人教版 (2019)第四章 原子結構和波粒二象性4 氫原子光譜和玻爾的原子模型教案配套課件ppt

這是一份人教版 (2019)第四章 原子結構和波粒二象性4 氫原子光譜和玻爾的原子模型教案配套課件ppt，共60頁。PPT課件主要包含了能量差，太陽光譜，光譜分析，氫原子光譜的規(guī)律，2能量量子化，ABC，電子動能變化規(guī)律等內容，歡迎下載使用。
要點 玻爾原子理論的基本假設
① 按照經典理論，核外電子在庫侖引力作用下繞原子核做圓周運動。我們知道，庫侖引力和萬有引力形式上有相似之處，電子繞原子核的運動與衛(wèi)星繞地球的運動也一定有某些相似之處，那么若將衛(wèi)星—地球模型縮小是否就可以變?yōu)殡娮印雍四Ｐ湍兀?br/> [答案] 提示 不可以。在玻爾理論中，電子的軌道是量子化的，半徑只可能是某些分立的數值，而衛(wèi)星的軌道半徑可按需要任意取值。
② 我們在觀察氫原子的光譜時，發(fā)現(xiàn)它只有幾條分立的不連續(xù)的亮線而不是連續(xù)譜，這是為什么？
[答案] 提示 因為氫原子輻射的光子的能量是不連續(xù)的，只能取一系列特定的值，所以對應的光的頻率也是不連續(xù)的，體現(xiàn)在光譜上是一些不連續(xù)的亮線。
③ 電子能吸收任意頻率的光子從較低能級躍遷到較高能級嗎？
[答案] 提示 電子只能吸收能量等于兩能級差的光子才能發(fā)生躍遷。
1.玻爾原子理論的假設
（1）軌道假設：電子繞原子核做圓周運動，服從經典力學的規(guī)律，但軌道不能是任意的，只有半徑在符合一定條件時，這樣的軌道才是可能的，也就是說：電子的軌道是量子化的。電子在這些軌道上繞核的轉動是穩(wěn)定的，不產生電磁輻射。
（1）電子繞核做圓周運動時，不向外輻射能量。（2）原子輻射的能量與電子繞核運動無關，只由躍遷前后的兩個能級差決定。（3）處于基態(tài)的原子是穩(wěn)定的，而處于激發(fā)態(tài)的原子是不穩(wěn)定的。（4）原子的能量與電子的軌道半徑相對應，軌道半徑大，原子的能量大，軌道半徑小，原子的能量小。
2.理解玻爾原子模型問題的四個關鍵
探究點一 光譜及氫原子光譜的規(guī)律
1. 光譜一詞最早由牛頓提出，1666年，牛頓就發(fā)現(xiàn)了白光通過三棱鏡后的色散現(xiàn)象，并把實驗中得到的彩色光帶叫作光譜，從此拉開了研究光譜的序幕。
（1） 研究光譜有哪方面的意義？
[答案] 光是由原子內部電子的運動產生的，因此光譜研究是探索原子結構的重要途徑。
（2） 能否根據對月光的光譜分析確定月球的組成成分？
[答案] 不能。月球不能發(fā)光，它只能反射太陽光，故其光譜是太陽的光譜。
（1） 從光譜的結果看，氫原子的光譜是什么譜線？
[答案] 從圖中可以看出氫原子光譜是一條條的亮線，是線狀譜。
（2） 試分析氫原子光譜的分布特點。
[答案] 在氫原子光譜圖中的可見光區(qū)內，由右向左，相鄰譜線間的距離越來越小，表現(xiàn)出明顯的規(guī)律性。
1.線狀譜和連續(xù)譜的比較
