高二年级化学学案:第1章 第1节 第1课时《氢原子光谱和玻尔的原子结构模型》(鲁科版选修3)(含答案解析)
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第1节 原子结构模型目标与素养:1.了解玻尔原子结构的基本观点及如何用其解释氢原子光谱的特点。
(微观探析)2.能应用量子力学对原子核外电子的运动状态进行描述,知道核外电子在一定条件下会发生跃迁。
(变化观念)一、氢原子光谱和玻尔的原子结构模型1.不同时期的原子结构模型2.光谱和氢原子光谱(1)光谱 ①概念:利用仪器将物质吸收的光或发射的光的波长和强度分布记录下来的谱线。
②形成原因:电子在不同轨道间跃迁时,会辐射或吸收能量。
(2)氢原子光谱:属于线状光谱。
氢原子外围只有1个电子,故氢原子光谱只有一条谱线,对吗?[提示] 不对。
3.玻尔原子结构模型(1)基本观点①成功地解释了氢原子光谱是线状光谱的实验事实。
②阐明了原子光谱源自核外电子在能量不同的轨道之间的跃迁,而电子所处的轨道的能量是量子化的。
二、量子力学对原子核外电子运动状态的描述1.原子轨道与量子数根据量子力学理论,人们将描述单电子运动状态的波函数称为原子轨道。
原子中的单个电子的空间运动状态用原子轨道来描述,其中每个原子轨道由3个只能取整数的量子数n、l、m共同描述。
(1)主量子数n:n的取值为正整数1,2,3,4,5,6,…,对应的符号为K,L,M,N,O,P 等。
一般而言,n越大,电子离核的平均距离越远,能量越高,因此,也将n值所表示的电子运动状态称为电子层。
引入主量子数n解决了什么问题?[提示] 引入主量子数n解决了氢原子光谱为线状光谱而不是连续光谱的问题。
(2)角量子数l:对于确定的n值,l共有n个值:0,1,2,3,…,(n-1),对应的符号分别为s,p,d,f等。
若两个电子所取的n,l值均相同,就表明这两个电子具有相同的能量。
我们用能级来表达具有相同n,l的电子运动状态,在一个电子层中,l有多少个取值,就表示该电子层有多少个不同的能级。
可见,同一电子层内的电子根据能量的不同,可以分成不同的能级,第n电子层内有n个能级,如在K层中只有1个s能级;在L层中有1个s能级和1个p能级;在M层中有1个s能级、1个p能级和1个d能级;等等。
第1课时氢原子光谱和玻尔的原子结构模型【学习目标】1.了解“玻尔原子结构模型”,知道其合理因素和存在的不足。
2.知道原子光谱产生的原因。
3.能利用“玻尔原子结构模型”解释氢原子的线状光谱。
【学习过程】一、原子结构理论发展史:1.1803年提出原子是一个“实心球体”建立原子学说的是英国化学家道尔顿,1903年汤姆逊提出原子结构的“葡萄干布丁”模型,1911年卢瑟福提出了原子结构的核式模型,1913年玻尔提出核外电子分层排布的原子结构模型,建立于20世纪20年代中期的量子力学模型已成为现代化学的理论基础。
二、必修中学习的原子核外电子排布规律:(1)原子核外的电子是分层排布的,研究表明已知原子的核外电子共分为7个电子层,也可称为能层,分别为:第一、二、三、四、五、六、七……电子(能)层符号表示K、L、M、N、O、P、Q……能量由低到高(2)原子核外各电子层最多容纳2n2个电子。
(3)原于最外层电子数目不能超过8个(K层为最外层时不能超过2个电子)。
(4)次外层电子数目不能超过18个(K层为次外层时不能超过2个),倒数第三层电子数目不能超过32个。
说明:以上规律是互相联系的,不能孤立地理解。
例如;当M层是最外层时,最多可排8个电子;当M层不是最外层时,最多可排18个电子2.核外电子总是尽量先排布在能量较低的电子层,然后由里向外,依次排布在能量逐步升高的电子层(能量最低原理)。
例如:钠原子有11个电子,分布在三个不同的电子层上,第一层2个电子,第二层8个电子,第三层1个电子。
由于原子中的电子是处在原子核的引力场中,电子总是尽可能先从内层排起,当一层充满后再填充下一层。
三、氢原子光谱人们常常利用仪器将物质吸收光或以射不的波长和强度分布记录下来,得到所谓的光谱,光谱分为吸收光谱和发射光谱,氢原子光谱为吸收光谱。
为了解释原子的稳定性和氢原子光谱是线状光谱的实验事实,丹麦科学家玻尔在卢瑟福核式模型的基础上提出了核外电子分层排布的原子结构模型,该理论的重大贡献在于指出了原子光谱源自核外电子在不同能量的轨道之间的跃迁,而电子所处的轨道的能量是量子化的。
第1章原子结构
第1节原子结构模型
第1课时氢原子光谱和玻尔的原子结构模型【教学目标】
(1)了解“玻尔原子结构模型”,知道其合理因素和存在的不足。
(2)知道原子光谱产生的原因。
(3)能利用“玻尔原子结构模型”解释氢原子的线状光谱。
【教学重难点】
重点:玻子原子模型
难点:原子光谱产生的原因。
【学案导学过程】
知识支持:光谱是研究原子结构的重要方法
光谱:人们利用仪器将物质吸收的光或发射的光的波长和强
度分布记录下来。
