第4章原子結構主題1兩個重要的物理思想方法1．模型法人們對原子結構的認識經歷了幾個不同的階段，其中有湯姆孫原子模型、盧瑟福原子模型、玻爾原子模型、電子云模型(如圖所示)。2．假設法假設法是學習物理規律常用的方法，前邊我們學過的安培分子電流假說，現在大家知道從物質微觀結構來看是正確的，玻爾的原子結構理論是為了解決核式結構模型的困惑而提出的，其基本假設包括軌道定態和頻率條件，玻爾理論的成功在于引入量子化概念，局限性在于保留了軌道的概念，沒有徹底脫離經典物理學框架。3．盧瑟福原子模型與玻爾原子模型的相同點與不同點(1)相同點①原子有帶正電的核，原子質量幾乎全部集中在核上。②帶負電的電子在核外運行。(2)不同點盧瑟福原子模型：庫侖力提供向心力，r的取值是連續的。玻爾原子模型：軌道r是分立的、量子化的，能量也是量子化的?！镜淅?】下列關于原子結構模型的說法正確的是()A．湯姆孫發現了電子，并提出了原子結構的“葡萄干面包”模型B．盧瑟福的α粒子散射實驗說明原子內部存在帶負電的電子C．盧瑟福核式結構模型可以很好地解釋原子的穩定性D．玻爾原子模型能很好地解釋所有原子光譜A[湯姆孫通過對陰極射線的研究發現了電子，并提出原子結構的“葡萄干面包”模型，故A正確；盧瑟福的α粒子散射實驗主要是否定了湯姆孫提出的原子的“葡萄干面包”模型，不能說明原子內部存在帶負電的電子，故B錯誤；盧瑟福核式結構模型不能解釋原子的穩定性，故C錯誤；玻爾原子模型能很好地解釋原子的穩定性和氫原子光譜，但不能解釋復雜原子的光譜，故D錯誤。][一語通關](1)湯姆孫提出了“葡萄干面包”模型。(2)盧瑟福核式結構原子模型。(3)玻爾原子模型很好地解釋原子的穩定性和氫原子光譜。主題2玻爾理論1．玻爾原子模型(1)量子化觀點：電子的可能軌道半徑、原子的能量、原子躍遷輻射或吸收光子的頻率都只能是分立的、不連續的值。(2)對應關系：電子處于某一可能軌道對應原子的一種能量狀態。(3)定態觀點：電子在某一可能軌道上運動時，原子是不向外輻射電磁波的，軌道與能量是穩定的。(4)躍遷觀點：能級躍遷時輻射或吸收光子的能量，hν＝Em－En(m＞n)。(5)①原子吸收光子能量是有條件的，只有等于某兩個能級差時才被吸收發生躍遷。②如果入射光的能量E≥13.6eV，原子也能吸收光子，則原子電離。③用粒子碰撞的方法使原子能級躍遷時，粒子能量大于能級差即可。2．躍遷與光譜線原子處于基態時，原子是穩定的，但原子在吸收能量躍遷到激發態后，就不穩定了，這時就會向低能級定態躍遷，而躍遷到基態，有時是經多次躍遷再到基態。一群氫原子處于量子數為n的激發態時，可能輻射出的光譜線條數為：N＝Ceq\o\al(\s\up11(2),\s\do4(n))＝eq\f(n（n－1）,2)?！镜淅?】氫原子處于基態時，原子的能量為E1＝－13.6eV，當處于n＝3的激發態時，能量為E3＝－1.51eV，則：(1)當氫原子從n＝3的激發態躍遷到n＝1的基態時，向外輻射的光子的波長是多少？(2)若要使處于基態的氫原子電離，至少要用多大頻率的電磁波照射原子？(3)若有大量的氫原子處于n＝3的激發態，則在躍遷過程中可能釋放出幾種不同頻率的光子？思路點撥：(1)根據能級之間的能量差公式：ΔE＝Em－En，以及光子的能量與波長之間的關系：ΔE＝eq\f(hc,λ)，便可求解輻射的光子的波長。(2)要使處于基態的氫原子電離，至少需要光子能量為(0－E1)且E1＝－13.6eV的電磁波照射原子。(3)大量處于激發態的氫原子在躍遷過程中釋放的不同頻率的光子的種類等于Ceq\o\al(\s\up11(2),\s\do4(n))。[解析](1)根據能級之間的能量差公式：ΔE＝Em－En，得ΔE13＝E3－E1＝－1.51eV－(－13.6eV)＝12.09eV；光子的能量與波長之間的關系：ΔE＝eq\f(hc,λ)，所以從n＝3激發態躍遷到n＝1發射光的波長：λ＝eq\f(hc,ΔE)＝eq\f(6.63×10－34×3×108,12.09×1.6×10－19)m≈1.03×10－7m。(2)要使處于基態的氫原子電離，照射光光子的能量應能使電子從第1能級躍遷到無限遠處，最小頻率的電磁波的光子能量應為：hν＝0－E1，得：ν＝eq\f(－E1,h)＝eq\f(13.6×1.6×10－19,6.63×10－34)Hz≈3.3×1015Hz。(3)當大量氫原子處于n＝3能級時，可釋放出的光子種類為N＝Ceq\o\al(\s\up11(2),\s\do4(3))＝3種。[