（1）太陽光譜的特點：在連續(xù)譜的背景上出現(xiàn)一些不連續(xù)的暗線，是一種吸收光譜，是陽光透過太陽的高層大氣層時形成的，不是地球大氣造成的。（2）對太陽光譜的解釋：陽光中含有各種顏色的光，但當陽光透過太陽的高層大氣射向地球時，太陽高層大氣中含有的元素會吸收它自己特征譜線的光，然后再向四面八方發(fā)射出去，到達地球的這些光的譜線看起來就暗了，這就形成了連續(xù)譜背景下的暗線。
1. （多選）通過光柵或棱鏡獲得物質發(fā)光的光譜，光譜( )A. 按光子的頻率順序排列B. 按光子的質量大小排列C. 按光子的速度大小排列D. 按光子的能量大小排列
探究點二 玻爾原子理論、氫原子的能級躍遷
觀察氫原子能級圖，完成以下探究：
（3） 從氫原子能級圖上也可以看出，電子的軌道半徑是某些分立的值，那么，電子在核外的運動真的有固定軌道嗎？為什么？
1.玻爾原子模型的三條假設
2.氫原子的能級結構和躍遷問題的理解
（3）使原子能級躍遷的兩種粒子——光子與實物粒子
（4）原子躍遷時需要注意的幾個問題
①注意一群原子和一個原子氫原子核外只有一個電子，這個電子在某個時刻只能處在某個可能的軌道上，在某段時間內，由某一軌道躍遷到另一個軌道時，可能的情況只有一種，但是如果容器中盛有大量的氫原子，這些原子的核外電子躍遷時就會有各種情況出現(xiàn)了。②注意間接躍遷與直接躍遷原子從一種能量狀態(tài)躍遷到另一種能量狀態(tài)時，有時可能是直接躍遷，有時可能是間接躍遷。兩種情況下輻射（或吸收）光子的頻率可能不同。
3.原子模型人們對原子結構的認識經歷了幾個不同的階段，其中有湯姆孫模型、盧瑟福模型、玻爾模型、電子云模型，如圖所示。
1. （多選）玻爾在他提出的原子模型中所作的假設有( )A. 原子處在具有一定能量的定態(tài)中，雖然電子做變速運動，但不向外輻射能量B. 原子的不同能量狀態(tài)與電子沿不同的軌道繞核運動相對應，而電子的可能軌道的分布是不連續(xù)的C. 電子從一個軌道躍遷到另一個軌道時，輻射（或吸收）一定頻率的光子D. 電子躍遷時輻射的光子的頻率等于電子繞核做圓周運動的頻率
[解析] 原子輻射的能量與電子在某一可能軌道上繞核的運動無關，只由躍遷前后的兩個能級差決定。
探究點三 氫原子躍遷中的能量轉化問題
（1） 電子繞氫原子核在第1軌道上做圓周運動時的動能是多少？
3.原子的電勢能的變化規(guī)律
例 （2021河北唐山第十一中學高三開學考試）氫原子的核外電子從距核較近的軌道躍遷到距核較遠的軌道的過程中( )A. 原子要吸收光子,電子的動能增大,原子的電勢能增大B. 原子要放出光子,電子的動能減小,原子的電勢能減小C. 原子要吸收光子,電子的動能增大,原子的電勢能減小D. 原子要吸收光子,電子的動能減小,原子的電勢能增大
[解析] 當原子輻射出光子后，總能量減少，電子的電勢能減少，而動能增加,且電勢能的減少量大于動能的增加量。
1. （多選）有關氫原子光譜的說法，正確的是( )A. 氫原子的發(fā)射光譜是線狀譜B. 氫原子光譜說明氫原子只發(fā)出特定頻率的光C. 氫原子光譜說明氫原子能級是分立的D. 氫原子光譜線的頻率與氫原子能級的能量差無關
[解析] 原子的發(fā)射光譜是原子躍遷時形成的，由于原子的能級是分立的，所以氫原子的發(fā)射光譜是線狀譜，原子發(fā)出的光子的能量等于原子躍遷時的能級差，只能發(fā)出特定頻率的光。
光譜分析從分析光譜成因入手，理解不同譜線的特征。
