第四節氫原子的能級(néngjí)結構第一頁，共10頁。本節核心(héxīn)問題：1.氫原子的玻爾理論(lǐlùn)（3個）2.能級概念和能級的計算3.能級圖及其對氫原子光譜的解釋第二頁，共10頁。1.氫原子的玻爾理論(lǐlùn)（3個假設）：問題：氫原子的光譜是分立(fēnlì)的，這是為什么？為解決這個問題，玻爾可謂費盡心機1）定態假設：原子只能處于(chǔyú)一系列不連續的能量狀態之中，在這些狀態中的原子是穩定的，電子雖然在旋轉，但它不會向外輻射能量定態之一：近核運動此時原子能量為Em定態之二：遠核運動此時原子能量為En第三頁，共10頁。2）躍遷假設：原子從一種能量是Em的定態躍遷到的能量是En另一種定態時，它要吸收或放出一定(yīdìng)頻率的光子，光子能量由兩定態的能量差決定，即hν=IEm-EnI電子從一個軌道變到另一個軌道，不是(bùshi)以螺旋線的形式變化的，而是突變----以跳躍的方式變化的，因此玻爾把這現象叫“躍遷”想一想，何時會吸收光子(guāngzǐ)？何時會放出光子(guāngzǐ)？第四頁，共10頁。一個處于第二激發態的氫原子，它最多可放出多少(duōshǎo)個光子？電子(diànzǐ)繞核做圓周運動能級：各狀態的能量值叫能級。一個處于第二激發態的氫原子，它最多可放出多少(duōshǎo)個光子？記住能量(néngliàng)公式：En=E1/n2電子(diànzǐ)動能：電子(diànzǐ)繞核做圓周運動本節核心(héxīn)問題：此狀態能量(néngliàng)最低，叫基態.1）定態假設：原子只能處于(chǔyú)一系列不連續的能量狀態之中，在這些狀態中的原子是穩定的，電子雖然在旋轉，但它不會向外輻射能量氫原子的玻爾理論(lǐlùn)（3個）電子(diànzǐ)軌道只能是特殊值的情況叫做軌道量子化氫原子的玻爾理論(lǐlùn)（3個假設）：rn=n2r1式中r1=0.習題討論(tǎolùn)：課本63練習題rn=n2r1式中r1=0.3）量子化假設(jiǎshè)：電子的運行軌道不是連續的，而是分立的，電子的可能軌道可用公式表示：rn=n2r1式中r1=0.53*10-10m叫電子第一軌道。電子(diànzǐ)軌道只能是特殊值的情況叫做軌道量子化r14r19r1第五頁，共10頁。2.氫原子能量(néngliàng)公式：1.電子(diànzǐ)動能：Ek=1/2mv2電子(diànzǐ)繞核做圓周運動mv2/r=ke2/r2故Ek=1/2ke2/r2.原子勢能Ep=qφ=-eφφ=kQ/r=ke/r故Ep=-ke2/r由此可見，離核越遠，電子動能越小，勢能越大，總能量越大。電子r→∞時，E=0為最大能量，此狀態叫電離態。氫原子總能量E總=-1/2ke2/r第六頁，共10頁。選無窮遠處(yuǎnchǔ)電勢能為零，則E=Ek+Ep=-1/2ke2/r=.....=-Rhc/n2記住能量(néngliàng)公式：En=E1/n2當n=1時,代入數值得，此狀態能量(néngliàng)最低，叫基態.于是，E2=-13.6/4=-3.4ev,E3=-13.6/9=-1.51ev,E4=-13.6/16=-0.85ev,E5=-13.6/25=-0.54ev,E∞=0，原子的最大能量值2.氫原子能量公式：能量取某些值的現象叫能量量子化第一激發態第四激發態第七頁，共10頁。3.能級：各狀態的能量值叫能級。（能級名稱(míngchēng)把能量不連續這一特點體現出來了）基態(jītài)第一(dìyī)激發態第二激發態第三激發態電離態4.能級圖：用圖來表示各狀態的能量關系5.用能級圖解釋氫原子光譜規律（重點）：巴耳末系萊曼系第八頁，共10頁。習題討論(tǎolùn)：課本63練習題1.一個處于第二激發態的氫原子，它最多可放出多少(duōshǎo)個光子？2個2.一群處于第二激發態的氫原子，它們(tāmen)最多可放出多少個光子？3個3.一群氫原子從n=5的激發態向低能級躍遷時，產生的光譜線有多少條？C52=10條4.處于基態的氫原子在某種單色光的照射下，只能發出頻率為v1、v2、v3三種光，且v1<v2<v3，則該照射光的光子能量是多少？hv3或h(v