第四节　原子的能级结构

[学习目标]1.了解能级、跃迁、能量量子化以及基态、激发态等概念.2.了解能级跃迁伴随着能量变化，知道能级跃迁过程中吸收或放出光子.3.能通过能级跃迁解释巴耳末系.

一、能级结构猜想

[导学探究]　为什么氢原子发出的光谱是不连续的？

答案　因为氢原子内部的能量是不连续的，因此氢原子由高能级向低能级跃迁时，只能放出一定频率的光，且光子的能量等于跃迁的能级差，即hν＝Em－En.

[知识梳理]

1.由氢原子光谱是分立的，我们猜想原子内部的能量也是不连续的.

2.原子内部不连续的能量称为原子的能级，原子从一个能级变化到另一个能级的过程叫做跃迁.

3.能级跃迁中的能量关系：hν＝Em－En.由此可知原子在跃迁前、后的能级分别为Em和En.

[即学即用]　判断下列说法的正误.

(1)氢气放电过程，产生的光谱是连续的.(　×　)

(2)氢原子内部的能量是不连续的.(　√　)

(3)氢原子从高能级向低能级跃迁时，只能放出特定频率的光.(　√　)

(4)氢原子从低能级向高能级跃迁时，吸收光子的频率是任意的.(　×　)

二、氢原子的能级

[导学探究]　(1)氢原子从高能级向低能级跃迁时，放出的光子的能量如何计算？

(2)如图1所示是氢原子的能级图，一群处于n＝4的激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多少种频率不同的光子？

图1

答案　(1)氢原子辐射光子的能量取决于两个能级的能量差hν＝Em－En(m>n).

(2)氢原子能级跃迁图如图所示.从图中可以看出能辐射出6种频率不同的光子，它们分别是n＝4→n＝3，n＝4→n＝2，n＝4→n＝1，n＝3→n＝2，n＝3→n＝1，n＝2→n＝1.