4.4 氢原子光谱和玻尔的原子模型学案（有答案）

氢原子光谱和玻尔的原子模型【学习目标】1．了解光谱的定义和分类。2．了解氢原子光谱的实验规律，知道巴耳末系。3．了解经典原子理论的困难。4．了解玻尔原子理论的主要内容。5．了解能级、能量量子化以及基态、激发态的概念。【学习重点】1．氢原子光谱的实验规律。2．玻尔原子理论的基本假设【学习难点】1．经典理论的困难。2．玻尔理论对氢光谱的解释【学习过程】一、光谱（1）发射光谱：_______________________________________叫做发射光谱。发射光谱可分为两类：______________和_______________。实践证明，原子不同，发射的明线光谱也不同，每种原子只能发出具有本身特征的某些波长的光，因此明线光谱的谱线也叫原子的__________________。（2）吸收光谱高温物体发出的白光（其中包含连续分布的一切波长的光）通过物质时，某些波长的光被物质吸收后产生的光谱，叫做吸收光谱。既然每种原子都有自己的特征谱线，我们就可以利用它来鉴别物质和确定物质的组成成分。这种方法称为________________。它的优点是灵敏度高，样本中一种元素的含量达到10-13kg时就可以被检测到。二、氢原子光谱的实验规律氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。 巴耳末公式：__________________________________________________三、经典理论的困难矛盾一：无法解释____________________________________。矛盾二：无法解释____________________________________。四、玻尔原子理论的基本假设1．玻尔的原子结构假说（1）轨道量子化与定态：电子的轨道是量子化的，电子在库仑力的作用下绕原子核做_______，电子绕原子核运转的半径不是_______，半径的大小符合_______时轨道才是可能的，电子在这些轨道上绕核运转是_______，不产生_______。原子的能量是量子化的，电子在不同轨道上运动，原子处于不同的状态，对应不同的_______，原子的能量也是_______的。（2）几个基本概念：_______的能量值叫做能级。原子具有_______的稳定状态叫定态。能量_______的状态叫做基态。除_______之外的其他状态叫做激发态。（3）频率条件：原子光谱的解释：当电子从能量较高的定态轨道（能量记为Em）跃迁到能量较低的定态轨道（能量记为En）时会辐射出能量为hν的光子。hν=_______，又称为辐射条件。五、玻尔理论对氢光谱的解释1．解释巴耳末公式①按照玻尔理论，从高能级跃迁到低能级时辐射的光子的能量为hν=__________。②巴耳末公式中的正整数n和2正好代表能级跃迁之前和之后所处的_________轨道的量子数n和2。并且理论上的计算和实验测量的___________________符合得很好。2．解释氢原子光谱的不连续性原子从较高能级向低能级跃迁时放出光子的能量等于前后_______________，由于原子的能级是_________的，所以放出的光子的能量也是___________的，因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线。六、玻尔理论的局限性1．成功之处玻尔理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了_____________________的概念，成功解释了氢原子光谱的实验规律。 2．局限性保留了_____________的观念，把电子的运动仍然看作经典力学描述下的_______运动。3．电子云原子中的电子没有确定的坐标值，我们只能描述电子在某个位置出现________的多少，把电子这种概率分布用疏密不同的点表示时，这种图象就像_________一样分布在原子核周围，故称___________。【练习巩固】1．按照波尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道上，有关能量变化的说法中，正确的是（）A．电子的动能变大，电势能变大，总能量变大B．电子的动能变小，电势能变小，总能量变小C．电子的动能变小，电势能变大，总能量不变D．电子的动能变小，电势能变大，总能量变大答案：D2．欲使处于基态的氢原子被激发，下列可行的措施是（）A．用10.2eV的光子照射B．用11eV的光子照射C．用14eV的光子照射D．用11eV的电子碰撞答案：ACD3．一群处于基态的氢原子吸收某种单色光的光子后，只能发出频率为ν1、ν2、ν3的三种光子，且ν1>ν2>ν3，则（）A．被氢原子吸收的光子的能量为hν1B．被氢原子吸收的光子的能量为hν2C．ν1=ν2+ν3D．被氢原子吸收的光子的能量为hν1+hν2+hν3答案：AC