Bài giảng Vật lí 12 - Bài 33: Mẫu nguyên tử Bo

Nội dung text: Bài giảng Vật lí 12 - Bài 33: Mẫu nguyên tử Bo

1. BÀI 33: MẪU NGUYÊN TỬ BO Niels Bohn MƠ HÌNH HÀNH TINH NGUYÊN TỬ CÁC TIÊN ĐỀ CỦA BO QUANG PHỔ PHÁT XẠ, QUANG PHỔ HẤP THỤ CỦA HIĐRƠ
2. BÀI 33: MẪU NGUYÊN TỬ BO Trong mẫu hành tinh nguyên tử: Niels Bohn - Hạt nhân mang điện tích dương rất nhỏ, tập MƠ HÌNH HÀNH TINH NGUYÊN TỬ trung phần lớn khối lượng của nguyên tử ở trung tâm. CÁC TIÊN ĐỀ CỦA BO - Cịn các êlectron mang điện tích âm quay xung quanh hạt nhân trên các quỹ đạo giống như các hành tinh quay xung quanh Mặt Trời. QUANG PHỔ PHÁT XẠ, QUANG PHỔ HẤP THỤ CỦA HIĐRƠ
3. BÀI 33: MẪU NGUYÊN TỬ BO Niels Bohn MƠ HÌNH HÀNH TINH NGUYÊN TỬ CÁC TIÊN ĐỀ CỦA BO QUANG PHỔ PHÁT XẠ, QUANG PHỔ HẤP THỤ CỦA HIĐRƠ
4. BÀI 33: MẪU NGUYÊN TỬ BO Niels Bohn 1. Tiên đề về các trạng thái dừng MƠ HÌNH HÀNH TINH - Nguyên tử chỉ tồn tại trong các trạng thái cĩ năng NGUYÊN TỬ lượng xác định, gọi là trạng thái dừng. Khi ở trạng thái dừng nguyên tử khơng bức xạ. CÁC TIÊN ĐỀ CỦA BO - Trong các trạng thái dừng của nguyên tử , electron chỉ chuyển động trên các quỹ đạo cĩ bán kính hồn tồn xác định : Quỹ đạo dừng. QUANG PHỔ PHÁT XẠ, QUANG PHỔ HẤP THỤ CỦA HIĐRƠ
5. BÀI 33: MẪU NGUYÊN TỬ BO Xét với nguyên tử hidro, các bán kính Niels Bohn quỹ đạo tăng theo quy luật nào ? MƠ HÌNH HÀNH TINH NGUYÊN TỬ CÁC TIÊN ĐỀ CỦA BO r0 4r0 9r0 Bán kính QUANG PHỔ PHÁT XẠ, thứ nhất QUANG PHỔ HẤP THỤ Bán kính CỦA HIĐRƠ thứ hai Bán kính thứ ba
6. BÀI 33: MẪU NGUYÊN TỬ BO Niels Bohn Với nguyên tử Hidro, bán kính các quỹ đạo dừng MƠ HÌNH HÀNH TINH tăng tỉ lệ thuận với bình phương của các số nguyên NGUYÊN TỬ 2 -11 liên tiếp: rn = n ro với ro = 5,3.10 m CÁC TIÊN ĐỀ CỦA BO Tên quỹ đạo: K L M N O P Bán kính: r0 4r0 9r0 16r0 25r0 36r0 QUANG PHỔ PHÁT XẠ, QUANG PHỔ HẤP THỤ CỦA HIĐRƠ
7. BÀI 33: MẪU NGUYÊN TỬ BO En hfnm Em Niels Bohn 2. Tiên đề về sự bức xạ và hấp thụ năng MƠ HÌNH HÀNH TINH NGUYÊN TỬ lượng của nguyên tử: -Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng cĩ năng lượng En sang trạng thái dừng cĩ năng lượng Em thấp hơn thì nguyên tử phát ra một phơtơn cĩ năng lượng đúng bằng CÁC TIÊN ĐỀ CỦA BO En hiệu: En – Em :  = hfnm = En - Em QUANG PHỔ PHÁT XẠ, - Ngược lại, nếu nguyên tử đang ở trạng thái dừng cĩ QUANG PHỔ HẤP THỤ Em CỦA HIĐRƠ năng lượng Em mà hấp thụ được một phơtơn cĩ năng hfnm lượng đúng bằng hiệu En – Em thì nĩ chuyển sang trạng thái dừng cĩ năng lượng En cao hơn.