连续光谱:由各种波长的光组成,且相近的波长差别级小而
不能分辨的光谱。
线状光谱:由具有特定波长的、彼此分立的谱线组成的光谱。
(图1)。
第1章原子结构第1节原子结构模型第1课时氢原子光谱和玻尔的原子结构模型【学习目标】1.了解原子结构模型的演变历程和玻尔的原子结构模型的内容。
2.知道基态、激发态和原子光谱等概念,认识原子光谱分析的应用。
【知识回顾】1.原子是由_______和_________构成的。
原子核是由_____和_____构成的,但_______原子核例外。
在原子中,核电荷数=_____数=_________数。
2.核素818O的意义是O原子核内有___个质子、___个中子、质量数为___。
3.请你补全“Rn”氡的原子结构示意图,并且与其他同学交流你从原子结构示意图中获得的信息:_____________。
4.通常所说的光是指人的____所能感觉到的,在真空中波长介于____________之间的电磁波。
不同波长的光在人的视觉中表现出不同的_____,按波长由长到短依次为___、___、黄、___、___、___、___。
【知识梳理】1.对原子结构认识的发展过程英国科学家_______在1803年建立了原子学说→1903年英国的________提出了原子结构的“葡萄干布丁”模型→1911年英国物理学家卢瑟福提出了原子结构的_________ → 1913年丹麦科学家玻尔建立起核外电子_____排布的原子结构模型→20世纪20年代中期建立了原子结构的________模型。
2.氢原子光谱(1)光谱①光谱的定义许多物质都能够吸收光或发射光。
为了研究物质的这种性质,人们利用仪器将物质吸收光或发射光的_____和_____分布记录下来,就得到所谓的光谱。
②光谱的分类光谱的分类标准有多种,一般我们只考虑_________和_________的分类方法。
连续光谱:若由光谱仪获得的光谱是由_________的光所组成,且相近的波长差别极小而不能分辨,则所得光谱为连续光谱。
例如,阳光形成的光谱即为连续光谱。
线状光谱:若由光谱仪获得的光谱是由具有_________的、彼此分立的谱线组成,则所得光谱为线状光谱。
课题 4.4氢原子光谱和玻尔的原子模型课型新授课核心素养物理观念:了解人类探索原子及其结构的历史。
知道原子的核式结构模型。
通过对氢原子光谱的分析,了解原子的能级结构。
明确玻尔原子模型的意义。
科学思维:领悟理论与实践结合的科学思想。
掌握发现错误-分析原因-提出假设-实验验证的科学探究方法科学探究:物理学史中重要理论和实验的产生有其历史发展的必然性,在对这种必然性以及理论与实验的科学性的分析过程就是一种非常可行的科学探究过程。
科学态度与责任:理解人类对原子的认识和研究经历了一个十分漫长的过程,这一过程也是辩证发展的过程,通过教学让学生体验科学家所进行的科学探究,领会科学方法和科学精神。
学科德育通过严谨的理论分析和科学推理过程培养学生科学严谨、实事求是的学习态度。
教材分析本节内容主要是光谱、氢原子光谱的实验规律和经典理论的困难,本节的重点难点是氢原子光谱实验规律。
本节内容再现了原子结构理论在实践中接受检验、推理、再检验、再修正的过程。
要在教学过程中使学生体会到,从原子结构的核式结构(理论)到经典理论难以解释(实践)再到玻尔原子结构假设说(新理论)再到对氢光谱的成功解释(再实践)的科学探究过程,领会科学方法和科学精神。
学情分析学生通过对前几节知识的学习,对本章内容有一点的认识,但是由于本章涉及的概念较多,也比较抽象,因此,在讲授新内容时,要注意新旧知识的衔接,并要对学生不理解、容易混淆的概念,要及时运用类比的方法帮助学生理解和区分,最后按照学生的实际水平,选择难度适当并有代表性的题目进行分析并加以练习强化学习目标1.了解光谱、连续谱和线状谱等概念;2.知道氢原子光谱的实验规律;3.知道经典物理的困难在于无法解释原子的稳定性和光谱分力特性;学习重点氢原子光谱实验规律学习难点氢原子光谱实验规律学法指导学习氢原子光谱的特点,揭示物理现象的科学本质,提高探究能力。
学会用事实说话,坚持实事求是的科学态度,体验科学家的艰辛,激发探索科学规律的热情。
第1课时氢原子光谱和玻尔的原子结构模型【教学目标】
1.了解“玻尔原子结构模型”,知道其合理因素和存在的不足。
2.知道原子光谱产生的原因。
3.能利用“玻尔原子结构模型”解释氢原子的线状光谱。
【教学重点】
1.基态、激发态及能量量子化的概念。
2.原子光谱产生的原因。
3.利用跃迁规则,解释氢原子光谱是线状光谱及其他光谱现象。
【教学难点】
1.能量量子化的概念。
2.原子光谱产生的原因。
【教学方法】启发式讨论式
【教学过程】
【板书设计】
第1节原子结构模型
一、道尔顿原子学说
二、卢瑟福原子结构模型
1.逐条分析“玻尔原子结构模型”。
2.玻尔原子结构模型
(1)行星模型
(2)定态假设
(3)量子化条件
(4)跃迁规则。
