人教版 (2019)第四章 原子结构和波粒二象性4 氢原子光谱和玻尔的原子模型教案配套课件ppt

这是一份人教版 (2019)第四章 原子结构和波粒二象性4 氢原子光谱和玻尔的原子模型教案配套课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了能量差，太阳光谱，光谱分析，氢原子光谱的规律，2能量量子化，ABC，电子动能变化规律等内容，欢迎下载使用。
要点 玻尔原子理论的基本假设
① 按照经典理论，核外电子在库仑引力作用下绕原子核做圆周运动。我们知道，库仑引力和万有引力形式上有相似之处，电子绕原子核的运动与卫星绕地球的运动也一定有某些相似之处，那么若将卫星—地球模型缩小是否就可以变为电子—原子核模型呢？
[答案] 提示 不可以。在玻尔理论中，电子的轨道是量子化的，半径只可能是某些分立的数值，而卫星的轨道半径可按需要任意取值。
② 我们在观察氢原子的光谱时，发现它只有几条分立的不连续的亮线而不是连续谱，这是为什么？
[答案] 提示 因为氢原子辐射的光子的能量是不连续的，只能取一系列特定的值，所以对应的光的频率也是不连续的，体现在光谱上是一些不连续的亮线。
③ 电子能吸收任意频率的光子从较低能级跃迁到较高能级吗？
[答案] 提示 电子只能吸收能量等于两能级差的光子才能发生跃迁。
1.玻尔原子理论的假设
（1）轨道假设：电子绕原子核做圆周运动，服从经典力学的规律，但轨道不能是任意的，只有半径在符合一定条件时，这样的轨道才是可能的，也就是说：电子的轨道是量子化的。电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的，不产生电磁辐射。
（1）电子绕核做圆周运动时，不向外辐射能量。（2）原子辐射的能量与电子绕核运动无关，只由跃迁前后的两个能级差决定。（3）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。（4）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。
2.理解玻尔原子模型问题的四个关键
探究点一 光谱及氢原子光谱的规律
1. 光谱一词最早由牛顿提出，1666年，牛顿就发现了白光通过三棱镜后的色散现象，并把实验中得到的彩色光带叫作光谱，从此拉开了研究光谱的序幕。
（1） 研究光谱有哪方面的意义？
[答案] 光是由原子内部电子的运动产生的，因此光谱研究是探索原子结构的重要途径。
（2） 能否根据对月光的光谱分析确定月球的组成成分？
[答案] 不能。月球不能发光，它只能反射太阳光，故其光谱是太阳的光谱。
（1） 从光谱的结果看，氢原子的光谱是什么谱线？
[答案] 从图中可以看出氢原子光谱是一条条的亮线，是线状谱。
（2） 试分析氢原子光谱的分布特点。
[答案] 在氢原子光谱图中的可见光区内，由右向左，相邻谱线间的距离越来越小，表现出明显的规律性。
1.线状谱和连续谱的比较
（1）太阳光谱的特点：在连续谱的背景上出现一些不连续的暗线，是一种吸收光谱，是阳光透过太阳的高层大气层时形成的，不是地球大气造成的。（2）对太阳光谱的解释：阳光中含有各种颜色的光，但当阳光透过太阳的高层大气射向地球时，太阳高层大气中含有的元素会吸收它自己特征谱线的光，然后再向四面八方发射出去，到达地球的这些光的谱线看起来就暗了，这就形成了连续谱背景下的暗线。
1. （多选）通过光栅或棱镜获得物质发光的光谱，光谱( )A. 按光子的频率顺序排列B. 按光子的质量大小排列C. 按光子的速度大小排列D. 按光子的能量大小排列
探究点二 玻尔原子理论、氢原子的能级跃迁
观察氢原子能级图，完成以下探究：
（3） 从氢原子能级图上也可以看出，电子的轨道半径是某些分立的值，那么，电子在核外的运动真的有固定轨道吗？为什么？
1.玻尔原子模型的三条假设
2.氢原子的能级结构和跃迁问题的理解
（3）使原子能级跃迁的两种粒子——光子与实物粒子
（4）原子跃迁时需要注意的几个问题
①注意一群原子和一个原子氢原子核外只有一个电子，这个电子在某个时刻只能处在某个可能的轨道上，在某段时间内，由某一轨道跃迁到另一个轨道时，可能的情况只有一种，但是如果容器中盛有大量的氢原子，这些原子的核外电子跃迁时就会有各种情况出现了。②注意间接跃迁与直接跃迁原子从一种能量状态跃迁到另一种能量状态时，有时可能是直接跃迁，有时可能是间接跃迁。两种情况下辐射（或吸收）光子的频率可能不同。
3.原子模型人们对原子结构的认识经历了几个不同的阶段，其中有汤姆孙模型、卢瑟福模型、玻尔模型、电子云模型，如图所示。
