高中物理第十八章原子结构3氢原子光谱课件新人教版选修3_5

1 高二化学选修3第一章《原子结构与性质》

单元检测题

考试时间：90分钟 满分：110分 命题：穆玉鹏 2013.3.21

一、选择题（每小题只有1个正确答案，每题3分，共54分）

1．具有下列电子排布式的原子中，半径最大的是

A、ls22s22p63s23p1 B、1s22s22p3

C、1s22s22p2 D、1s22s22p63s23p4

2．氢原子的电子云图中的小黑点表示的意义是

A、一个小黑点表示一个电子 B、黑点的多少表示电子个数的多少

C、表示电子运动的轨迹 D、电子在核外空间出现机会的多少

3．电子构型为[Ar] 3d54s2的元素是

A、稀有气体 B、过渡元素 C、主族元素 D、卤族元素

4.下列关于稀有气体的叙述不正确的是：

A、原子的最外层电子排布不一定都是以P6 结束

B、其原子与同周期ⅠA、ⅡA族阳离子具有相同电子排布式

C、化学性质非常不活泼

D、原子半径比同周期ⅦA族元素原子的大

5．对Na、Mg、Al的有关性质的叙述正确的是：

A、碱性：NaOH < Mg(OH)2 < Al(OH)3 B、第一电离能：Na < Mg

C、电负性：Na > Mg >Al D、还原性：Na > Mg >Al

6．基态铬原子的电子排布式是

A、1S22S22p63S23p64S14p5 B、1S22S22p63S23p63d6

C、1S22S22p63S23p64S23d4 D、1S22S22p63S23d54S1

7．4p轨道填充一半的元素，其原子序数是

A、15 B、 33 C、 35 D、 51

8．某元素质量数51，中子数28，其基态原子未成对电子数为

- 1 - 玻尔的原子模型

玻尔原子理论的基本假设

[探新知·基础练]

1．玻尔原子模型

(1)原子中的电子在库仑引力的作用下，绕原子核做圆周运动。

(2)电子绕核运动的轨道是量子化的。

(3)电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的，不产生电磁辐射。

2．定态

当电子在不同轨道上运动时，原子处于不同的状态中，具有不同的能量，即原子的能量是量子化的，这些量子化的能量值叫做能级。原子中这些具有确定能量的稳定状态，称为定态。能量最低的状态叫做基态，其他的能量状态叫做激发态。

3．跃迁

当电子从能量较高的定态轨道(其能量记为Em)跃迁到能量较低的定态轨道(能量记为En，m>n)时，会放出能量为hν的光子，该光子的能量hν＝Em－En，该式被称为频率条件，又称辐射条件。

[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)

1．氢原子吸收光子可从低能级跃迁到高能级。(√) - 2 - 2．玻尔认为原子的能量是量子化的，不能连续取值。(√)

3．电子在不同轨道上运动时，会辐射电磁波。(×)

[释疑难·对点练]

1．轨道量子化

(1)轨道半径只能够是一些不连续的、某些分立的数值。

(2)氢原子的电子最小轨道半径为r1＝0.053 nm，其余可能的轨道半径还有0.212 nm、0.477 nm…，不可能出现介于这些轨道之间的其他值。

(3)轨道半径公式：rn＝n2r1，式中n称为量子数，对应不同的轨道，只能取正整数。

2．能量量子化

(1)由于轨道的量子化，对应的原子内部能量也是量子化的。

(2)电子在不同的轨道上运动时，尽管是变速运动，但它并不释放能量，原子是稳定的，这样的状态也称之为定态。

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＝E1n2，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。

1 第59讲 原子的核式结构模型 氢原子光谱 原子能级

考情 剖析

(注：①考纲要求及变化中Ⅰ代表了解和认识，Ⅱ代表理解和应用；②命题难度中的A代表容易，B代表中等，C代表难)

考查

内容 考纲要求

及变化 考查年份 考查形式 考查详情 考试层级 命题难度

氢原子

光谱原

子的能级 Ⅰ

10年

12年

填空 考查能级跃迁时的能量相等关系

计算 以氢原子跃迁为背景，考查氢原子能级公式

选择 以原子跃迁为背景考查原子跃迁能级图 次重点 A或B

小结

及

预测 1.小结：原子的能级和氢原子光谱的考查形式多样，侧重考查原子能级路迁时能量的相关计算． 2 2．预测：仅09年未进行考查，预测14年考查的可能性很大．

3．复习建议：复习时注重了解氢原子能级跃迁和氢原子光谱.

知识 整合

知识网络

基础自测

一、原子结构

1．电子的发现

英国物理学家____________________发现了电子．

2．α粒子散射实验

1909～1911年，英国物理学家____________和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验，实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿______________方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于______________，也就是说它们几乎被“撞”了回来．

3．原子的核式结构模型

在原子中心有一个很小的核，原子全部的__________________和几乎全部__________________都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转．

4．三种原子模型的对比

实验基础 结构差异 成功和局限

“枣糕模型” 电子的发现 带正电物质均匀分布在原子内，电子镶嵌其中 解释了一些实验现象，无法说明α粒子散射实验

核式结

构模型 α粒子散射实验 全部正电荷和几乎全部质量集中在核里，成功解释了α粒子散射实验，无法解释原 3 电子绕核旋转 子的稳定性与原子光谱的分立特征

1 氢原子光谱

氢原子光谱（atomic spectrum of hydrogen）是最简单的原子光谱。由A.埃斯特朗首先从氢放电管中获得，后来W.哈根斯和H.沃格耳等在拍摄恒星光谱中也发现了氢原子光谱线。到1885年已在可见光和近紫外光谱区发现了氢原子光谱的14条谱线，谱线强度和间隔都沿着短波方向递减。其中可见光区有4条，分别用Hα、Hβ、Hγ、Hδ表示，其波长的粗略值分别为656.28nm（纳米）、486.13nm、434.05nm和410.17nm。

氢原子光谱是氢原子内的电子在不同能级跃迁时发射或吸收不同频率 的光子形成的光谱。氢原子光谱为不连续的线光谱。

发现简史

玻尔模型描述的氢原子光谱

85年，瑞士数学教师J.巴耳末发现氢原子可见光波段的光谱巴耳末系，并给出经验公式。

1908年，德国物理学家弗里德里希·帕邢发现了氢原子光谱的帕邢系，位于红外光波段的谱线。

1914年，物理学家西奥多·莱曼(Theodore Lyman)发现氢原子光谱的莱曼系，位于紫外光波段。

1922年，物理学家F.布拉开发现氢原子光谱的布拉开系，位于近红外光波段。

1924年，物理学家奥古斯特·普丰特发现氢原子光谱的普丰特系，位于远红外光波段。

1953年，物理学家柯蒂斯·汉弗莱发现氢原子光谱的汉弗莱系，位于远红外光波段。

光谱系列

氢原子由一个质子和一个电子构成，是最简单的原子，因此其光谱一直是了解物质结构理论的主要依据。研究其光谱，可以借由外界提供能量，使氢原子内的电子跃迁至高能级后，在跳回低能级的同时，会放出跃迁量等同两个能级之间能量差的光子，再以光栅、棱镜或干涉仪分析其光子能量、强度，就可以得到其发射光谱的明线。以一定能量、强度的光源照射氢原子，则等同其能级能量差的光子会被氢原子吸收，得到其吸收光谱的暗线。另外分析来自外太空的氢原子的光谱并非易事，因为氢在大自然中以双原子分子存在。依其发现谱线所在的能量区段可将其划分为莱曼系、巴耳末系、帕邢系、布拉开系、芬德系和汉弗莱系。