2018-2019学年粤教版选修3-5 第三章 第四节 原子的能级结构 学案
2018-2019学年粤教版选修3-5 第三章 第四节 原子的能级结构 学案第3页

(2)氢原子的电子最小轨道半径为r1=0.053nm,其余轨道半径满足rn=n2r1,式中n称为量子数,对应不同的轨道,只能取正整数.

2.能量量子化

(1)不同轨道对应不同的状态,在这些状态中,尽管电子做变速运动,却不辐射能量,因此这些状态是稳定的,原子在不同状态有不同的能量,所以原子的能量也是量子化的.

(2)基态:原子最低的能量状态称为基态,对应的电子在离核最近的轨道上运动,氢原子基态能量E1=-13.6eV.

(3)激发态:除基态之外的其他能量状态称为激发态,对应的电子在离核较远的轨道上运动.

氢原子各能级的关系为:En=E1(E1=-13.6eV,n=1,2,3,...)

3.跃迁

原子从一个能级跃迁到另一个能级时,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,即高能级Em(((((((((((,\s\up7(发射光子hν=Em-E吸收光子hν=Em-En低能级En

例1 (多选)玻尔在他提出的原子模型中所作的假设有(  )

A.原子处在具有一定能量的定态中,虽然电子做变速运动,但不向外辐射能量

B.原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应,而电子的可能轨道的分布是不连续的

C.电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时,辐射(或吸收)一定频率的光子

D.电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率

答案 ABC

解析 A、B、C三项都是玻尔提出来的假设,其核心是原子定态概念的引入与能级跃迁学说的提出,也就是"量子化"的概念.原子的不同能量状态与电子绕核运动时不同的圆轨道相对应,是经典理论与量子化概念的结合.原子辐射的能量与电子在某一可能轨道上绕核的运动无关.

例2 氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道的过程中(  )

A.原子要吸收光子,电子的动能增大,原子的电势能增大

B.原子要放出光子,电子的动能减小,原子的电势能减小

C.原子要吸收光子,电子的动能增大,原子的电势能减小

D.原子要吸收光子,电子的动能减小,原子的电势能增大

答案 D

解析 根据玻尔理论,氢原子核外电子在离核较远的轨道上运动能量较大,必须吸收一定能量的光子后,电子才能从离核较近的轨道跃迁到离核较远的轨道,故B错误;氢原子核外电子绕核做圆周运动,由原子核对电子的库仑力提供向心力,即:k=m,又Ek=mv2,所以Ek=.由此式可知:电子离核越远,即r越大时,电子的动能越小,故A、C错误;