（1）連續(xù)譜和線狀譜同屬發(fā)射光譜。連續(xù)譜由熾熱的固體、液體和高壓氣體直接發(fā)光形成，光譜為一條光帶，含有各種頻率的光。線狀譜是由稀薄氣體或金屬蒸氣產生的，光譜是一些不連續(xù)的亮線，僅含有一些特定頻率的光，線狀譜中每條光譜線對應著一種頻率，不同元素的原子產生的線狀譜不同，因而可以用線狀譜來確定物質的成分。
（2）吸收光譜是由高溫物體發(fā)出的白光通過低溫物質，某些波長的光被吸收后產生的光譜，光譜是在連續(xù)譜的背景下有若干暗線，而這些暗線與線狀譜的亮線一一對應，因而吸收光譜中的暗線也是該元素原子的特征譜線。（3）由于各種元素的原子結構不同，在光源的作用下都可以產生自己特征的光譜。如果一個樣品經過激發(fā)在感光板上有幾種元素的譜線出現(xiàn)，就證明該樣品中有這幾種元素。光譜分析可以分析多種元素，精度、靈敏度高，且不需純樣品，只需利用已知光譜，即可進行光譜定性分析。
1. （多選）關于原子光譜，下列說法正確的是( )A. 原子光譜是不連續(xù)的B. 原子光譜是連續(xù)的C. 由于原子都是由原子核和電子組成的，因此各種原子的原子光譜是相同的D. 因為各種原子的原子結構不同，所以各種原子的原子光譜也不相同
[解析] 原子光譜為線狀譜，各種原子都有自己的特征譜線。
2. 關于經典理論，以下論斷中錯誤的是( )A. 按經典電磁理論，核外電子受原子核庫侖引力，不能靜止只能繞核運轉，電子繞核加速運轉，不斷地向外輻射電磁波B. 按經典理論，繞核運轉的電子不斷向外輻射能量，電子將逐漸接近原子核，最后落入原子核上C. 按照盧瑟福的核式結構理論，原子核外電子繞核旋轉，原子是不穩(wěn)定的，說明該理論不正確D. 經典電磁理論可以很好地應用于宏觀物體，但不能用于解釋原子世界的現(xiàn)象
[解析] 盧瑟福的核式結構沒有問題，主要問題出在經典電磁理論不能用來解釋原子世界的現(xiàn)象。
3. 氫原子部分能級的示意圖如圖所示，不同色光的光子能量如表所示。
處于某激發(fā)態(tài)的氫原子，發(fā)射的光的譜線在可見光范圍內僅有2條，其顏色分別為( )A. 紅、藍—靛B. 黃、綠C. 紅、紫D. 藍—靛、紫
5. （2021廣東學業(yè)水平選擇考適應性測試）原子從高能級向低能級躍遷產生光子，將頻率相同的光子匯聚可形成激光。下列說法正確的是( )A. 頻率相同的光子能量相同B. 原子躍遷發(fā)射的光子頻率連續(xù)C. 原子躍遷只產生單一頻率的光子D. 激光照射金屬板不可能發(fā)生光電效應
9. 下列對氫原子光譜實驗規(guī)律的認識中，正確的是( )A. 因為氫原子核外只有一個電子，所以氫原子只能產生一種波長的光B. 氫原子產生的光譜是一系列波長不連續(xù)的譜線C. 氫原子產生的光譜是一系列亮度不連續(xù)的譜線D. 氫原子產生的光的波長大小與氫氣放電管放電強弱有關
10. 甲、乙兩幅圖是氫原子的能級圖,圖中箭頭表示出核外電子在兩能級間躍遷的方向;在光電效應實驗中,分別用藍光和不同強度的黃光來研究光電流與電壓的關系,得出的圖像分別如丙、丁兩幅圖像所示。則甲、乙圖中,電子在躍遷時吸收光子的是哪幅圖?丙、丁圖中,能正確表示光電流與電壓關系的是哪幅圖( )
A. 甲、丙B. 乙、丙C. 甲、丁D. 乙、丁