8. BÀI 33: MẪU NGUYÊN TỬ BO Niels Bohn Tiên đề cịn cho thấy: Nếu một chất hấp thụ được MƠ HÌNH HÀNH TINH NGUYÊN TỬ ánh sáng cĩ bước sĩng nào thì nĩ cũng cĩ thể phát ra ánh sáng cĩ bước sĩng ấy. CÁC TIÊN ĐỀ CỦA BO QUANG PHỔ PHÁT XẠ, QUANG PHỔ HẤP THỤ CỦA HIĐRƠ VẬN DỤNG
9. MẪU NGUYÊN TỬ BO VÀ QUANG PHỔ VẠCHCỦA NGUYÊN TỬ HIĐRƠ Quang phổ vạch phát xạ C J S L1 L L2 F Đèn Quang phổ QuangHiện tượng phổ vạch hấp thụ hơi H2 liên tục đảo sắc
10. BÀI 33: MẪU NGUYÊN TỬ BO P O N M L K Laiman Banme Pasen
11. 2. Giải thích sự tạo thành quang phổ vạch của hyđrô a. Đặc điểm quang phổ vạch phát xạ của nguyên tử hyđrô – Dãy Laiman nằm trong vùng tử ngoại – Dãy Banme có một phần nằm trong vùng tử ngoại và một phần nằm trong vùng ánh sáng nhìn thấy, trong phần này có 4 vạch : vạch đỏ H ( = 0,6563m), vạch lam H ( = 0,4861m), vạch chàm H ( = 0,4340m) và vạch tím H ( = 0,4102m) – Dãy Pasen nằm trong vùng hồng ngoại P O N M L H H H H K Laiman Banme Pasen
12. b. Giải thích – Nguyên tử Hyđrô có 1 electron quay xung quanh hạt nhân. Ở trạng thái cơ bản nguyên tử Hyđrô có năng lượng thấp nhất, electron chuyển động trên quỹ đạo K (gần hạt nhân nhất)
13. b. Giải thích ––KhiMỗinguyênlần electrontử nhậnchuyểnđược năngtừ 1 quỹlượngđạokíchcó thíchmức năng(đốt nónglượnghoặccao chiếuxuốngsáng)một quỹelectronđạo cóchuyểnmức nănglên quỹlượngđạothấpcó mứchơn,năngtheo lượngtiên đềcao2, hơn : L, M, N, O, P, . . . Lúc đó nguyên tử ở trạng thái kích thích, nguyên tử phát ra một phôtôn có năng lượng : hf = Ecao – Ethấp. trạngLúc đó,tháinguyênnày khôngtử phátbền ravững1 sóng(thờiánhgiansángtồn tạiđơnkhoảngsắc có10bước–8s) nênsóngngay xácsauđịnhđó electronứng vớilần1 vạchlượt chuyểnmàu xácvềđịnhcác trênquỹ đạoquangcó phổmức. năngDo đó,lượngquangthấpphổhơncủa. Hyđrô là quang phổ vạch hfmn hfmn
14. + Dãy Lyman được tạo thành khi electron chuyển từ quỹ đạo bên ngoài về quỹ đạo K. + Dãy Banme được tạo thành khi electron chuyển từ các quỹ đạo bên ngoài về quỹ đạo L, trong đó : Vạch đỏ H (M → L), vạch lam H (N → L), vạch chàm H (O → L), vạch H (P → L) + Dãy Pasen được tạo khi electron chuyển từ các quỹ đạo bên ngoài về quỹ đạo M . P O N M L H H H H K Laiman Banme Pasen
15. BÀI 33: MẪU NGUYÊN TỬ BO Niels Bohn Câu 1: Chọn câu sai trong tiên đề về các trạng thái MƠ HÌNH HÀNH TINH dừng ? NGUYÊN TỬ a. Nguyên tử chỉ tồn tại trong một số trạng thái cĩ năng lượng xác định gọi là các trạng thái dừng. CÁC TIÊN ĐỀ CỦA BO b. Trong các trạng thái dừng, nguyên tử khơng bức xạ năng lượng. c. Trong các trạng thái dừng, electron chuyển động trên QUANG PHỔ PHÁT XẠ, các quỹ đạo cĩ bán kính hồn tồn xác định. QUANG PHỔ HẤP THỤ CỦA HIĐRƠ d. Trong trạng thái dừng, electron dừng lại khơng chuyển động. VẬN DỤNG
16. BÀI 33: MẪU NGUYÊN TỬ BO Câu 2: Chọn câu sai trong tiên đề về sự bức xạ và hấp Niels Bohn thụ năng lượng ? : MƠ HÌNH HÀNH TINH NGUYÊN TỬ a. Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng cĩ năng lượng cao En sang trạng thái dừng cĩ năng lượng thấp Em thì nĩ phát ra phơtơn cĩ năng lượng đúng bằng En – Em CÁC TIÊN ĐỀ CỦA BO b. Khi nguyên tử đang ở trạng thái cĩ năng lượng thấp Em hấp thu được một phơtơn cĩ năng lượng đúng bằng hiệu En – Em thì nĩ chuyển lên trạng thái năng lượng En QUANG PHỔ PHÁT XẠ, c. Khi nguyên tử phát xạ hoặc hấp thụ năng lượng, nĩ phải QUANG PHỔ HẤP THỤ CỦA HIĐRƠ thay đổi trạng thái dừng d. Tiên đề 2 của Bo giải thích được sự phát xạ quang phổ liên tục của nguyên tử VẬN DỤNG
17. Vận dụng Câu 3.Nội dung của tiên đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng của nguyên tử được phản ánh trong câu nào dưới đây? A. Nguyên tử phát ra một phơton mỗi lần bức xạ ánh sáng. B. Nguyên tử thu nhận một phơton mỗi lần bức xạ ánh sáng. C. Nguyên tử phát ra ánh sáng nào thì cĩ thể hấp thụ ánh sáng đĩ. D. Nguyên tử chỉ cĩ thể chuyển từ trạng thái dừng này sang trạng thái dừng khác. Mỗi lần chuyển, nĩ bức xạ hay hấp thụ một phơton cĩ năng lượng đúng bằng độ chênh lệch năng lượng giữa hai trạng thái đĩ.
18. Vận dụng Câu 4. Cho 1eV = 1,6.10-19J; h = 6,625.10-34J.s; c = 3.108 m/s. Khi electron trong nguyên tử hiđrơ chuyển từ quỹ đạo dừng cĩ năng lượng En = -0,85eV sang quỹ đạo dừng cĩ năng lượng Em = -13,60eV thì nguyên tử phát ra một phơtơn cĩ bước sĩng: A. 0,0974μm. B. 0,4340μm. C. 0,4860μm. D. 0,6563μm.