《氢原子光谱和玻尔的原子模型》教学案课标核心素养要求了解氢原子光谱和波尔的原子模型学习目标 1、知道光谱、氢原子光谱的实验规律2、了解波尔的原子模型,能用原子能级图分析问题 学习重点波尔的原子模型、应用原子能级图分析问题学习过程【自主学习】回顾原子的核式结构:【合作学习·难点探究】任务一、了解光谱及氢原子光谱的实验规律 阅读教材梳理:1、把食盐放在火中灼烧,会发出黄色的光2、说明发射光谱形成和种类: 连续谱: 线状谱: 原子特征谱线:3、氢原子光谱巴耳末对氢原子光谱的在可见光区域的谱线进行研究得到了下面的公式:1λ=R ∞⎝ ⎛⎭⎪⎫122-1n 2,n =3,4,5,…,该公式称为巴耳末公式。
【例1】关于光谱和光谱分析,下列说法正确的是( ) A .太阳光谱和白炽灯光谱是线状谱B .霓虹灯和煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的光谱是线状谱C .进行光谱分析时,可以利用线状谱,也可以利用连续谱D .观察月亮光谱,可以确定月亮的化学组成【例2】巴耳末通过对氢原子光谱的研究总结出巴耳末公式1λ=R ∞⎝ ⎛⎭⎪⎫122-1n 2,n =3,4,5…,对此,下列说法正确的是( ) A .巴耳末依据核式结构理论总结出巴耳末公式B .巴耳末公式反映了氢原子发光的连续性C.巴耳末依据氢光谱的分析总结出巴耳末公式D.巴耳末公式准确反映了氢原子发光的分立性,其波长的分立值并不是人为规定的任务二、波尔的原子理论1、经典电磁理论的困难(1)无法解释原子的稳定性,(2)无法解释原子光谱的分立特征。
2、玻尔原子理论的基本假设(1)轨道量子化:轨道半径只能够是一些不连续的、某些分立的数值,电子在这些轨道上是稳定的,不产生电磁辐射氢原子的电子轨道最小半径为r1=0.053 nm,其余轨道半径满足r n=n2r1(2)能量量子化:电子在不同轨道上运动时具有不同的能量,即原子的能量是______称为能级,原子中这些具有确定能量的稳定状态,称为______。
第1课时 氢原子光谱和玻尔的原子结构模型[课标要求]1.了解原子结构模型的演变历程和玻尔的原子结构模型的内容。
2.知道基态、激发态和原子光谱等概念。
基础1.不同时期的原子结构模型2.光谱和氢原子光谱(1)光谱①概念:利用仪器将物质 或 的波长和强度分布记录下来的谱线。
②形成原因:电子在不同轨道间 时,会辐射或吸收能量。
(2)氢原子光谱:属于 光谱。
3.玻尔原子结构模型的基本观点 运动轨迹原子中的电子在具有确定半径的圆周轨道上绕 运动,并且不辐射能量 能量分布在不同轨道上运动的电子具有 的能量,而且能量是 的。
轨道能量依n (电子层数)值(1,2,3,…)的增大而 电子跃迁 对氢原子而言,电子处于n =1的轨道时能量最低,称为 ;能量高于基态的状态称为 。
电子在能量不同的轨道之间跃迁时,辐射或吸收的能量以光的形式表现出来并被记录下来,就形成了(1)基态原子垐垐垎噲垐垐吸收能量释放能量激发态原子。
(2)基态原子和激发态原子的相互转化时吸收或释放能量,形成光谱。
(3)焰色反应产生的原因是原子中的电子在能量不同轨道上跃迁。
典例1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)门捷列夫提出原子学说,并发现元素周期律。
()(2)氢原子外围只有一个电子,故氢原子光谱只有一条谱线。
()(3)氢原子光谱属于线状光谱。
()(4)基态氢原子转变成激发态氢原子时释放能量。
()(5)焰色反应与电子跃迁有关,属于化学变化。
()2.原子结构模型的建立经历了若干个阶段,下列是这几个阶段中的主要成果和代表人物,请用线连接起来。
ⅠⅡ葡萄干布丁模型道尔顿实心球体模型卢瑟福核式模型汤姆逊核外电子分层排布模型玻尔随堂练习1.成功解释氢原子光谱为线状光谱的原子结构模型的是()A.卢瑟福原子结构模型B.玻尔原子结构模型C.量子力学模型D.汤姆逊原子结构模型2.对充有氖气的霓虹灯管通电,灯管发出红色光。
产生这一现象的主要原因是() A.电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量B.电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线C.氖原子获得电子后转变成发出红光的物质D.在电流的作用下,氖原子与构成灯管的物质发生反应3.原子的吸收光谱是线状的而不是连续的,主要原因是()A.原子中电子的能量高低B.外界条件的影响C.仪器设备的工作原理D.原子轨道的能量是量子化的4.日光等白光经棱镜折射后产生的是__________光谱。
高二化学《第一章原子结构》精品教案本章教学目标1.了解原子结构的构造原理,知道原子核外电子的能级分布,能用电子排布式表示常见元素(1~36号)原子核外电子的排布。
