Bài giảng môn Vật lí nâng cao Lớp 12 - Bài 47: Mẫu nguyên tử bo và quang phổ vạch của nguyên tử hidro

Nội dung text: Bài giảng môn Vật lí nâng cao Lớp 12 - Bài 47: Mẫu nguyên tử bo và quang phổ vạch của nguyên tử hidro

1. KIEÅM TRA BAØI CUÕ Câu 1: Nêu nội dung của thuyết lượng tử ánh sáng? Câu 2: Nêu khái niệm, đặc điểm của quang phổ vạch phát xạ? Đối với quang phổ vạch của nguyên tử Hidro ta nhìn thấy những vạch mầu gì?
2. BÀI 47: MẪU NGUYÊN TỬ BO VÀ QUANG PHỔ VẠCH CỦA NGUYÊN TỬ HIDRO
3. Mẫu hành tinh nguyên tử của Rơdơpho Ernest Rutherford (1871–1937)
4. ƯU ĐIỂM: - Giải thích thành công tính chất hóa học của các nguyên tố - Giải thích thành công sự nhiễm điện của các vật HẠN CHẾ: - Không giải thích được tính bền vững của các nguyên tử (Lúc đó người ta vẫn không hiểu tại sao e lại có thể ổn định trong nguyên tử mà không bị rơi vào hạt nhân) - Không giải thích được sự tạo thành quang phổ vạch của các nguyên tử
5. Niels (Henrik David) Bohr (1885 – 1962)
6. 1. Mẫu nguyên tử BO. a. Tiên đề 1: Tiên đề về trạng thái dừng Nguyên tử chỉ tồn tại trong một số trạng thái có năng lượng xác định En, gọi là các trạng thái dừng. Khi ở trạng thái dừng, nguyên tử không bức xạ.
7. *Hệ quả : - Trong các trạng thái dừng của nguyên tử, electron chỉ chuyển động quanh hạt nhân trên những quỹ đạo có bán kính xác định gọi là quỹ đạo dừng - Quỹ đạo dừng có bán kính lớn ứng với mức năng lượng lớn và ngược lại
8. Hạt r nhân H 0 4r0 9r0 Bán kính thứ nhất Bán kính Bán kính thứ hai thứ ba
9. - Với nguyên tử Hidro, bán kính của quỹ đạo dừng thứ n: 2 -11 rn = n r0 r 0 = 5,3.10 m Người ta đặt tên cho các quỹ đạo dừng của electron trong nguyên tử Hidrô như sau: n 1 2 3 4 5 6 Bán kính quỹ đạo r0 4r0 9r0 16r0 25r0 36r0 Mức năng lượng E1 E2 E3 E4 E5 E6 Tên quỹ đạo K L M N O P
10. Nguyªn tö bøc x¹ khi nµo?
11. 4 N 3 M 2 L n = 1 K
12. 4 N 3 M 2 L n = 1 K
13. En  = En – Em Em
14. b.Tiên đề 2: Tiên đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng của nguyên tử. Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có mức năng lượng En sang trạng thái dừng có năng lượng Em nhỏ hơn thì nguyên tử phát ra một photon có năng lượng đúng bằng hiệu En-Em En-Em=hf (h là hằng số Plăng; m,n là những số nguyên)
15. Khi nào nguyên tử hấp thụ năng lượng?
16. En  = En - Em Em
17. Ngược lại, khi nguyên tử đang ở trạng thái có năng lượng Em mà hấp thụ được một photon có năng lượng đúng bằng hiệu En-Em thì nó chuyển sang trạng thái dừng có năng lượng En lớn hơn
18. 2.Quang phổ vạch của nguyên tử Hidro Năm 1885, khi nhìn bằng lăng kính, Balmer đã nhìn thấy ánh sáng từ bốn bước sóng tương ứng với 4 vạch sáng: đỏ (656.3 nm), lam (486.1 nm), chàm (434.0 nm), tím(412.0 nm) của nguyên tử Hidro. Ông gọi 4 vạch đó lần lượt là Hα Hβ Hγ Hδ Sau đó Balmer còn phát hiện thêm một số vạch trong vùng tử ngoại Hδ Hγ Hβ Hα
19. 2. Quang phổ vạch của nguyên tử Hidro 21 năm sau, năm 1906 Theodore Lyman đã phát hiện ra rằng quang phổ vạch hidro không phải chỉ có 4 vạch mà còn có một số vạch thuộc phần tử ngoại
20. 2. Quang phổ vạch của nguyên tử Hidro Năm 1908, nhà vật lý người Áo-Đức, Paschen đã quan sát thấy trong quang phổ vạch của nguyên tử Hidro còn có một số vạch thuộc vùng hồng ngoại.
21. 2. Quang phổ vạch của nguyên tử Hiđrô a. Đặc điểm quang phổ của Hiđrô : Có 3 dãy : - Dãy Ban-me gồm 4 vạch Hα ,Hβ Hγ, Hδ trong vùng khả kiến và một số vạch trong vùng tử ngoại - Dãy Lai-man gồm các vạch trong vùng tử ngoại. - Dãy Pa-sen gồm các vạch trong vùng hồng ngoại.
