氢原子光谱汇总

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三、原子光谱
不相同
由于每种原子都有自己特定的原子光谱，
不谱同被的称原为子原，子其的原“子指光纹谱”均，可__以__通__过，化对原学光子组谱光成 的分析鉴新别元不素同原子，确定物体的________
并发现______．
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思考感悟 进行光谱分析有何意义？ 提示：1859年，德国化学家本生和物理学家 基尔霍夫创立了光谱分析法，被称为“化学 家神奇的眼睛”．通过这种方法，科学家在 实验室中发现了几种新的化学元素，另外， 光谱分析可以鉴别和确定物质的化学组成， 还为物理学家深入研究原子世界打开了一扇 大门．
第三节 氢原子光谱
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课标定位
课前自主学案
第
三
核心要点突破
节
课堂互动讲练
知能优化训练
2
课标定位
学习目标：1.知道氢原子光谱的实验定律以 及巴耳末公式． 2．明确光谱产生的原理及光谱分析的特 点． 重点难点：1.氢原子光谱的实验规律及光谱 分析的特点． 2．氢原子光谱的实验规律．
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课前自主学案
一、巴耳末系 1．原子光谱 某 种 原 子 的 气 体 _通__电_ 后 可 以 _发__光_ 并 产 生 固__定__不__变__的光谱，这种光谱被称之为原子光 谱．
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线在可见光区，分别记为 Hα、Hβ、Hγ、
Hδ，公式中 n 分别取 3、4、5、6.
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特别提醒：谱线的分立特征反映原子内部电 子运动的量子化特征，对于研究更复杂的原 子结构具有指导意义．
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即时应用(即时突破，小试牛刀) 2.(双选)下列关于巴耳末公式1λ＝R212－n12的 理解，正确的是( ) A．此公式是巴耳末在研究氢光谱特征时发 现的 B．公式中 n 可取任意值，故氢光谱是连续 谱 C．公式中 n 只能取大于等于 3 的整数值， 故氢光谱是线状谱
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即时应用(即时突破，小试牛刀) 1.(单选)下列说法中正确的是( ) A．炽热的固体、液体和高压气体发出的光形 成连续谱 B．各种原子的线状谱中的明线和它吸收光谱 中的暗线必定一一对应 C．气体发出的光只能产生线状谱 D．甲物质发出的白光通过乙物质的蒸气形成 了甲物质的吸收光谱
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解析：选A.据连续光谱的产生知选项A正确； 由于吸收光谱中的暗线和线状谱中的明线相 对应，但通常吸收光谱中暗线看到的要比线 状谱中的明线少，所以选项B错误；气体发光， 若为高压气体则产生吸收光谱．若为稀薄气 体则产生线状谱，所以选项C错误；甲物体发 出的白光通过乙物质的蒸气形成了乙物质的 吸收光谱，所以选项D错误．
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特别提醒：不同元素的原子产生的明线光谱 是不同的，但同种元素的原子产生的明线光 谱却相同，说明每种原子只能发射其本身特 征的某些波长的光，因此明线光谱中的光谱 线也叫元素的特征谱线——原子光谱．
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2．吸收光谱 (1)吸收光谱：高温物体发出的白光通过物质后， 某些波长的光波被物质吸收后产生的光谱． (2)产生：由炽热物体(或高压气体)发出的白光 通过温度较低的气体后产生． 例如：让弧光灯发出的白光通过低温的钠气， 可以看到钠的吸收光谱． 若将某种元素的吸收光谱和明线光谱比较可以 发现：各种原子吸收光谱的暗线和明线光谱的 亮线相对应．即表明某种原子发出的光和吸收 的光的频率是特定的．
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②天文学家将光谱分析应用于恒星，证明了 宇宙中物质构成的统一性． ③光谱分析还为深入研究原子世界奠定了基 础，近代原子物理学正是从原子光谱的研究 中开始的． 特别提醒：光谱分析具有很高的灵敏度，样 本中元素含量达到10－10g就可以被检测到．
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2．太阳光谱 (1)太阳光谱的特点：在连续谱的背景上出现 一些不连续的暗线． (2)太阳光谱的产生：太阳中心发出的光中含 有各种颜色的光．当阳光透过太阳的高层大 气射向地球时，太阳高层大气含有的元素会 吸收它自己特征谱线的光，然后再向四面八 方发射出去，到达地球的这些谱线看起来就 弱了，这就形成了连续谱背景下的暗线．
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2．巴耳末系 1885 年，瑞士数学教师巴耳末，用一个简单 的数学公式表示出了氢原子光谱在可见光区 的_R__四21_2_条－__谱n1_2_线，__，n_这＝__个3_,_4公_,5_式,_6_…称__为，巴式耳中末公R式：称1λ为＝ __里__德__伯__常__量__，R＝__1_.0_9_7_×___1_0_7_m__－__1 _.
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(3)研究太阳光谱的意义 通过对太阳光谱中暗线的分析，与已知元素 的特征光谱相比较，可以分析太阳大气中含 有的化学成分． 特别提醒：原子只会吸收自己特征谱线的光， 所以吸收光谱中暗线的频率等于发射光谱中 亮线的频率，它们都是原子的特征谱线．
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即时应用(即时突破，小试牛刀) 3.(单选)太阳的连续光谱中有许多暗线，它们 对应着某些元素的特征谱线．产生这些暗线 的原因是( ) A．太阳表面大气层中缺少相应的元素 B．太阳内部缺少相应的元素 C．太阳表面大气层中存在着相应的元素 D．太阳内部存在着相应的元素
【答案】 1.22×10－7 m 9.12×10－8 m
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【方法总结】 在计算氢原子发出的某 一线系的光的波长时，首先需明确为哪 一线系，选用相应的公式1λ＝Rm12－n12， n 的取值只能为正整数且大于 m.