2.了解能量最低原理,知道基态与激发态,知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁产生原子光谱。
3.了解原子核外电子的运动状态,知道电子云和原子轨道。
4.认识原子结构与元素周期系的关系,了解元素周期系的应用价值。
5.能说出元素电离能、电负性的涵义,能应用元素的电离能说明元素的某些性质。
6.从科学家探索物质构成奥秘的史实中体会科学探究的过程和方法,在抽象思维、理论分析的过程中逐步形成科学的价值观。
相关考纲要求:必修部分(1)了解元素、核素和同位素的含义。
(2)了解原子构成。
了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的相互关系。
(3)了解原子核外电子排布。
(4)掌握元素周期律的实质。
了解元素周期表(长式)的结构(周期、族)及其应用。
(5)以第3周期为例,掌握同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系。
(6)以IA和VIIA族为例,掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系。
(7)了解金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质递变的规律。
(8)了解化学键的定义。
了解离子键、共价键的形成。
选修部分: 1.了解原子核外电子的能级分布,能用电子排布式表示常见元素(1~36号)原子核外电子的排布。
了解原子核外电子的运动状态。
2.了解元素电离能的含义,并能用以说明元素的某些性质。
3.了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁,了解其简单应用。
4.了解电负性的概念,知道元素的性质与电负性的关系。
本章内容的课时安排:(教参安排)第一节原子结构模型 4课时第二节原子结构与元素周期表 3课时第三节原子结构与元素性质 2课时本章复习 2课时第一节第一节原子结构模型【教学目标】1.了解氢原子光谱的特点和玻尔原子结构模型的基本观点及其对原子结构理论的贡献。
第1节 原子结构模型第1课时 氢原子光谱和玻尔的原子结构模型[学习目标定位] 1.知道原子结构模型的演变历程和玻尔的原子结构模型的内容。
2.知道基态、激发态和原子光谱等概念,认识原子光谱分析的应用。
一 原子结构模型的演变1.阅读教材,将下列各原子结构模型的名称及相关科学家的名字填入表中:在原子核上,电子在原子核外空间做高速运动。
卢瑟福因此被誉为“原子之父”。
[归纳总结]1.由于道尔顿最早提出了原子论,合理地解释了当时的一些化学现象和规律,给化学奠定了唯物主义理论基石,所以道尔顿被誉为近代化学之父。
2.从原子结构模型的演变过程可以看出,人类对原子结构的认识过程是逐步深入的。
虽然很多科学家得到了一些错误的结论,但对当时发现真相作出了一定的贡献。
3.随着现代科学技术的发展,科学家已能利用电子显微镜和扫描隧道显微镜来拍摄表示原子图像的照片并且能在晶体硅表面上用探针对原子进行“搬迁”。
[活学活用]1.自从1803年英国化学家、物理学家道尔顿提出了原子假说,人类对原子结构的认识就不断深入、发展,并通过实验事实不断地完善对原子结构的认识。
下列关于原子结构模型的说法中,正确的是()A.道尔顿的原子结构模型将原子看作实心球,故不能解释任何问题B.汤姆逊“葡萄干布丁”原子结构模型成功地解释了原子中的正负粒子是可以稳定共存的C.卢瑟福核式原子结构模型指出了原子核和核外电子的质量关系、电性关系及占有体积的关系D.玻尔电子分层排布原子结构模型引入了量子化的概念,能够成功解释所有的原子光谱答案 C解析道尔顿的原子理论成功地解释了质量守恒定律等规律,故A选项是错误的;汤姆逊“葡萄干布丁”原子结构模型提出了正负电荷的共存问题,但同时认为在这样微小的距离上有着极大的作用力,存在着电子会被拉进去并会碰撞在带正电的核心上这样的问题,故B选项是错误的;卢瑟福通过α粒子散射实验提出了核式原子结构模型,散射实验的结果能够分析出原子核和核外电子的质量关系、电性关系及占有体积的关系,故C选项是正确的;玻尔电子分层排布原子结构模型只引入了一个量子化的概念,只能够解释氢原子光谱,而不能解释比较复杂的原子光谱,故D选项是错误的。
《氢原子光谱和玻尔的原子模型》教学设计一、教学目标1、知识与技能目标(1)了解氢原子光谱的实验规律,知道什么是线状谱。
(2)理解玻尔原子模型的基本假设,能用玻尔理论解释氢原子光谱的形成。
2、过程与方法目标(1)通过对氢原子光谱规律的探究,培养学生观察、分析和解决问题的能力。
(2)通过对玻尔原子模型的学习,培养学生的逻辑思维和科学推理能力。
3、情感态度与价值观目标(1)让学生感受科学家探索微观世界的艰辛和勇气,培养学生勇于创新、敢于质疑的科学精神。
(2)激发学生对物理学科的兴趣,增强学生对科学的好奇心和求知欲。
