第十八章

3氫原子光譜知識(shí)內(nèi)容

考試要求必考加試氫原子光譜

b課時(shí)要求1.知道線狀譜和連續(xù)譜的概念.2.知道每種原子都有自己的特征譜線.3.了解氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律.4.了解盧瑟福原子結(jié)構(gòu)模型及經(jīng)典電磁理論在解釋原子光譜時(shí)的困難.內(nèi)容索引知識(shí)探究題型探究達(dá)標(biāo)檢測(cè)知識(shí)探究一、光譜和光譜分析1.根據(jù)經(jīng)典的電磁理論，原子的光譜是怎樣的？而實(shí)際看到的原子的光譜是怎樣的？導(dǎo)學(xué)探究答案

根據(jù)經(jīng)典電磁理論，原子可以輻射各種頻率的光，即原子光譜應(yīng)該是連續(xù)的，而實(shí)際上看到的原子的光譜總是分立的線狀譜.答案2.為什么用棱鏡可以把各種顏色的光展開(kāi)？我們記錄光譜有什么樣的意義？答案

不同顏色的光在棱鏡中的折射率不同，因此經(jīng)過(guò)棱鏡后的偏折程度也不同.光譜分析的意義：①應(yīng)用光譜分析發(fā)現(xiàn)新元素.②光譜分析對(duì)鑒別化學(xué)元素有著重大的意義，許多化學(xué)元素，如銫、銣、鉈、銦、鎵等，都是在實(shí)驗(yàn)室里通過(guò)光譜分析發(fā)現(xiàn)的.③天文學(xué)家將光譜分析應(yīng)用于恒星，證明了宇宙中物質(zhì)構(gòu)成的統(tǒng)一性.答案知識(shí)梳理1.定義：用

或棱鏡可以把各種顏色的光按

展開(kāi)，獲得光的波長(zhǎng)(頻率)和

的記錄.2.分類(lèi)(1)線狀譜：光譜是一條條的

.(2)連續(xù)譜：光譜是

的光帶.3.特征譜線：各種原子的發(fā)射光譜都是

，說(shuō)明原子只發(fā)出幾種_____

的光，不同原子的亮線位置

，說(shuō)明不同原子的

不一樣，光譜中的亮線稱為原子的

.光柵強(qiáng)度分布連在一起亮線線狀譜特定頻率不同發(fā)光頻率特征譜線波長(zhǎng)4.應(yīng)用：利用原子的

，可以鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的

，這種方法稱為

，它的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，樣本中一種元素的含量達(dá)到10－10g時(shí)就可以被檢測(cè)到.特征譜線光譜分析組成成分即學(xué)即用判斷下列說(shuō)法的正誤.(1)各種原子的發(fā)射光譜都是連續(xù)譜.(

)(2)不同原子的發(fā)光頻率是不一樣的.(

)(3)線狀譜和連續(xù)譜都可以用來(lái)鑒別物質(zhì).(

)×√×二、氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律如圖1所示為氫原子的光譜.1.仔細(xì)觀察，氫原子光譜具有什么特點(diǎn)？導(dǎo)學(xué)探究答案

從右至左，相鄰譜線間的距離越來(lái)越小.答案圖12.閱讀課本，指出氫原子光譜的譜線波長(zhǎng)具有什么規(guī)律？答案

答案1.氫原子光譜的特點(diǎn)：在氫原子光譜圖中的可見(jiàn)光區(qū)內(nèi)，由右向左，相鄰譜線間的距離越來(lái)越

，表現(xiàn)出明顯的規(guī)律性.2.巴耳末公式(1)巴耳末對(duì)氫原子光譜的譜線進(jìn)行研究得到了下面的公式：小知識(shí)梳理

該公式稱為巴耳末公式.式中R叫做里德伯常量，實(shí)驗(yàn)值為R＝1.10×107m－1.(2)巴耳末公式說(shuō)明氫原子光譜的波長(zhǎng)只能取

，不能取

.巴耳末公式以簡(jiǎn)潔的形式反映了氫原子的線狀光譜，即輻射波長(zhǎng)的

特征.3.其他譜線：除了巴耳末系，氫原子光譜在紅外和紫外光區(qū)的其他譜線也都滿足與巴耳末公式類(lèi)似的關(guān)系式.分立值分立連續(xù)值即學(xué)即用判斷下列說(shuō)法的正誤.(1)光是由原子核內(nèi)部的電子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，光譜研究是探索原子核內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一條重要途徑.(