22. b. Giải thích cấu trúc quang phổ vạch của nguyên tử Hiđrô
23. E P E6 O E5 N E4 1 M E3 E L E2 H H H H  K E1 Lai-man Ban-me Pa-sen
24.  Bình thường nguyên tử Hidrô ở trạng thái cơ bản có mức năng lượng E1 , êlectrôn chuyển động trên quỹ đạo K.  Khi nhận được năng lượng , nguyên tử chuyển lên các trạng thái kích thích có mức năng lượng cao hơn , sau một thời gian ngắn , nó trở về trạng thái có mức năng lượng thấp hơn và phát ra các phôtôn, mỗi phô- tôn cho một vạch quang phổ có bước sóng xác định.  Các vạch trong dãy Lai-man ứng với sự chuyển mức năng lượng từ cao về mức năng lượng E1 ,các vạch trong dãy Ban-me ứng với sự chuyển về mức năng lượng E2, các vạch trong dãy Pa-sen ứng với sự chuyển về mức năng lượng E3.
25.  Mẫu nguyên tử Bo đã giải thích thành công tính bền vững của nguyên tử và sự tạo thành quang phổ vạch của các nguyên tử
26. CỦNG CỐ Câu 1. Chọn câu sai trong tiên đề về các trạng thái dừng A. Nguyên tử chỉ tồn tại trong một số trạng thái có năng lượng xác định gọi là các trạng thái dừng. B. Trong các trạng thái dừng, nguyên tử không bức xạ năng lượng. C. Trong các trạng thái dừng, electron chuyển động trên các quỹ đạo có bán kính hoàn toàn xác định. D. Trong trạng thái dừng, electron dừng lại không chuyển động.
27. Câu 2. Chọn câu sai trong tiên đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng A. Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng cao En sang trạng thái dừng có năng lượng thấp Em thì nó phát ra phôton có năng lượng đúng bằng En – Em B. Khi nguyên tử đang ở trạng thái có năng lượng thấp Em hấp thu được một phôton có năng lượng đúng bằng hiệu En – Em thì nó chuyển lên trạng thái năng lượng cao En C. Khi nguyên tử phát xạ hoặc hấp thụ năng lượng, nó phải thay đổi trạng thái dừng D. Tiên đề 2 của Bo giải thích được sự phát xạ quang phổ liên tục của nguyên tử
28. Câu 3. Xét 3 mức năng lượng E1 ; E2 và E3 của nguyên tử Hidrô, nguyên tử Hidrô đang ở mức năng lượng cơ bản. Một phôtôn có năng lượng bằng E3 – E1 bay đến gặp nguyên tử này. Nguyên tử sẽ hấp thụ phôtôn và chuyển trạng thái như thế nào? A. Hấp thụ rồi chuyển từ E1 lên E2 B. Hấp thụ nhưng không chuyển trạng thái C. Hấp thụ rồi chuyển từ E1 lên E2 rồi lên E3 D. Hấp thụ rồi chuyển thẳng lên E3
29. Câu 4. Dãy Ban-me ứng với sự chuyển êlectrôn từ quỹ đạo ở xa hạt nhân về quỹ đạo nào sau đây ? A. Quỹ đạo K B. Quỹ đạo L C. Quỹ đạo M D. Quỹ đạo N.
30. Câu 5. Nguyên tử Hidrô nhận năng lượng , êlectrôn chuyển lên quỹ đạo N . Các bức xạ mà nguyên tử Hidrô có thể phát ra là : A. ba vạch Lai-man B. hai vạch Ban-me, một vạch Pa-sen , hai vạch Lai-man C. ba vạch Lai-man, hai vạch Ban me, môt vạch Pa-sen D. một vạch Pa-sen , một vạch Ban-me, một vạch Lai-man
31. Câu 6 . Biết vạch đỏ Hα trong quang phổ của Hydrô có bước sóng là 656 nm, vạch có bước sóng dài nhất trong dãy Lai-man là 112 nm . Bước sóng của vạch có bước sóng dài thứ hai trong dãy Lai-man là bao nhiêu ? A. 95,7 nm B. 957 nm C. 65 nm D. 656 nm
32. Câu 7 .Trong quang phổ của Hidrô , bước sóng dài nhất của dãy Lai-man là 121,6 nm , bước sóng ngắn nhất của dãy Ban-me là 365 nm . Hãy tính bước sóng ngắn nhất của bức xạ mà Hidrô có thể phát ra ? A. 486,6 nm B. 243,4 nm C. 656,3 nm D. 91,2 nm
33. BAØI TAÄP VEÀ NHAØ Các bài tập 1,2,3,4 SGK trang 241 Bài tập 7.33 SBT trang 53 Bài tập trong phiếu bài tập
34. XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN!