高中物理 3.4 原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)課件 粵教版選修3-5.ppt

,高中物理·選修3-5·粵教版,第四節(jié) 原子的能級(jí)結(jié)構(gòu),目標(biāo)定位 1.了解能級(jí)、躍遷、能量量子化以及基態(tài)、激發(fā)態(tài)等概念.2.了解能級(jí)躍遷伴隨著能量變化，知道能級(jí)躍遷過(guò)程中吸收或放出光子.3.能通過(guò)能級(jí)躍遷解釋巴耳末系,一、能級(jí)結(jié)構(gòu)猜想 1由氫原子光譜是分立的，我們猜想原子內(nèi)部的能量也是_的 2原子內(nèi)部不連續(xù)的能量稱為原子的_，原子從一個(gè)能級(jí)變化到另一個(gè)能級(jí)的過(guò)程叫做_ 3能級(jí)躍遷中的能量關(guān)系：_由此可知原子在躍遷前、后的能級(jí)分別為Em和En，若原子由高能級(jí)向低能級(jí)躍遷，這個(gè)過(guò)程中_光子，若原子由低能級(jí)向高能級(jí)躍遷，這個(gè)過(guò)程需吸收特定頻率的_或通過(guò)其他途徑獲得_ ,不連續(xù),能級(jí),hEmEn,輻射,光子,能量,躍遷,二、氫原子的能級(jí) 2能級(jí)狀態(tài) (1)基態(tài)：在正常狀態(tài)下氫原子處于_的能級(jí)E1(n1)，這個(gè)最低能級(jí)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)稱為基態(tài)，氫原子在基態(tài)的能量為_ (2)激發(fā)態(tài)：當(dāng)電子受到外界激發(fā)時(shí)，可從基態(tài)躍遷到_的能級(jí)E2、E3上，這些能級(jí)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)稱為激發(fā)態(tài),量子化的,量子數(shù),最低,13.6 eV,較高,(3)躍遷：處于激發(fā)態(tài)的氫原子是不穩(wěn)定的，它會(huì)向較低的能級(jí)躍遷，躍遷時(shí)釋放出來(lái)的能量以光子形式向外輻射，原子輻射出的光子的能量等于兩能級(jí)間的_，即hEmEn(m2),能量差,三、氫原子的能級(jí)圖和氫光譜線系的形成 1氫原子能級(jí)圖 如圖341所示 圖341,2氫光譜線系的形成 能級(jí)間的躍遷產(chǎn)生不連續(xù)的_，從不同能級(jí)躍遷到某一特定能級(jí)就形成一個(gè)_ ，如巴耳末線系是氫原子從n3、4、5等能級(jí)躍遷到n2的能級(jí)時(shí)輻射出的光譜.,譜線,線系,一、對(duì)能級(jí)結(jié)構(gòu)的理解 1軌道量子化 (1)軌道半徑只能夠是一些不連續(xù)的、某些分立的數(shù)值 (2)氫原子的電子最小軌道半徑為r10.053 nm，其余軌道半徑滿足rnn2r1，式中n稱為量子數(shù)，對(duì)應(yīng)不同的軌道，只能取正整數(shù),2能量量子化 (1)不同軌道對(duì)應(yīng)不同的狀態(tài)，在這些狀態(tài)中，盡管電子做變速運(yùn)動(dòng)，卻不輻射能量，因此這些狀態(tài)是穩(wěn)定的，原子在不同狀態(tài)有不同的能量，所以原子的能量也是量子化的 (2)基態(tài)：原子最低的能量狀態(tài)稱為基態(tài)，對(duì)應(yīng)的電子在離核最近的軌道上運(yùn)動(dòng)，氫原子基態(tài)能量E113.6 eV. (3)激發(fā)態(tài)：較高的能量狀態(tài)稱為激發(fā)態(tài)，對(duì)應(yīng)的電子在離核較遠(yuǎn)的軌道上運(yùn)動(dòng),3躍遷,【例1】 (雙選)(2014·廣州高二檢測(cè))按照玻爾原子理論，下列表述正確的是 ( ) A核外電子運(yùn)動(dòng)軌道半徑可取任意值 B氫原子中的電子離原子核越遠(yuǎn)，氫原子的能量越大 C電子躍遷時(shí)，輻射或吸收光子的能量由能級(jí)的能量差 