念，成功解释了氢原子光谱，但对多电子原子光谱无法解释，因为玻尔理论仍然以经典理论为基础。如粒子的观念和轨道。
量子化条件的引进没有适当的理论解释。
电子云．电子在某处单位体积内出现的概率——电子云
（三）课堂练习
1．对玻尔理论的下列说法中，正确的是（ ）
A．继承了卢瑟福的原子模型，但对原子能量和电子轨道引入了量子化假设
B．对经典电磁理论中关于“做加速运动的电荷要辐射电磁波”的观点表示赞同
C．用能量转化与守恒建立了原子发光频率与原子能量变化之间的定量关系
D．玻尔的两个公式是在他的理论基础上利用经典电磁理论和牛顿力学计算出来的
2．下面关于玻尔理论的解释中，不正确的说法是（ ）
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
3．根据玻尔理论，氢原子中，量子数N越大，则下列说法中正确的是（ ）
A．电子轨道半径越大 B．核外电子的速率越大
C．氢原子能级的能量越大 D．核外电子的电势能越大
4．根据玻尔的原子理论，原子中电子绕核运动的半径（ ）
A．可以取任意值 B．可以在某一范围内取任意值
C．可以取一系列不连续的任意值
D．是一系列不连续的特定值
5．按照玻尔理论，一个氢原子中的电子从一半径为ra的圆轨道自发地直接跃迁到一半径为rb的圆轨道上，已知ra>rb，则在此过程中（ ）
A．原子要发出一系列频率的光子
B．原子要吸收一系列频率的光子
C．原子要发出某一频率的光子
D．原子要吸收某一频率的光子
6．氢原子从基态跃迁到激发态时，下列论述中正确的是[ ]
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
7．下列叙述中，哪些符合玻尔理论[ ]
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
8．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[ ]
A．4条
B．10条
C．6条
D．8条
9．对玻尔理论的评论和议论，正确的是[ ]
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
10．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[ ]
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
11．氢原子从能级A跃迁到能级B，吸收频率 1的光子，从能级A跃迁到能级C释放频率 2的光子，若 2＞ 1则当它从能级C跃迁到能级B将[ ]
A．放出频率为 2- 1的光子 B．放出频率为 2+ 1的光子
C．吸收频率为 2- 1的光子 D．吸收频率为 2+ 1的光子