由于原子的不同状态(定态)是不连续的,具有的能量也是不连续的,这样的能量值,称为能级,能量最低的状态称为基态,其他的状态叫做激发态。对氢原子,以无穷远处为势能零点时,基态能量E1=-13.6 eV。
(3)能级公式:En=,式中n称为量子数,对应不同的轨道,n取值不同,基态取n=1,激发态n=2,3,4,...;量子数n越大,表示能级越高。
3.跃迁
原子从一种定态跃迁到另一种定态时,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辐射光子hν=Em-En吸收光子hν=Em-En低能级En。
可见,电子如果从一个轨道到另一个轨道,不是以螺旋线的形式改变半径大小的,而是从一个轨道上"跳跃"到另一个轨道上。玻尔将这种现象叫做电子的跃迁。
[特别提醒]
(1)处于基态的原子是稳定的,而处于激发态的原子是不稳定的。
(2)原子的能量与电子的轨道半径相对应,轨道半径大,原子的能量大,轨道半径小,原子的能量小。
[试身手]
1.(多选)关于玻尔的原子模型,下面说法正确的是( )
A.原子可以处于连续的能量状态中
B.原子的能量状态不可能是连续的
C.原子的核外电子在轨道上运动时,要向外辐射能量
D.原子的核外电子在轨道上运动时,不向外辐射能量
解析:选BD 原子的轨道是量子化的,其能量值也是量子化的;原子在某一状态时,电子的轨道是确定的。电子在定态轨道上运动时,不向外辐射能量。故B、D正确。
玻尔理论对氢原子光谱的解释 [探新知·基础练]
1.解释巴耳末公式
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=Em-En;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的定态轨道的量子数n和2。并且理论上的计算和实验测量的里德伯常量符合得很好。同样,玻尔理论也很好地解释甚至预言了氢原子的其他谱线系。
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两能级差,由于原子的能