2019-2020學(xué)年高中物理 第3章 原子結(jié)構(gòu)之謎 第4節(jié) 原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)課件 粵教版選修3-5

第四節(jié)原子的能級(jí)結(jié)構(gòu) 1 白熾燈發(fā)光產(chǎn)生的光譜是 a 連續(xù)光譜b 線狀譜c 原子光譜d 吸收光譜 答案 a 3 2019年北京名校期末 關(guān)于光譜 下列說(shuō)法正確的是 a 熾熱的固體 液體和高壓氣體發(fā)出的光譜是連續(xù)光譜b 太陽(yáng)光譜中的暗線說(shuō)明太陽(yáng)缺少這些暗線對(duì)應(yīng)的元素c 氣體發(fā)出的光只能產(chǎn)生線狀光譜d 發(fā)射光譜一定是連續(xù)光譜 答案 a 解析 熾熱的固體 液體和高壓氣體發(fā)出的光譜是連續(xù)光譜 故a正確 太陽(yáng)光譜是吸收光譜 其中的暗線 說(shuō)明太陽(yáng)中存在與這些暗線相對(duì)應(yīng)的元素 故b錯(cuò)誤 高溫高壓氣體發(fā)出的光譜是連續(xù)光譜 故c錯(cuò)誤 發(fā)射光譜有兩種類型 連續(xù)光譜和明線光譜 故d錯(cuò)誤 4 多選 下列關(guān)于光譜和光譜分析的說(shuō)法中正確的是 a 光譜包括發(fā)射光譜 連續(xù)光譜 明線光譜 原子光譜 吸收光譜五種光譜b 往酒精燈的火焰上撒精鹽 可以用分光鏡觀察到鈉的明線光譜c 利用太陽(yáng)光譜可以分析太陽(yáng)的化學(xué)組成d 明線光譜又叫原子光譜 答案 bd 解析 光譜包括發(fā)射光譜和吸收光譜兩種 其中發(fā)射光譜分為連續(xù)光譜和明線光譜 明線光譜和吸收光譜都能體現(xiàn)不同原子的特征 稱為原子光譜 選項(xiàng)a錯(cuò)誤 d正確 往酒精燈的火焰上撒精鹽 可以用分光鏡觀察到鈉的明線光譜 選項(xiàng)b正確 太陽(yáng)光譜是吸收光譜 其中的暗線 是太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)太陽(yáng)大氣層時(shí)某些特定頻率的光被吸收后而產(chǎn)生的 說(shuō)明太陽(yáng)大氣層中存在與這些暗線相對(duì)應(yīng)的元素 但是不能分析太陽(yáng)的化學(xué)組成 故c錯(cuò)誤 一 能級(jí)結(jié)構(gòu)猜想1 由氫原子光譜是分立的 我們猜想原子內(nèi)部的能量也是 的 2 原子內(nèi)部不連續(xù)的能量稱為原子的 原子從一個(gè)能級(jí)變化到另一個(gè)能級(jí)的過(guò)程叫做 3 能級(jí)躍遷中的能量關(guān)系 由此可知原子在躍遷前后的能級(jí)分別為em和en 若原子由高能級(jí)向低能級(jí)躍遷 這個(gè)過(guò)程中 光子 若原子由低能級(jí)向高能級(jí)躍遷 這個(gè)過(guò)程需吸收特定頻率的 或通過(guò)其他途徑獲得 不連續(xù) 能級(jí) 躍遷 h em en 輻射 光子 能量 二 氫原子的能級(jí)1 氫原子能級(jí)表達(dá)式 en n 1 2 3 式中r為里德伯常量 h為普朗克常量 c為光速 n是正整數(shù) 這個(gè)式子表明氫原子的能量是不連續(xù)的 只能取一些定值 即氫原子的能量是 因此n也被稱為能量 2 能級(jí)狀態(tài) 1 基態(tài) 氫原子處于 的能級(jí)e1 n 1 這個(gè)最低能級(jí)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)在正常狀態(tài)下稱為基態(tài) 氫原子在基態(tài)的能量為 量子化的 量子數(shù) 最低 13 6ev 2 激發(fā)態(tài) 當(dāng)電子受到外界激發(fā)時(shí) 可從基態(tài)躍遷到 的能級(jí)e2 e3 上 這些能級(jí)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)稱為激發(fā)態(tài) 處于激發(fā)態(tài)的氫原子是不穩(wěn)定的 它會(huì)向較低的能級(jí)躍遷 躍遷時(shí)釋放出來(lái)的能量以光子形式向外輻射 原子輻射出的光子的能量等于兩能級(jí)間的 即h em en m 2 