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第二單元原子結(jié)構(gòu)模型

第2課時(shí)氫原子光譜玻爾原子理論選修3－5

第十四章光電效應(yīng)原子結(jié)構(gòu)與原子核第1頁(yè)第2頁(yè)基礎(chǔ)回顧考點(diǎn)一氫原子光譜1．光譜：復(fù)色光經(jīng)過(guò)色散以后形成彩色圖案稱為光譜．2．某種原子氣體通電后能夠發(fā)光并產(chǎn)生固定不變光譜，稱為_(kāi)_______光譜．不一樣原子，其原子光譜均不一樣，因而，原子光譜被稱為原子“________”．答案：2．原子特征光譜第3頁(yè)3光譜分析及應(yīng)用：經(jīng)過(guò)對(duì)太陽(yáng)光譜進(jìn)行分析，然后與各種原子光譜對(duì)照，就能夠判別和發(fā)覺(jué)元素，這就是光譜分析．能夠作光譜分析原子光譜主要有兩種：__________光譜和________光譜．(1)由稀薄氣體發(fā)光直接產(chǎn)生只含有一些不連續(xù)亮線光譜叫做________光譜，每條亮線對(duì)應(yīng)一個(gè)原子．(2)高溫物體發(fā)出白光(其中包含連續(xù)分布一切波長(zhǎng)光)，經(jīng)過(guò)低溫氣體后，一些光譜被吸收后產(chǎn)生暗線光譜叫做________光譜．每條暗線對(duì)應(yīng)吸收者光譜頻率．答案：3．明線吸收(1)明線(2)吸收第4頁(yè)4．巴爾末系公式n＝3,4,5…每一個(gè)n值對(duì)應(yīng)氫光譜一條譜線，其中R＝1.1×107m－1.由巴爾末系公式可知n只能取整數(shù)，不能連續(xù)取值，故波長(zhǎng)也只會(huì)是________值．答案：4．分立第5頁(yè)關(guān)鍵點(diǎn)深化對(duì)氫原子光譜了解(1)明線光譜是由游離狀態(tài)原子發(fā)射而產(chǎn)生．稀薄氣體或金屬蒸氣發(fā)射出光譜是明線光譜．吸收光譜是由高溫物體發(fā)出白光(其中包含連續(xù)分布一切波長(zhǎng)光)經(jīng)過(guò)低溫氣體時(shí)，一些波長(zhǎng)光被低溫氣體吸收后在連續(xù)光譜上產(chǎn)生暗線．不論是明線光譜還是吸收光譜，每條譜線都對(duì)應(yīng)每種原子波長(zhǎng)，故這兩種光譜都是原子光譜，被稱為原子“指紋”，都可作光譜分析．連續(xù)光譜不是原子特征譜線，不能作光譜分析．(2)巴爾末系公式n＝3,4,5…其中R＝1.1×107m－1.n只能取整數(shù)，不能連續(xù)取值，故波長(zhǎng)也只會(huì)是分立值，查電磁譜波長(zhǎng)得知巴爾末系均在可見(jiàn)光區(qū)域中．第6頁(yè)基礎(chǔ)回顧考點(diǎn)二玻爾理論能級(jí)1．玻爾原子模型：是以假說(shuō)形式提出來(lái)，它包含以下三方面內(nèi)容：(1)軌道假設(shè)：軌道是________，只能是一些分立值．(2)定態(tài)假設(shè)：不一樣軌道對(duì)應(yīng)著不一樣________狀態(tài)，這些狀態(tài)中原子是________，不向外輻射能量．(3)躍遷假設(shè)：原子在不一樣狀態(tài)含有不一樣________，從一個(gè)定態(tài)向另一個(gè)定態(tài)躍遷時(shí)要________或________一定頻率光子，該光子能量等于這兩狀態(tài)________．答案：1．(1)量子化(2)能量穩(wěn)定(3)能量輻射吸收能級(jí)差第7頁(yè)2．能級(jí)：在玻爾模型中，原子可能狀態(tài)是________，所以各狀態(tài)對(duì)應(yīng)能量也是________，這些能量值叫能級(jí)．3．基態(tài)與激發(fā)態(tài)：能量________狀態(tài)叫做基態(tài)；其它能量狀態(tài)叫激發(fā)態(tài)．4．光子發(fā)射與吸收：原子由激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時(shí)______出光子，由基態(tài)向激發(fā)態(tài)躍遷時(shí)要________光子．