二、教学重难点1、教学重点(1)氢原子光谱的实验规律。
(2)玻尔原子模型的基本假设。
2、教学难点(1)用玻尔理论解释氢原子光谱的形成。
(2)对玻尔原子模型中量子化概念的理解。
三、教学方法讲授法、讨论法、实验演示法、多媒体辅助教学法四、教学过程1、导入新课通过展示美丽的霓虹灯和激光灯光束,引出光与原子结构的关系,从而导入本节课的主题——氢原子光谱和玻尔的原子模型。
2、知识讲解(1)氢原子光谱首先,介绍光谱的概念,即利用分光镜将光分解成不同频率的成分,并形成光谱。
然后,重点讲解氢原子光谱的实验规律,展示氢原子的线状光谱图,让学生观察其特点。
氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线,分别是红、蓝、紫、紫靛光,它们的波长和频率都有特定的数值。
(2)经典理论的困难引导学生思考,按照经典电磁理论,绕核运动的电子会不断辐射能量,导致轨道半径逐渐减小,最终落到原子核上。
但事实上,原子是稳定的,而且氢原子光谱是不连续的线状谱,这是经典理论无法解释的。
(3)玻尔的原子模型接下来,讲解玻尔提出的原子模型。
①定态假设:原子只能处于一系列不连续的能量状态中,在这些状态中原子是稳定的,电子虽然绕核运动,但并不向外辐射能量。
②跃迁假设:原子从一种定态跃迁到另一种定态时,会辐射或吸收一定频率的光子,光子的能量等于两定态的能量差。
4.4 第1课时 氢原子光谱和玻尔的原子模型【素养目标】1.了解光谱、连续谱和线状谱等概念2.知道氢原子光谱的实验规律3.知道经典物理的困难在于无法解释原子的稳定性和光谱分立特征4.知道玻尔原子理论基本假设的主要内容.【知识梳理】知识点一、光谱1.定义用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开,获得光的波长(频率)和强度分布的记录,即光谱.2.分类(1)线状谱:由一条条的亮线组成的光谱.(2)连续谱:由连在一起的光带组成的光谱.(3)吸收光谱:连续谱中某些波长的光被物质吸收后的光谱3.光谱分析(1)定义:利用原子的特征谱线来鉴别物质和确定物质的组成成分.(2)优点:灵敏度高.知识点二、氢原子光谱的实验规律1.氢原子的光谱(可见光)氢原子只能发出一系列特定波长的光,氢原子光谱是不连续的线状谱。
2.巴耳末公式①公式:1λ=R∞(122-1n2)(n =3,4,5,…). ②意义:巴耳末公式以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱,即辐射波长的分立特征.3.氢光谱在红外和紫外光区的其他谱线也都满足与巴耳末公式类似的关系式。
知识点三、经典理论的困难(1)用经典(电磁)理论在解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征时遇到了困难.(2)经典理论可以很好地应用于宏观物体,但不能用来解释原子世界的现象. 知识点四、玻尔原子理论的基本假设1.轨道量子化(1)原子中的电子在库仑力的作用下,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,且不产生电磁辐射.2.定态当电子在不同轨道上运动时,原子处于不同的状态,原子在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.频率条件当电子从能量较高的定态轨道(其能量记为E m )跃迁到能量较低的定态轨道(其能量记为E n ,m >n )时,会放出能量为hν的光子,该光子的能量hν=E m -E n ,这个式子被称为频率条件,又称辐射条件.【典例精析】例1.氢原子光谱除了巴耳末系外,还有赖曼系,帕邢系等,其中赖曼系的表达式为221111R n λ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,求赖曼系中波长最长的波对应的频率. 例2.已知氢原子光谱中巴耳末线系第一条谱线H α的波长为6565A .(1)试推算里德伯常量的值.(2)利用巴耳末公式求其中第四条谱线的波长和对应光子的能量.(101A =10m -) 例3.如图所示,某原子的三个能级的能量分别为E 1、E 2和E 3.a 、b 、c 为原子跃迁所发出的三种波长的光,下列判断正确的是 .A .E 1 >E 2>E 3B .(E 3-E 2)>(E 2- E 1)C .b 光的波长最长D .c 光的频率最高【素养作业】 1 关于光谱和光谱分析,下列说法正确的是( )A .太阳光谱是连续谱,分析太阳光谱可以知道太阳内部的化学组成B .霓虹灯和炼钢炉中炽热铁水产生的光谱,都是线状谱C .强白光通过酒精灯火焰上的钠盐,形成的是吸收光谱D .进行光谱分析时,可以利用发射光谱,也可以用吸收光谱2 (多选)下列说法中正确的是( )A .进行光谱分析,可以用线状谱,也可以用吸收光谱B .