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知能优化训练
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本部分内容讲解结束
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一系列符合巴耳末公式的光谱线统称
巴__耳__末__系__．
二、氢原子光谱的其他线系
莱曼系(在紫外区)1λ＝_R__11_2－__n_12__，__n_＝__2_,3_,_4_…_ 帕邢系(在近红外区)1λ＝_R_3_12_－__n_12_，__n__＝__4_,5_,_6_…_ 布喇开系(在红外区)1λ＝_R__41_2－__n_1_2_，__n_＝__5_,6_,_7_…_
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【思路点拨】 根据光谱分析的原理解决． 【自主解答】 各原子光谱反映了它们各自 的特征，所以A正确，B错误．太阳光谱是吸 收光谱，它是不连续的，C错误．光谱可以用 来鉴别物质的组成，D正确．故正确答案为A、 D. 【答案】 AD
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变式训练 (单选)关于光谱和光谱分析，下列 说法不正确的是( ) A．太阳光谱是连续光谱，分析太阳光谱可以 知道太阳内部的化学元素的组成 B．强白光通过酒精灯火焰上的钠盐，是吸收 光谱 C．进行光谱分析时，可以利用线状谱，也可 以利用吸收光谱，但不能用连续光谱 D．煤气灯火焰上的钠盐产生的光谱是线状谱
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核心要点突破
一、光谱 原子光谱 1．光谱 (1)光谱：用光栅或棱镜可以把光按波长展 开，获得光的波长(或频率)成分和强度分布 的记录，即光谱．光谱分为连续光谱和明 线光谱． (2)连续光谱：连续分布的包含从红光到紫 光的各种色光的光谱． 产生：是由炽热的固体、液体、高压气体 发光而产生的．
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(3)明线光谱：只含有一些不连续的亮线的光 谱．线状谱中的亮线叫谱线． 产生：由稀薄气体或金属蒸气(即处于游离态 下的原子)发光而产生的，观察稀薄气体发光 用光谱管，观察金属蒸气发光可把含有该金 属原子的物质放到煤气灯上燃烧，即可使它 们汽化后发光．
D．公式不仅适用于氢光谱的分析，也适用
于其他原子的光谱分析
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解析：选AC.巴耳末公式只适用于氢原子光谱 的分析，且n只能取大于等于3的整数，即λ不 能取连续值，故氢原子光谱是线状谱．
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三、光谱分析 1．光谱分析 (1)光谱分析：每种原子都有自己的特征谱线， 因此可以利用它来鉴别物质和确定物质的组 成成分，这种方法叫做光谱分析． (2)意义：①光谱分析对鉴别化学元素有着重 大的意义，许多化学元素，如铯、铷、铊、 铟、镓等，都是在实验室里通过光谱分析发 现的．
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解析：选C.太阳光谱是吸收光谱，太阳内部 射出的光线含有各种颜色的光；当阳光穿过 太阳大气层时，大气层中的元素会吸收它自 己特征谱线的光，研究太阳光谱可知太阳大 气层中有哪些元素．
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课堂互动讲练
原子光谱
例1 (双选)有关原子光谱下列说法正确的 是( ) A．原子光谱反映了原子的结构特征 B．氢原子光谱跟其他原子的光谱是相同的 C．太阳光谱是连续的 D．鉴别物质的成分可以采用光谱分析
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解析：选A.太阳光谱是吸收光谱，这是由于 太阳内部发出的强光经过温度比较低的太阳 大气层时产生的，A错误．由吸收光谱产生的 条件知B正确．光谱分析中只能用线状谱和吸 收光谱，所以C正确．煤气灯火焰上的钠盐呈 稀薄气体状态，因此也是线状谱．故正确答 案为A.
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氢原子光谱
例2
试计算氢原子光谱中莱曼系的最长波
图3－3－1
特别提醒：氢原子光谱是不连续的明线光谱．
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3．氢原子光谱的波长规律
(1)
巴
耳末公ຫໍສະໝຸດ 式：1 λ
＝
R
212－n12
n＝
3,4,5，…
R 称为里德伯常量，实验测得 R＝
1.10×107 m－1，由它确定的这一组谱线
称为巴耳末系．
(2)如图 3－3－1 所示，该系的前 4 条谱
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二、氢原子光谱 1．氢原子光谱的观测 在充有稀薄氢气的放电管两极间加上2～3 kV 的高压，使氢气放电，氢原子在电场的激发 下发光，通过分光镜观察氢原子的光谱．
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2．氢原子光谱的特点 如图3－3－1所示，在可见光区内，氢原子光 谱有四条谱线，它们分别用符号Hα、Hβ、Hγ 和Hδ表示．可见，氢原子受激发只能发出几 种特定频率的光，它的光谱是几条分立的亮 线．
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普丰德系(在红外区)1λ＝R__51_2_－__n1_2_，__n_＝__6_,_7_,8_…_ 这些谱线统一的公式1λ＝Rm12－n12，m，n 均 为正整数，且 n>m，上式还可表示1λ＝T(m) －T(n)．其中 T(m)＝mR2，T(n)＝nR2称为光谱项．