決定，即h|EmEn| D氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷的過(guò)程，可能輻射能量， 也可能吸收能量 答案 BC,解析 根據(jù)玻爾理論，核外電子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑是確定的值，而不是任意值，A錯(cuò)誤；氫原子中的電子離原子核越遠(yuǎn)，能級(jí)越高，能量越大，B正確；由躍遷規(guī)律可知C正確；氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷的過(guò)程中，應(yīng)輻射能量，D錯(cuò)誤,針對(duì)訓(xùn)練1 (單選)下列與玻爾理論有直接關(guān)系的敘述中，錯(cuò)誤的是 ( ) A電子繞原子核做加速運(yùn)動(dòng)，但并不向外輻射能量，這 時(shí)原子的狀態(tài)是穩(wěn)定的 B原子的一系列能量狀態(tài)是不連續(xù)的 C原子從一個(gè)能量狀態(tài)躍遷到另一個(gè)能量狀態(tài)時(shí)，一定 要吸收或放出某一頻率的光子 D氫原子由帶正電的原子核和帶負(fù)電的電子組成，電子 繞原子核旋轉(zhuǎn) 答案 D,二、原子能級(jí)和能級(jí)躍遷的理解 1原子從一種能量態(tài)躍遷到另一種能量態(tài)時(shí)，吸收(或放出)能量為h的光子(h是普朗克常量)，這個(gè)光子的能量由前、后兩個(gè)能級(jí)的能量差決定，即hEmEn(mn)若mn，則輻射光子，若nm，則吸收光子,【例2】 (雙選)(2014·山東卷)氫原子能級(jí)如 圖342所示，當(dāng)氫原子從n3躍遷到 n2的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)為656 nm.以 下判斷正確的是 ( ) A氫原子從n2躍遷到n1的能級(jí)時(shí)， 輻射光的波長(zhǎng)大于656 nm B用波長(zhǎng)為325 nm的光照射，可使氫原子 圖342 從n1躍遷到n2的能級(jí) C一群處于n3能級(jí)上的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多產(chǎn) 生3種譜線 D用波長(zhǎng)為633 nm的光照射，不能使氫原子從n2躍遷 到n3的能級(jí),答案 CD,借題發(fā)揮 1.一個(gè)氫原子和一群氫原子問(wèn)題 (1)如果是一個(gè)氫原子，該氫原子的核外電子在某時(shí)刻只能處在某一個(gè)可能的軌道上，由這一軌道向另一軌道躍遷時(shí)只能有一種光，但可能發(fā)出的光條數(shù)為(n1)種 (3)若知道每條發(fā)光的能量或頻率，可根據(jù)已知情況判定光線所在區(qū)域,2躍遷與電離問(wèn)題 原子躍遷時(shí)，不管是吸收還是輻射光子，其光子的能量都必須等于這兩個(gè)能級(jí)的能量差若想把處于某一定態(tài)上的原子的電子電離出去，就需要給原子一定的能量如基態(tài)氫原子電離，其電離能為13.6 eV，只要能量等于或大于13.6 eV的光子都能被基態(tài)氫原子吸收而電離，只不過(guò)入射光子的能量越大，原子電離后產(chǎn)生的電子具有的動(dòng)能越大,針對(duì)訓(xùn)練2 如圖343所示，氫原子從n2的某一能級(jí)躍遷到n2的能級(jí)，輻射出能量為2.55 eV的光子，問(wèn)最少要給基態(tài)的氫原子提供多少電子伏特的能量，才能使它輻射上述能量的光子？請(qǐng)?jiān)趫D中畫出獲得該能量后的氫原子可能的輻射躍遷圖 圖343,答案 12.75 eV 躍遷圖見解析圖 解析 氫原子從n2的某一能級(jí)躍遷到n2的能級(jí)，滿足：hEnE22.55 eV EnhE20.85 eV 所以n4 基態(tài)氫原子要躍遷到n4的能級(jí)，應(yīng)提供 EE4E112.75 eV.,躍遷圖如圖所示：,