18.3-18.4氢原子光谱、玻尔的原子模型

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由于每种原子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的化学组成。 这种方法叫做光谱分析。
案例:利用太阳光的吸收光谱可以研究太 阳高层大气层所含元素。
原子光谱的不连续性反映出原子结构的不 连续性,所以光谱分析也可以用于探索原子 的结构。
三、氢原子光谱实验规律
1、实验
2、氢原子的光谱图 可 见 光 区
只能发出频率为υ1,υ2,υ3,的三种光,且
υ1<υ2<υ3,则单色光的光子能量为(

A hυ1 B hυ2
C hυ3 D h(υ1+υ2+υ3)
2 有一群氢原子处于量子数n=4的激发态,当它们 跃迁时,
(1)有可能放出几种能量的光子 (2)在哪两个能级间跃迁时所发出的光子波长最 长? 波长是多少?
二、光谱分类
1、发射光谱 (1) 连续光谱
(2) 线状光谱 2、吸收光谱 观察
现象 光谱区域存在一条条暗线 特点 各种原子的吸收光谱中的每一条暗线 产生 都高跟温该物种体原发子出的的发白射光光(谱其中中的包一含条连明
线续(分线布状的光一谱切)波相长对的应光。)通过物质 时,某些波长的光被物质吸收
光谱分析
(3)使氢原子电离的方法: a、光子照射:能量大于等于氢原子所处能级的能量值。 b、粒子撞击:能量大于等于氢原子所处能级的能量值。
例题 在气体放电管中,用一群能量为12.5eV的电子通 过碰撞使一群(处于基态)氢原子激发,问受激发的原 子向低能级跃迁时,最多能发射那些波长的光谱线?
解: 设氢原子全部吸收电子的能量后最高能激发到第n
特点 1、几种特定频率的光 2、光谱是分立的亮线
巴末耳公式
巴耳末系 人们把一系列符合巴耳末公式的光谱线统称为巴耳末系
适用区域: 可见光区
氢原子光谱的其他线系

外 线
莱曼线系

1
R
1
12
1 n2
n 2,3,4,
红 外 帕邢系 区
1
R
1
32
1 n2
n 4,5,6,
四、经典理论的困难
核外电子绕核运动 辐射电磁波
光子的能量由这两种定态的能量差决定,即
h v Em En
n 1 n2 n3
n4
rn n2r1 电子轨道
E4
E3
激 发

E2
En
E1 n2
E1 基态
能级
六、氢原子的能级图
n
E/eV
∞----------------- 0 eV
5 4 3
激 发


-0.54

帕 邢 系
布 喇 开 系
普 丰 德 系
二、光谱分类
1、发射光谱 (1) 连续光谱
(2) 线状光谱 观察
现象 光谱中有一条条的亮线 —— 谱线 特点 各条谱线对应不同波长(频率)的
光,原子不同,发射的线状光谱也 不同,每种原子只能发出具有本身 特征的某些波长的光。 产生 稀薄气体或金属的蒸汽的发射光谱
每一种原子都有自己特定的原子光谱,不同原子,其原子 光谱均不同
八 . 氢原子玻尔理论的意义和困难
(1)正确地指出原子能级的存在(原子能量量子化); (2)正确地指出定态和角动量量子化的概念; (3)正确的解释了氢原子及类氢离子光谱; (4)无法解释比氢原子更复杂的原子; (5)把微观粒子的运动视为有确定的轨道是不正确的; (6)是半经典半量子理论,存在逻辑上的缺点,即把
微观粒子看成是遵守经典力学的质点,同时,又 赋予它们量子化的特征 .
具有不同能量,所以原子能量也是量子化的。b.原子量子化的
能量值叫能级;原子中这些具有确定能量的稳定状态叫定态;
能量最低的状态叫基态,其他状态叫激发态。
能量包括电子动能、 电子和原子核共同
En E1 / n2 E1=-13.6ev
具有的势能
3、频率条件:电子从一种定态轨道(设能量为Em)跃迁到另一 种定态(设能量为En)时,它辐射(或吸收)一定频率的光子,
氢原子光谱 玻尔的原子模型
一、光谱
定义:用光栅或者棱镜可以把不同颜色的光 按照波长展开,获得光的波长和强度分布的 记录,即为光谱。
二、光谱分类
1、发射光谱 (1) 连续光谱
物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱。
观察 现象 由连续分布的一切波长的光组成 特点 整个光谱区域都是亮的
产生 炽热的固体、液体及高压气体的光谱 案例 白炽灯丝发出的光、烛焰、炽热的钢水
电子轨道半径连续变小 原子不稳定 辐射电磁波频率连续变化 原子是稳定的 原子光谱是线状谱 —— 分立
五、玻尔原子理论的基本假设
1、轨道量子化:围绕原子核运动的电子轨道半径只能 是某些分立的数值,即电子的轨道是量子化的。
rn n2r1 r1 =0.53×10-10 m
2、能级假设:a.电子在不同轨道上运动时,原子处于不同状态
ห้องสมุดไป่ตู้
个能级,此能级的能量为
13.6 n2
eV
,
所以
En
E1
13.6
13.6 n2
把 En E1 12.5eV代入上式得
n2
13.6 13.612.5
12.36
所以
n 3.5
因为n只能取整数,所以氢原子最高能激发 到 n=3的能级,于是能产生3条谱线。
1 一群处于基态的氢原子在某种单色光的照射下,
-0.85 -1.51
-3.4



基态

赖曼系
-13.6
七、氢原子的跃迁特点
1、原子处于基态时,这时原子是稳定的,但原子在 吸收能量后跃迁到激发态后,就不稳定了,这时就会 自发向低能级定态跃迁,而跃迁的方式又是多样的, 有时直接 跃迁到基态,有时经多次跃迁再到基态。
(1)一群处在量子数为n的氢原子跃迁时,发出不同频
率的光子的个数满足:
N
Cn2
n(n 1) 2
(2)一个处在量子数为n的氢原子跃迁时,最多发出不
同频率的光子的个数满足:
N
Cn2
n(n 1) 2
(3)一个处在量子数为n的氢原子实际跃迁时,只能发
出一种频率的光子
2、使氢原子由某一定态向更高的激发态跃迁的方式:
(1)可用光子照射的方法:但是氢原子只能吸收能量 值等于两能级能量之差的光子使氢原子发生跃迁。能量 过大过小均不吸收。 (2)可用粒子撞击的方法:此时只要满足粒子携带的 能量大于等于两能级能量之差就有可能使氢原子发生跃 迁。
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