光谱分析的优点是非常灵敏而迅速C .使一种物质发出的白光通过另一种物质的低温蒸气,取得吸收光谱,就可以对前者的化学组成进行分析D .摄下月球的光谱,可以分析出月球是由哪些元素组成的3 巴耳末系谱线波长满足巴耳末公式1λ=R ∞⎝⎛⎭⎫122-1n 2(n =3,4,5,…),在氢原子光谱可见光区(巴耳末系的前四条谱线在可见光区),最长波长与最短波长之比为( )A.85B.95C.43D.984 (多选)关于经典电磁理论与氢原子光谱之间的关系,下列说法正确的是( )A .经典电磁理论很容易解释原子的稳定性B .根据经典电磁理论,电子绕原子核转动时,电子会不断释放能量,最后被吸附到原子核上C .根据经典电磁理论,原子光谱应该是连续的D .氢原子光谱彻底否定了经典电磁理论5 (多选)下列与玻尔理论有直接关系的叙述中,正确的是( )A .电子绕原子核运动,但并不向外辐射能量,这时原子的状态是稳定的B .原子的一系列能量状态是不连续的C .原子从一个能量状态跃迁到另一个能量状态时,吸收或放出某一频率的光子D .氢原子由带正电的原子核和带负电的电子组成,电子绕原子核旋转【参考答案】例1.【答案】152.47510Hz ⨯【解析】对于赖曼系,当2n =时对应光的波长最长2211113=124R R λ⎛⎫-= ⎪⎝⎭ 波长1λ的光对应的频率为78151133= 1.1010310Hz 2.47510Hz 44cv Rc λ==⨯⨯⨯⨯=⨯ 例2.【答案】(1)711.09710m -⨯(2)74.10210m -⨯ 194.8510J -⨯【解析】(1)巴耳末系中第一条谱线为3n =时,即221111=23R λ⎛⎫- ⎪⎝⎭ 1711013636m 1.09710m 55656510R λ---===⨯⨯⨯ (2)巴耳末系中第四条谱线对应6n =,则224111=26R λ⎛⎫- ⎪⎝⎭ 74736=m 4.10210m 8 1.09710λ-=⨯⨯⨯ 3481974 6.6310310J 4.8510J 4.10210cE hv h λ---⨯⨯⨯==⋅==⨯⨯ 例3.【答案】D【解析】AB.结合题图和电子跃迁时发出的光子的能量为:m m E E E =-可知,c a b E E E =+能量差32E E -等于光子a 的能量,能量差21E E -等于光子b 的能量,能量差31E E -等于光子c 的能量,那么c 对应的能量最大,而a 对应的能量最小,因:123E E E << 且12n E E n= 则有3221E E E E --<故AB 错误;CD.又hcE λ=c 光的频率最高,a 光的波长最长,故C 错误,D 正确.【素养作业】1 【解析】A 错:太阳光谱是吸收光谱,这是由于太阳内部发出的强光经过太阳大气层时产生的.B 错:霓虹灯内是稀薄气体,因此光谱是线状谱,而炼钢炉中炽热铁水产生的光谱是连续谱.C 对:强白光通过酒精灯火焰上的钠盐时,某些频率的光被吸收,形成吸收光谱.D 错:发射光谱可以分为连续谱和线状谱,而光谱分析中只能用线状谱.【答案】C2 【解析】由于每种元素都有自己的特征谱线,因此,可以根据光谱来鉴别物质和确定它的化学组成.所以光谱分析可以用线状谱或者吸收光谱.吸收光谱分析的是低温蒸气物质的化学组成.月球的光谱是太阳的反射光谱,故不能分析月球是由哪些元素组成的.【答案】AB3 【解析】在巴耳末系中,根据1λ=R ∞⎝⎛⎭⎫122-1n 2知,当n =3时,光子能量最小,波长最大,有1λmax =R ∞⎝⎛⎭⎫122-132=5R ∞36;当n =6时,光子能量最大,波长最小,有1λmin =R ∞⎝⎛⎭⎫122-162=2R ∞9.所以λmax λmin =85. 【答案】A4 【解析】根据经典电磁理论:电子绕原子核转动时,电子会不断释放能量,最后被吸附到原子核上,原子不应该是稳定的,并且发射的光谱应该是连续的.氢原子光谱并没有完全否定经典电磁理论,而是引入了新的概念.【答案】BC5 【解析】A 、B 、C 三项都是玻尔提出来的假设,其核心是原子定态概念的引入与能级跃迁学说的提出,也就是“量子化”的概念,而D 项为卢瑟福提出的核式结构模型.【答案】ABC。
第1章原子结构第1节原子结构模型第1课时氢原子光谱和玻尔的原子结构模型【学习目标】1.了解原子结构模型的演变史。
2.知道玻尔的原子结构模型的基本观点及其成功之处和不足之处。
3.知道什么叫基态和激发态。
一、原子结构模型的演变史1803年道尔顿提出原子是一____________的模型;1903年汤姆逊在发现________的基础上,提出了“______________”模型;1911年卢瑟福在________________实验的基础上提出了原子结构________模型;1913年玻尔提出____________________的原子结构模型;20世纪20年代中期建立起了____________模型。