)(2)稀薄氣體的分子在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下會(huì)電離，使氣體變成導(dǎo)體.(

)(3)巴耳末公式中的n既可以取整數(shù)也可以取小數(shù).(

)×√×三、經(jīng)典理論的困難盧瑟福的原子結(jié)構(gòu)很好地解釋了α粒子散射實(shí)驗(yàn)，核外的電子繞核高速旋轉(zhuǎn)，這個(gè)結(jié)構(gòu)和經(jīng)典的電磁理論有什么矛盾？導(dǎo)學(xué)探究答案

核外電子被庫(kù)侖力吸引→電子以很大速度繞核運(yùn)動(dòng)(繞核運(yùn)動(dòng)的加速度不為零)→電磁場(chǎng)周期性變化→向外輻射電磁波(繞核運(yùn)動(dòng)的能量以電磁波的形式輻射出去)→能量減少→電子繞核運(yùn)動(dòng)的軌道半徑減小→電子做螺旋線運(yùn)動(dòng)，最后落入原子核中，但是實(shí)際上原子是穩(wěn)定的，并沒(méi)有原子核外的電子落入原子核內(nèi).所以，經(jīng)典的電磁理論不能解釋原子核外的電子的運(yùn)動(dòng)情況和原子的穩(wěn)定性.答案1.核式結(jié)構(gòu)模型的成就：正確地指出了

的存在，很好地解釋了

.2.經(jīng)典理論的困難：經(jīng)典物理學(xué)既無(wú)法解釋原子的

，又無(wú)法解釋原子光譜的分立特征.原子核知識(shí)梳理α粒子散射實(shí)驗(yàn)穩(wěn)定性題型探究一、光譜和光譜分析1.光譜的分類(lèi)光譜

比較光譜

產(chǎn)生條件光譜形式及應(yīng)用線狀光譜稀薄氣體發(fā)光形成的光譜一些不連續(xù)的明線組成，不同元素的明線光譜不同(又叫特征光譜)，可用于光譜分析連續(xù)光譜熾熱的固體、液體和高壓氣體發(fā)光形成的連續(xù)分布，一切波長(zhǎng)的光都有吸收光譜熾熱的白光通過(guò)溫度較白光低的氣體后，再色散形成的用分光鏡觀察時(shí)，見(jiàn)到連續(xù)光譜背景上出現(xiàn)一些暗線(與特征譜線相對(duì)應(yīng))，可用于光譜分析2.幾種光譜的比較3.太陽(yáng)光譜(1)太陽(yáng)光譜的特點(diǎn)：在連續(xù)譜的背景上出現(xiàn)一些不連續(xù)的暗線，是一種吸收光譜.(2)對(duì)太陽(yáng)光譜的解釋?zhuān)宏?yáng)光中含有各種顏色的光，但當(dāng)陽(yáng)光透過(guò)太陽(yáng)的高層大氣射向地球時(shí)，太陽(yáng)高層大氣中含有的元素會(huì)吸收它自己特征譜線的光，然后再向四面八方發(fā)射出去，到達(dá)地球的這些譜線看起來(lái)就暗了，這就形成了明亮背景下的暗線.4.光譜分析(1)優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高，分析物質(zhì)的最低量達(dá)10－10g.(2)應(yīng)用：a.發(fā)現(xiàn)新元素；b.鑒別物體的物質(zhì)成分.(3)用于光譜分析的光譜：線狀光譜和吸收光譜.例1

(多選)對(duì)原子光譜，下列說(shuō)法正確的是A.原子光譜是不連續(xù)的B.由于原子都是由原子核和電子組成的，所以各種原子的原子光譜是相

同的C.各種原子的原子結(jié)構(gòu)不同，所以各種原子的原子光譜也不相同D.分析物質(zhì)發(fā)光的光譜，可以鑒別物質(zhì)中含哪些元素解析

原子光譜為線狀譜，A正確；各種原子都有自己的特征譜線，故B錯(cuò)，C對(duì)；據(jù)各種原子的特征譜線進(jìn)行光譜分析可鑒別物質(zhì)組成，D正確.解析答案√√√例2

