题目内容

根据玻尔理论,氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道后

A.原子的能量增加,电子的动能减少

B.原子的能量增加,电子的动能增加

C.原子的能量减少,电子的动能减少

D.原子的能量减少,电子的动能增加

D


解析:

  根据玻尔理论原子的能级公式为En=,从外层轨道跃迁到内层轨道,量子数由大变小,所以原子的能量减少.原子减少的能量以光子的形式辐射出去.

由于原子核对电子的库仑力为电子绕核做匀速做圆周运动的向心力.根据牛顿第二运动定律、库仑定律和向心加速度公式,有:  

又根据玻尔理论的轨道公式:    rn=n2 r1

综合上述公式可知,电子在轨道上运动时的动能为:

当轨道量子数减少时,电子的动能增加.

此题涉及原子能量、电子动能和势能两方面问题.玻尔应用量子化假设很好地解释了氢原子能级(能量)问题.氢原子只能处于一些不连续的能量状态,这些能量状态与核外电子沿不同的圆形轨道绕核运转(动能+势能)相对应.量子数为n(对应电子在第n条轨道上)的氢原子能量为.氢原子由于吸收或辐射光子而使能量改变时,能量的改变不能是任意的,只能为两个能级之差.当氢原子核外电子从高能级向低能级(从n较大的高轨道向n较小的低轨道)跃迁时,氢原子辐射光子能量后减少;电子动能(速度)增加;电场力对电子做正功,电子的电势能减少.

在分析核外电子动能变化时,一些考生把电子绕氢原子核运转与行星运转规律相类比,以为电子跃迁到不同轨道上绕氢原子核运转过程中能量守恒,电子从较高轨道跃迁到较低轨道过程中,总能量不变,动能则增加,这样理解是不对的.还有的同学死套公式最容易出现以下的错误:从外层轨道跃迁到内层轨道,量子数由大变小,n2减小,根据En=,原子的能量增加.这样做错误的直接原因是忘记了原子能量的规定:设电子距离原子核无限远处时为原子的能量零点,在各层轨道上原子的能量均为负值.

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