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
[解析] 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，只由跃迁前后的两个能级差决定。
探究点三 氢原子跃迁中的能量转化问题
（1） 电子绕氢原子核在第1轨道上做圆周运动时的动能是多少？
3.原子的电势能的变化规律
例 （2021河北唐山第十一中学高三开学考试）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
[解析] 当原子辐射出光子后，总能量减少，电子的电势能减少，而动能增加,且电势能的减少量大于动能的增加量。
1. （多选）有关氢原子光谱的说法，正确的是( )A. 氢原子的发射光谱是线状谱B. 氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光C. 氢原子光谱说明氢原子能级是分立的D. 氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关
[解析] 原子的发射光谱是原子跃迁时形成的，由于原子的能级是分立的，所以氢原子的发射光谱是线状谱，原子发出的光子的能量等于原子跃迁时的能级差，只能发出特定频率的光。
光谱分析从分析光谱成因入手，理解不同谱线的特征。
（1）连续谱和线状谱同属发射光谱。连续谱由炽热的固体、液体和高压气体直接发光形成，光谱为一条光带，含有各种频率的光。线状谱是由稀薄气体或金属蒸气产生的，光谱是一些不连续的亮线，仅含有一些特定频率的光，线状谱中每条光谱线对应着一种频率，不同元素的原子产生的线状谱不同，因而可以用线状谱来确定物质的成分。
（2）吸收光谱是由高温物体发出的白光通过低温物质，某些波长的光被吸收后产生的光谱，光谱是在连续谱的背景下有若干暗线，而这些暗线与线状谱的亮线一一对应，因而吸收光谱中的暗线也是该元素原子的特征谱线。（3）由于各种元素的原子结构不同，在光源的作用下都可以产生自己特征的光谱。如果一个样品经过激发在感光板上有几种元素的谱线出现，就证明该样品中有这几种元素。光谱分析可以分析多种元素，精度、灵敏度高，且不需纯样品，只需利用已知光谱，即可进行光谱定性分析。
1. （多选）关于原子光谱，下列说法正确的是( )A. 原子光谱是不连续的B. 原子光谱是连续的C. 由于原子都是由原子核和电子组成的，因此各种原子的原子光谱是相同的D. 因为各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同
[解析] 原子光谱为线状谱，各种原子都有自己的特征谱线。
2. 关于经典理论，以下论断中错误的是( )A. 按经典电磁理论，核外电子受原子核库仑引力，不能静止只能绕核运转，电子绕核加速运转，不断地向外辐射电磁波B. 按经典理论，绕核运转的电子不断向外辐射能量，电子将逐渐接近原子核，最后落入原子核上C. 按照卢瑟福的核式结构理论，原子核外电子绕核旋转，原子是不稳定的，说明该理论不正确D. 经典电磁理论可以很好地应用于宏观物体，但不能用于解释原子世界的现象
[解析] 卢瑟福的核式结构没有问题，主要问题出在经典电磁理论不能用来解释原子世界的现象。
3. 氢原子部分能级的示意图如图所示，不同色光的光子能量如表所示。
处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条，其颜色分别为( )A. 红、蓝—靛B. 黄、绿C. 红、紫D. 蓝—靛、紫
5. （2021广东学业水平选择考适应性测试）原子从高能级向低能级跃迁产生光子，将频率相同的光子汇聚可形成激光。下列说法正确的是( )A. 频率相同的光子能量相同B. 原子跃迁发射的光子频率连续C. 原子跃迁只产生单一频率的光子D. 激光照射金属板不可能发生光电效应
9. 下列对氢原子光谱实验规律的认识中，正确的是( )A. 因为氢原子核外只有一个电子，所以氢原子只能产生一种波长的光B. 氢原子产生的光谱是一系列波长不连续的谱线C. 氢原子产生的光谱是一系列亮度不连续的谱线D. 氢原子产生的光的波长大小与氢气放电管放电强弱有关
10. 甲、乙两幅图是氢原子的能级图,图中箭头表示出核外电子在两能级间跃迁的方向;在光电效应实验中,分别用蓝光和不同强度的黄光来研究光电流与电压的关系,得出的图像分别如丙、丁两幅图像所示。则甲、乙图中,电子在跃迁时吸收光子的是哪幅图?丙、丁图中,能正确表示光电流与电压关系的是哪幅图( )
A. 甲、丙B. 乙、丙C. 甲、丁D. 乙、丁