(多選)下列關(guān)于光譜和光譜分析的說(shuō)法中，正確的是A.太陽(yáng)光譜和白熾燈光譜都是線狀譜B.煤氣燈火焰中燃燒的鈉蒸氣或霓虹燈產(chǎn)生的光譜都是線狀譜C.進(jìn)行光譜分析時(shí)，可以用線狀譜，不能用連續(xù)光譜D.我們能通過(guò)光譜分析鑒別月球的物質(zhì)成分解析答案√√解析

太陽(yáng)光譜中的暗線是太陽(yáng)發(fā)出的連續(xù)譜經(jīng)過(guò)太陽(yáng)大氣層時(shí)產(chǎn)生的吸收光譜，是太陽(yáng)發(fā)出的光譜被太陽(yáng)大氣層中存在的對(duì)應(yīng)元素吸收所致，白熾燈發(fā)出的是連續(xù)譜，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；月球本身不會(huì)發(fā)光，靠反射太陽(yáng)光才能使我們看到它，所以不能通過(guò)光譜分析鑒別月球的物質(zhì)成分，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；用于光譜分析的只能是線狀譜或吸收光譜，連續(xù)譜是不能用來(lái)進(jìn)行光譜分析的，所以選項(xiàng)C正確；煤氣燈火焰中燃燒的鈉蒸氣或霓虹燈產(chǎn)生的光譜都是線狀譜，選項(xiàng)B正確.二、氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律例3下列對(duì)氫原子光譜實(shí)驗(yàn)規(guī)律的認(rèn)識(shí)中，正確的是A.因?yàn)闅湓雍送庵挥幸粋€(gè)電子，所以氫原子只能產(chǎn)生一種波長(zhǎng)的光B.氫原子產(chǎn)生的光譜是一系列波長(zhǎng)不連續(xù)的譜線C.氫原子產(chǎn)生的光譜是一系列亮度不連續(xù)的譜線D.氫原子產(chǎn)生的光的波長(zhǎng)大小與氫氣放電管放電強(qiáng)弱有關(guān)√解析答案解析氫原子光譜是線狀譜，波長(zhǎng)是一系列不連續(xù)的、分立的特征譜線，并不是只含有一種波長(zhǎng)的光，也不是亮度不連續(xù)的譜線，B對(duì)，A、C錯(cuò)；氫原子光譜是氫原子的特征譜線，與放電管的放電強(qiáng)弱無(wú)關(guān)，D錯(cuò).例4

(多選)巴耳末通過(guò)對(duì)氫原子光譜的研究總結(jié)出巴耳末公式

n＝3,4,5，…，對(duì)此，下列說(shuō)法正確的是A.巴耳末依據(jù)核式結(jié)構(gòu)理論總結(jié)出巴耳末公式B.巴耳末公式反映了氫原子發(fā)光的連續(xù)性C.巴耳末依據(jù)氫原子光譜的分析總結(jié)出巴耳末公式D.巴耳末公式反映了氫原子發(fā)光的分立性，其波長(zhǎng)的分立值并不是人為

規(guī)定的√答案√達(dá)標(biāo)檢測(cè)1.(多選)關(guān)于光譜，下列說(shuō)法中正確的是A.熾熱的液體發(fā)射連續(xù)譜B.線狀譜和吸收光譜都可以對(duì)物質(zhì)進(jìn)行光譜分析C.太陽(yáng)光譜中的暗線，說(shuō)明太陽(yáng)中缺少與這些暗線相對(duì)應(yīng)的元素D.發(fā)射光譜一定是連續(xù)譜√123解析

熾熱的固體、液體和高壓氣體的發(fā)射光譜是連續(xù)光譜，故A正確；線狀譜和吸收光譜都可以用來(lái)進(jìn)行光譜分析，B正確；太陽(yáng)光譜中的暗線說(shuō)明太陽(yáng)大氣中含有與這些暗線相對(duì)應(yīng)的元素，C錯(cuò)誤；發(fā)射光譜有連續(xù)譜和線狀譜，D錯(cuò)誤.√解析答案2.(多選)下列光譜中屬于原子光譜的是A.太陽(yáng)光譜B.放電管中稀薄汞蒸氣產(chǎn)生的光譜C.白熾燈的光譜D.酒精燈中燃燒的鈉蒸氣所產(chǎn)生的光譜√123答案√123解析

巴耳末公式是巴耳末在研究氫光譜特征時(shí)發(fā)現(xiàn)的，故A選項(xiàng)正確；公式