光子頻率與能級(jí)關(guān)系：____________.答案：2．不連續(xù)不連續(xù)3．最低4．發(fā)射吸收hν＝E高－E低第8頁(yè)關(guān)鍵點(diǎn)深化1．對(duì)氫原子躍遷條件了解(1)氫原子從低能級(jí)E低向高能級(jí)E高躍遷，氫原子要吸收能量．若提供能量是光子，該光子能量要滿足hν＝E高－E低時(shí)才能被氫原子吸收，當(dāng)光子能量hν大于或小于E高－E低時(shí)都不能被氫原子吸收．若提供能量是高速運(yùn)動(dòng)自由電子，當(dāng)電子經(jīng)過(guò)碰撞提供能量大于或等于E高－E低時(shí)都能被氫原子吸收，多出部分返還給自由電子作為動(dòng)能．第9頁(yè)(2)當(dāng)光子能量大于或等于13.6eV時(shí)，也能夠被氫原子吸收，使氫原子電離；當(dāng)氫原子吸收光子能量大于13.6eV時(shí)，氫原子電離后，電子含有一定初動(dòng)能．(3)氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷，以光子形式向外輻射能量，所輻射光子能量恰等于發(fā)生躍遷時(shí)兩能級(jí)間能量差，即hν＝E高－E低．(4)一群氫原子處于量子數(shù)為n激發(fā)態(tài)時(shí)，可能輻射出光譜線條數(shù)為第10頁(yè)2．氫原子能級(jí)公式和軌道公式設(shè)氫原子基態(tài)軌道半徑為r1，量子數(shù)為n激發(fā)態(tài)軌道半徑為rn，則有：rn＝n2r1(n＝1,2,3…)．其中r1＝0.53×10－10m.設(shè)氫原子基態(tài)能量為E1，量子數(shù)為n激發(fā)態(tài)能量為En，則有：En＝(n＝1,2,3…)其中E1＝－13.6eV.第11頁(yè)第12頁(yè)題型一氫原子能級(jí)了解(1)能級(jí)能量了解：處于量子數(shù)為n氫原子能量En＝，而E1＝－13.6eV，則氫原子各能級(jí)能量為負(fù)值．因?yàn)閚為量子數(shù)，故氫原子各能級(jí)能量處于不連續(xù)狀態(tài)．且n越大，能量增大．(2)能級(jí)軌道了解：氫原子中處于量子數(shù)為n電子軌道半徑rn＝n2r1，其中r1＝0.53×10－10m．因?yàn)閚為量子數(shù)，故氫原子中電子軌道半徑處于不連續(xù)狀態(tài)．第13頁(yè)氫原子量子數(shù)n越大，則()A．電子軌道半徑越大B．氫原子能量越大C．核外電子動(dòng)能越大D．核外電子電勢(shì)能越小解析：由rn＝n2r1和En＝(E1＝－13.6eV)可知：氫原子量子數(shù)n越大，電子軌道半徑rn越大，氫原子能量En越大．AB項(xiàng)正確．電子繞核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心力即為氫查對(duì)電子庫(kù)侖力：

，所以由此可知n越大，核外電子動(dòng)能越小，C錯(cuò)誤．因?yàn)槟芰康扔陔妱?shì)能與動(dòng)能之和，故氫原子電勢(shì)能越大．答案：AB第14頁(yè)題型訓(xùn)練1．當(dāng)氫原子吸收光子時(shí)，氫原子核外電子()A．由離核近軌道躍遷到遠(yuǎn)軌道，電子動(dòng)能和電勢(shì)能都增大B．由離核近軌道躍遷到遠(yuǎn)軌道，電子動(dòng)能減小，電勢(shì)能增大C．由離核遠(yuǎn)軌道躍遷到近軌道，電子動(dòng)能和電勢(shì)能都減小D．由離核遠(yuǎn)軌道躍遷到近軌道，電子動(dòng)能增大，電勢(shì)能減小第15頁(yè)解析：n越大，氫原子能量越大．故當(dāng)氫原子吸收光子能量時(shí)，核外電子將發(fā)生由離核近軌道躍遷到遠(yuǎn)軌道，電子動(dòng)能將減小；因?yàn)槟芰康扔陔妱?shì)能與動(dòng)能之和，故氫原子電勢(shì)能越大(或解釋為躍遷過(guò)程中，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加)．答案：B第16頁(yè)題型二能級(jí)躍遷時(shí)，能量分析與計(jì)算(1)氫原子在其內(nèi)部可能軌道上發(fā)生躍遷時(shí)只能吸收一些特定頻率光子，即滿足hν＝E大－E小條件．