第四节 原子的能级结构
[学习目标] 1.了解能级、基态和激发态的概念.2.理解原子发射和吸收光子的能量与能级差的关系．(重点)3.能用玻尔原子理论简单解释氢原子光谱．(难点)4.知道氢原子的能级图．(重点)
一、能级结构猜想
1．猜想：氢气在放电过程中，氢原子的能量也在减少．如果能量是连续减少的，那么形成的光谱必定是连续谱，但是氢原子光谱是分立的，因此我们猜想原子内部的能量也是不连续的．
2．能级：原子内部不连续的能量称为原子的能级．
3．跃迁：原子从一个能级变化到另一个能级的过程叫作跃迁．
4．光子频率与能级差
关系式：hν＝Em－En.
二、氢原子的能级 玻尔理论
1．玻尔氢原子能级公式En＝－，(n＝1,2,3…)．n被称为能量量子数．
2．基态
(1)定义：在正常状态下，氢原子处于最低的能级E1(n＝1)，这个最低能级对应的状态称为基态．
(2)基态能量：E1＝－13.6_eV.
3．激发态：当电子受到外界激发时，可从基态跃迁到较高的能级E2，E3…上，这些能级对应的状态称为激发态．
4．玻尔理论的两条基本假设
(1)定态假设．原子系统中存在具有确定能量的定态，原子处于定态时，电子绕核运动不辐射也不吸收能量．
(2)跃迁假设．原子系统从一个定态跃迁到另一个定态，伴随着光子的发射和吸收．
1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)处在高能级的原子自发地向低能级跃迁，这个过程中要吸收光子．
(×)
(2)原子吸收了特定频率的光子或通过其他途径获得能量时，可从低能级向高能级跃迁． (√)
(3)氢原子的能量是不连续的，只能取一些定值也就是说氢原子的能量是量子化的． (√)
(4)氢原子能级表达式是瑞士的巴耳末最先得出的． (×)
(5)能级间的跃迁产生不连续的谱线，从不同能级跃迁到某一特定能级就形成一个线系． (√)
2．(多选)关于玻尔理论，以下论断正确的是( )
A．原子的不同定态对应于电子沿不同的圆形轨道绕核运动
B．当原子处于激发态时，原子向外辐射能量
C．只有当原子处于基态时，原子才不向外辐射能量
D．不论原子处于何种定态，原子都不向外辐射能量
AD [由轨道量子化假设知A正确，根据能级假设和频率条件知，不论原子处于何种定态，原子都不向外辐射能量，原子只有从一个定态跃迁到另一个定态时，才辐射或吸收能量．所以B、C错误，D正确．]
3．按照玻尔理论，一个氢原子的电子从一个半径为ra的圆轨道自发地直接跃迁到一个半径为rb的圆轨道上，ra>rb，此过程中( )
A．原子要辐射一系列频率的光子
B．原子要吸收一系列频率的光子
C．原子要辐射某一频率的光子
D．原子要吸收某一频率的光子