3 能級(jí)間的躍遷產(chǎn)生不連續(xù)的 從不同能級(jí)躍遷到某一特定能級(jí)就形成一個(gè) 如巴耳末線系是氫原子從n 3 4 5 等能級(jí)躍遷到n 2的能級(jí)時(shí)輻射出的光譜 較高 能量差 譜線 線系 利用光子的照射或電子與原子的碰撞都可以使原子從低能級(jí)躍遷到高能級(jí) 二者有何相同和不同之處呢 答案 利用電子與原子的碰撞使原子從低能級(jí)躍遷到高能級(jí) 原子也只吸收確定的能量 而剩余的能量作為電子碰撞后運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能 1 能級(jí)圖 如圖所示 氫原子的能級(jí)與躍遷 例1有一群氫原子處于量子數(shù)n 3的激發(fā)態(tài) 當(dāng)它們躍遷時(shí) 1 有可能放出幾種能量的光子 2 在哪兩個(gè)能級(jí)間躍遷時(shí) 所發(fā)出的光子的波長(zhǎng)最長(zhǎng) 波長(zhǎng)是多少 解析 由n 3的激發(fā)態(tài)向低能級(jí)躍遷的路徑為n3 n2 n1或n3 n1 其中由n3 n2的躍遷能級(jí)差最小 輻射的光子能量最小 波長(zhǎng)最長(zhǎng) 1 共能放出三種能量的光子 即3種頻率的光子 1 2019年重慶二模 如圖所示 為氫原子能級(jí)示意圖的一部分 關(guān)于氫原子 下列說(shuō)法正確的是 a 一個(gè)氫原子從n 3能級(jí)躍遷到n 1能級(jí) 可能輻射出3種不同頻率的電磁波 b 從n 4能級(jí)躍遷到n 3能級(jí) 氫原子會(huì)吸收光子 能級(jí)升高c 從n 4能級(jí)躍遷到n 3能級(jí) 氫原子會(huì)向外輻射光子 能級(jí)降低d 處于不同能級(jí)時(shí) 核外電子在各處出現(xiàn)的概率是一樣的 答案 c 解析 一個(gè)氫原子從n 3能級(jí)躍遷到n 1能級(jí) 最多可能輻射2種不同頻率的電磁波 故a錯(cuò)誤 從n 4能級(jí)躍遷到n 3能級(jí) 是從高能級(jí)向低級(jí)躍遷 氫原子會(huì)放出光子 能級(jí)降低 故b錯(cuò)誤 c正確 處于不同能級(jí)時(shí) 核外電子在各處出現(xiàn)的概率是不一樣的 故d錯(cuò)誤 原子吸收能量后從低能級(jí)躍遷到高能級(jí) 放出能量后從高能級(jí)躍遷到低能級(jí) 不論是哪一種躍遷都要注意以下幾個(gè)方面的問(wèn)題 1 一群原子和一個(gè)原子氫原子核外只有一個(gè)電子 這個(gè)電子在某個(gè)時(shí)刻只能處在某一個(gè)可能的軌道上 在某段時(shí)間內(nèi) 由某一軌道躍遷到另一個(gè)軌道時(shí) 可能的情況只有一種 但是如果容器中盛有大量的氫原子 這些原子的核外電子躍遷時(shí)就會(huì)有各種情況出現(xiàn) 能級(jí)躍遷的幾個(gè)問(wèn)題 2 躍遷與電離原子躍遷時(shí) 不管是吸收還是輻射光子 其光子的能量都必須等于這兩個(gè)能級(jí)的能量差 若想把處于某一定態(tài)上的原子的電子電離出去 就需要給原子一定的能量 如基態(tài)氫原子電離 其電離能為13 6ev 只要能量等于或大于13 6ev的光子都能被基態(tài)氫原子吸收而電離 只不過(guò)入射光子的能量越大 原子電離后產(chǎn)生的電子具有的動(dòng)能越大 3 間接躍遷與直接躍遷原子從一種能量狀態(tài)躍遷到另一種能量狀態(tài)時(shí) 有時(shí)可能是直接躍遷 有時(shí)可能是間接躍遷 兩種情況的輻射 或吸收 光子的頻率數(shù)不同 4 入射光子與入射電子若是在光子的激發(fā)下引起原子的躍遷 則要求光子的能量必須等于原子的某兩個(gè)能級(jí)差 若是在電子的碰撞下引起原子的躍遷 則要求電子的能量必須大于或等于原子的某兩個(gè)能級(jí)差 兩種情況有所不同 要引起注意 例2有一個(gè)處于量子數(shù)n 4的激發(fā)態(tài)中的氫原子 在它向低能態(tài)躍遷時(shí) 最多可能發(fā)出幾種頻率的光子 解析 氫原子核外只有一個(gè)電子 這個(gè)電子在某個(gè)時(shí)刻只能處在某一個(gè)可能的軌道上 在某段時(shí)間內(nèi) 由某一軌道躍遷到另一個(gè)軌道時(shí) 可能的情況只有一種 所以最多可能發(fā)出3種頻率的光