(2)氫原子中電子若能從某一軌道上電離出來(lái)，則要求吸收能量要大于該能級(jí)能量．第17頁(yè)右圖為氫原子部分能級(jí)圖．關(guān)于氫原子能級(jí)躍遷，下述正確是()A．用能量為10.2eV光子照射，可使處于基態(tài)氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)B．用能量為11.0eV光子照射，可使處于基態(tài)氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)C．用能量為13.0eV光子照射，可使處于基態(tài)氫原子電離D．用能量為14.0eV光子照射，可使處于基態(tài)氫原子電離第18頁(yè)解析：依據(jù)E2－E1＝10.2eV，假如原子吸收10.2eV能量，能夠由基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)，A項(xiàng)正確；依據(jù)E3－E1＝12.09eV，用能量為11.0eV光子照射，不能使基態(tài)原子躍遷到第二或第三激發(fā)態(tài)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；假如要使處于基態(tài)氫原子中電子若能電離出來(lái)，則要求吸收能量要大于13.6eV，因?yàn)镃項(xiàng)小于這個(gè)數(shù)，而D項(xiàng)大于這個(gè)數(shù)，故C項(xiàng)錯(cuò)誤D項(xiàng)正確．答案：AD點(diǎn)評(píng)：當(dāng)提供能量大于電離能時(shí)，電子離開(kāi)原子后還含有最大初動(dòng)能．第19頁(yè)題型訓(xùn)練2．已知?dú)湓踊鶓B(tài)能量為－13.6eV.當(dāng)一群處于量子數(shù)n＝3激發(fā)態(tài)氫原子發(fā)生躍遷時(shí)，可能輻射光子能量是()A．1.5eVB．12.09eVC．1.89eV,12.09eVD．1.89eV,10.2eV,12.09eV解析：由玻爾躍遷假設(shè)，依題意：E3－E1＝hv1，E3－E2＝hv2，E2－E1＝hv3.再由En＝(n＝1,2,3)，有：可能輻射光子能量是1.89eV,10.2eV,12.09eV.答案：D第20頁(yè)題型三能級(jí)躍遷時(shí)，輻射光譜條數(shù)分析與計(jì)算(1)一個(gè)原子在一次躍遷時(shí)只發(fā)出一個(gè)光子．(2)一群氫原子處于量子數(shù)為n激發(fā)態(tài)時(shí)，可輻射光譜條數(shù)N＝第21頁(yè)有一群處于量子數(shù)為n＝4激發(fā)態(tài)中氫原子，在它們躍遷過(guò)程中發(fā)出光譜線共有()A．3條B．4條C．5條D．6條解析：處于高能級(jí)原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，最終都會(huì)躍遷到最低能級(jí)．是直接躍遷到最低能級(jí)，還是先躍遷到某一較低能級(jí)再躍遷到最低能級(jí)，按偶然原因支配．所以，大量光子激發(fā)后，各種可能躍遷都會(huì)發(fā)生．當(dāng)從n＝4一群氫原子向n＝1躍遷時(shí)，輻射光子種類有1＋2＋3＝6條．答案：D第22頁(yè)題型訓(xùn)練3.氫原子從第3能級(jí)躍遷到第2能級(jí)，輻射光子照射到某金屬時(shí)，恰好能發(fā)生光電效應(yīng)．現(xiàn)有處于n＝4大量氫原子，在向低能輻射各種能量光子中，可使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)頻率有()A．3種B．4種C．5種D．6種第23頁(yè)解析：依據(jù)例題可知處于n＝4大量氫原子向n＝1躍遷時(shí)，輻射光子有6種．設(shè)第3能級(jí)躍遷到第2能級(jí)，發(fā)射光子能量為ΔE，而輻射6種光子能量比ΔE大有5種，故可使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)頻率有5種．答案：C第24頁(yè)第25頁(yè)已知量子數(shù)為n能級(jí)值為En＝(