二、氢原子光谱1.光谱:利用仪器将物质吸收光或发射光的波长和强度分布记录下来,即得到该物质的________。
光谱可分为____________和____________。
2.氢原子光谱:是具有特定波长、彼此分立的线状光谱。
三、玻尔原子结构模型1.基本观点(1)原子中的电子是在具有____________的圆周轨道上绕原子核运动的,并且不_____。
(2)在不同轨道上运动的电子具有________的能量,而且能量是__________的。
轨道能量依n值的增大而________。
(3)只有当电子从一个________(能量为E i)跃迁到另一个________(能量为E j)时,才会________或________能量。
如果该能量以光的形式表现并被记录下来,就形成了光谱。
2.成功之处:成功地解释了氢原子光谱是线状光谱的实验事实,阐明了原子光谱源自核外电子在能量不同的轨道之间的跃迁,而电子所处的轨道的能量是量子化的。
3.不足之处:无法解释氢原子光谱的精细结构和复杂的光谱现象。
四、基态与激发态原子中的电子处于____________状态时叫做基态;能量高于________的状态叫做激发态。
1.下列对不同时期原子结构模型的提出时间排列正确的是()①电子分层排布模型②“葡萄干布丁”模型③量子力学模型④道尔顿原子学说⑤核式模型A.①③②⑤④B.④②③①⑤C.④②⑤①③D.④⑤②①③2.下列说法正确的是()A.氢原子光谱是元素的所有原子光谱中最简单的光谱之一B.“量子化”就是不连续的意思,微观粒子运动均有此特点C.玻尔原子结构模型不但成功解释了氢原子光谱是线状光谱的实验事实,而且还推广到其他原子光谱D.卢瑟福认为原子中电子在具有确定半径的圆周轨道上绕原子核运动3.同一原子的基态和激发态相比较()①基态时的能量比激发态时高②基态时比较稳定③基态时的能量比激发态时低④激发态时比较稳定A.①②B.②③C.①④D.③④4.日光等白光经棱镜折射后产生的是________光谱。
原子光谱则与之不同,它是由不连续特征谱线组成的,称为________光谱。
根据原子光谱谱线分析结果,可以得到的结论是原子轨道能量变化是不连续的,这种情况又称为原子的能量是________化的。
5.当氢原子的一个电子从第二能级跃迁到第一能级时,发射的光子的波长是121.6 nm,电子从第三能级跃迁到第二能级时发射出光子的波长为656.3 nm。
试回答:(1)哪种光子的能量大,说明理由。
(2)求氢原子中电子第三能级和第二能级的能量差及第二能级和第一能级的能量差。
并说明原子中的能量是否连续。
练基础落实知识点一原子结构模型的演变史1.在物质结构研究的历史上,首先提出原子是一个实心球体的是()A.汤姆逊B.卢瑟福C.道尔顿D.玻尔2.提出核式原子模型的是英国物理学家()A.玻尔B.卢瑟福C.汤姆逊D.道尔顿3.自从1803年英国化学家、物理学家道尔顿提出了原子假说,人类对原子结构的认识就不断深入、发展,并通过实验事实不断地完善对原子结构的认识。
下列关于原子结构模型的说法中,正确的是()A.道尔顿的原子结构模型将原子看作实心球,故不能解释任何问题B.汤姆逊“葡萄干布丁”原子结构模型成功地解释了原子中的正负粒子是可以稳定共存的C.卢瑟福核式原子结构模型指出了原子核和核外电子的质量关系、电性关系及占有体积的关系D.玻尔电子分层排布原子结构模型引入了量子化的概念,能够成功解释所有的原子光谱4.关于原子模型的演变过程,正确的是()A.汤姆逊原子模型→道尔顿原子模型→卢瑟福原子模型→玻尔原子模型→量子力学模型B.汤姆逊原子模型→卢瑟福原子模型→玻尔原子模型→量子力学模型→道尔顿原子模型C.道尔顿原子模型→卢瑟福原子模型→汤姆逊原子模型→玻尔原子模型→量子力学模型D.道尔顿原子模型→汤姆逊原子模型→卢瑟福原子模型→玻尔原子模型→量子力学模型知识点二氢原子光谱及玻尔原子结构模型5.玻尔理论不能解释()A.氢原子光谱为线状光谱B.在一给定的稳定轨道上,运动的核外电子不辐射能量C.电子从一个轨道(能量为E i)跃迁到另一个轨道(能量为E j)时会辐射或吸收能量,且该能量与两个轨道的能量差有关D.有外加磁场时氢原子光谱增加多条谱线6.1913年,丹麦科学家玻尔第一次认识到氢原子光谱是氢原子的电子跃迁产生的。
玻尔的原子结构理论的一个很大的成就是()A.证明了原子核外电子在圆形轨道上运动B.提出了原子核是可以进一步细分的C.解决了氢原子光谱和原子能级之间的关系D.应用了量子力学理论中的概念和方法7.对充有氖气的霓虹灯管通电,灯管发出红色光。
