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第四章 原子结构
第4节
玻尔原子模型
汤姆孙原子模型
葡萄干面包
卢瑟福原子模型
行星模型
无法解释
α粒子大角散射
无法解释
原子特征光谱的不连续性
原子的稳定性
玻尔原子模型
玻尔原子模型的基本假设
1
轨道定态
原子核外的电子只能在一些分立的特定轨道上绕核运动；
电子在这些轨道上运动时，原子具有一定能量，其数值也是分立的，电子的轨道和原子的能量都是量子化的。
电子虽然做圆周运动，但不向外辐射能量，处于稳定的状态，电子处于分立轨道的这些状态称为定态。
轨道量子化
能量量子化
2
频率条件
能量较高
的定态轨道
能量较低
的定态轨道
辐射光子
放出能量
吸收光子
吸收能量
放出某种频率的光
吸收某种频率的光
越靠近原子核
越远离原子核
辐射（或吸收）的光子的能量hν由两个定态的能量差决定，即该光子的能量应满足频率条件
hν = Em-En （m＞n）
其中：普朗克常量h=6.63×10-34J·s
ν 是光子的频率！！！！
注意：辐射/吸收的光子频率≠电子绕核运动的频率
最低能级：E1= - 13.6 eV
对应轨道半径：r1 = 0.53×10-10m
原子只能处于一系列不连续的能量状态。每个能量状态的能量值是确定的。这些确定的能量值我们称之为能级。
能级
氢原子的不同能级和相应的电子轨道半径间的关系：
能级越高
能量越大（均为负值）
半径越大
基态：电子受核的作用力最大而处于离核最近的轨道在正常状态下，原子处于该轨道（最低能级）
电子吸收能量后，原子从低能级跃迁到高能级，这时原子的状态称为激发态
库伦力：引力
越
远
离
核
能级越高
能量越大
半径越大
基态
激发态
能级间距=能量差
即 跃迁时吸收/辐射的光子能量
= hν
由于能级是不连续的，导致原子在电子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，辐射的光子频率也不同，由此便产生了不同波长的光。
能量差越大，对应吸收/辐射光子的
频率越高，波长越短
使原子实现从低能级向高能级跃迁的两种粒子：光子与实物粒子
①原子若是吸收光子的能量而被激发，则光子的能量必须等于两能级的能量差，否则不被吸收（要么全部吸收，要么不吸收）
②原子还可吸收外来实物粒子(如自由电子)的能量而被激发，由于实物粒子的动能可部分地被原子吸收，所以只要人射粒子的能量大于等于两能级的能量差值，就可使原子发生能级跃迁。
能级的能量=核外电子的动能+电子与核之间的静电势能 （代数和）
氢原子能量均为负值
远离原子核，作用力变小，
库仑力做负功，电势能增大，
动能变小（高轨低速）
每一个定态轨道，电子绕核近似做匀速圆周运动，库仑力提供向心力
氢原子核带电量+e，
核外只有一个电子-e
注意负号
注意计算频率或波长时，e=1.6×10-19
书P101
处于激发态的原子是不稳定的，会自发地经过一次或几次跃迁达到基态。
频率最大和波长最大的是哪个？
书P99
基态
激发态
脱离原子核束缚/电离的临界点
基态氢原子的电离能为13.6eV，只要光子的能量大于等于13.6eV都能被基态的氢原子吸收而发生电离。
只不过入射光子的能量越大，原子电离后产生的自由电子的动能越大
将不同能级的电子电离需要不同的能量
汤姆孙原子模型
葡萄干面包
卢瑟福原子模型
行星模型
无法解释
α粒子大角散射
无法解释
原子特征光谱的不连续性
原子的稳定性
玻尔原子模型
无法解释多电子原子的光谱
6. 已知氢原子基态的能量 E1 = -13.6 eV。大量氢原子处于某一激发态，这些氢原子可能发出的所有的光子中，频率最高的光子能量为 -0.96 E1。
（1）求频率最低的光子的能量。（结果保留 2 位有效数字）
（2）这些光子可具有多少种不同的频率？
书P103

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