产生这一现象的主要原因是() A.电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量B.电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线C.氖原子获得电子后转变成发出红光的物质D.在电流的作用下,氖原子与构成灯管的物质发生反应8.生活中的下列现象与原子核外电子发生跃迁有关的是()A.钢铁长期使用后生锈B.节日里燃放的焰火C.金属导线可以导电D.卫生丸久置后消失知识点三关于基态和激发态9.氢原子核外只有一个电子,当氢原子的这个电子处于怎样的状态时是基态() A.n=1 B.n=2C.n=3 D.n=410.下列说法正确的是()A.自然界中的所有原子都处于基态B.同一原子处于激发态时的能量一定高于基态时的能量C.无论原子种类是否相同,基态原子的能量总是低于激发态原子的能量D.激发态原子的能量较高,极易失去电子,表现出较强的还原性练综合拓展11.在探索微观世界的过程中,科学家们常通过建立假说模型来把握物质的结构及特点。
关于假说,有如下表述,其中正确的是()A.假说是对现实中已知事物或现象的一种简化处理B.假说是对未知领域的事物或现象提出的一种推测C.假说是对一个问题的所有幻想和假定D .假说最终都可以变成科学理论12.(1)19世纪末,人们开始揭示原子内部的秘密,最早发现电子的科学家是________。
(2)道尔顿的原子学说曾起了很大的作用。
他的学说包含下列三个论点:①原子是不能再分的粒子,②同种元素的原子的各种性质和质量都相同,③原子是微小的实心球体。
从现代的观点看,你认为三个论点中不确切的是________。
课时作业答案解析第1章 原子结构第1节 原子结构模型第1课时 氢原子光谱和玻尔的原子结构模型双基落实一、实心球体 电子 葡萄干布丁 α粒子散射 核式核外电子分层排布 量子力学二、1.光谱 连续光谱 线状光谱三、1.(1)确定半径 辐射能量 (2)不同 量子化 升高 (3)轨道 轨道 辐射 吸收 四、最低能量 基态课堂练习1.C [熟悉各时期原子结构模型的演变是做好本题的关键。
]2.B [氢原子光谱是元素的所有原子光谱中最简单的光谱。
玻尔的核式模型成功地解释了氢原子光谱是线状光谱的实验事实,但对多电子原子的光谱却无法解释。
]3.B [本题考查原子的基态和激发态的能量和稳定性。
基态时比较稳定,基态时的能量比激发态时低,②③正确;①④错误。
]4.连续 线状 量子5.(1)第一种光子能量大,因为E =hc λ,第一种光子的λ小,所以E 大。
(2)ΔE 2.1=1.6×10-18 J ΔE 3.2=3.0×10-19 J ;能量不连续。
解析 (1)|E j -E i |=hυ,λ=c ν, 即E =hc λ,由公式可知λ越小,E 越大。
(2)ΔE 2.1=hc λ=6.626×10-34J·s×3×108 m·s -1121.6×10-9 m =1.6×10-18JΔE 3.2=hc λ=6.626×10-34J·s×3×108 m·s -1656.3×10-9 m =3.0×10-19J课时作业1.C 2.B3.C [道尔顿的原子理论成功地解释了质量守恒定律等规律,故A 选项是错误的;汤姆逊“葡萄干布丁”原子结构模型提出了正、负电荷的共存问题,但同时认为在这样微小的距离上有着极大的作用力,存在着电子会被拉进去并会碰撞在带正电的核心上这样的问题,故B 选项是错误的;卢瑟福通过α粒子散射实验提出了核式原子结构模型,散射实验的结果能够分析出原子核和核外电子的质量关系、电性关系及占有体积的关系,故C 选项是正确的;玻尔电子分层排布原子结构模型只引入了一个量子化的概念,只能够解释氢原子光谱,而不能解释比较复杂的原子光谱,故D 选项是错误的。
]4.D [原子模型的演变过程是:道尔顿原子模型、汤姆逊原子模型、卢瑟福原子模型、玻尔原子模型、量子力学模型。
A 、B 、C 均错误,所以选D 。
]5.D [玻尔理论是针对原子的稳定存在和氢原子光谱为线状光谱的事实提出的,而对于有外加磁场时氢原子光谱增加多条谱线这一现象,玻尔的原子结构模型已无法解释,必须借助于量子力学加以解释。
]6.D [玻尔把量子论用于原子,与卢瑟福核式原子模型结合起来,提出电子在一定轨道上运动的原子结构模型,成功地解释了氢原子光谱是线状光谱的原因,为后来人们用更多的量子数来标记核外电子的运动状态、来解释复杂的原子光谱提供了可以借鉴的方法。
所以D 说法正确。
]7.A [对充有氖气的霓虹灯管通电,电子由激发态向基态跃迁时以红色光的形式释放出能量。
]8.B [钢铁长期使用后生锈是铁失去了电子,A 错;节日里燃放的焰火是原子核外电子发生了跃迁,B 正确;金属导线可以导电是电子在电场作用下的定向运动,C 错;卫生丸久置后消失是分子的运动,D 错误。
]9.A10.B [自然界中的原子有的处于基态,有的处于激发态,A 选项错误;同一种原子处于激发态时的能量一定高于基态时的能量,若原子种类不同,则不一定如此,所以B 选项正确,C 选项错误;激发态原子的能量较高,容易跃迁到能量较低的状态或基态,能量降低,激发态原子若要失去电子,仍必须再吸收能量,失去电子难易程度需根据原子的具体情况而定,有的激发态原子易失去电子,有的激发态原子难失去电子,故D 错误。