mau nguyen tu bo hay lam

sự chuyển mức năng lượng ứng với các vạch quang phổ đó b. Tính bước sóng của ba vạch bức xạ đơn sắc nói trên[r]

1

-Mẫu nguyên tử BO(Quang phổ hydro)

L thuyết:

I Tiên đề về trạng thái dừng:

Nguyên tử chỉ tồn tại trong những trạng thái dừng có năng lượng xác định,

gọi là trạng thái dừng Trong các trạng thái dừng nguyên tử không bức xạ

Chú : Năng lượng của nguyên tử ở trạng thái dừng bao gồm động năng của

các êlêctron và thế năng của chúng đối với hạt nhân Để tính toán năng

lượng của các electron Bo vẫn sử dụng mô h.nh hành tinh nguyên tử

II Tiên đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng của nguyên tử:

Trạng thái dừng có năng lượng càng thấp th càng bền vững Trạngt hái dừng

có năng lượng càng cao th càng kém bền vững Do đó khi nguyên tử ở trạng

thái có năng lượng lớn bao giờ cũng có xu hướng chuyển sang trạng thái

dừng có mức năng lượng nhỏ

- Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng Em

sang trạng thái

dừng có năng lượng En ( Với Em>En) th nguyên tử phát ra một phôtôn có

năng lượng đúng bằng hiệu Em-En, tức là hfmn Em En Với fmn là tần

số ánh sáng của bước sóng ứng với phôtôn đó

Ngược lại, nếu nguyên tử đạng ở trạng thái dừng có năng lượng thấp En mà

hấp thụ được một phôtôn có năng lượng đúng bằng hiệu Em

-En, th nó

chuyển lên trạng thái dừng có năng lượng Em lớn hơn

Em

hfmn fmn

En

- Trong các trạng thái dừng electron chuyển động trên những quỹ đạo có bán

kính xác định: rn=n2.r0 với r0=5,3.10-11m

- Năng lượng của các trạng thái dừng: En= 2

13,6( )

n

eV , n=1, 2, 3…

III Giải thích sự tạo thành Quang phổ vạch

a) Người ta thấy các vạch trong quang phổ phát xạ của H sắp xếp thành

những d.y xác định tách rời hắn nhau

- Trong vùng tử ngoại có một d.y gọi là d.y Laiman

- Thứ hai là d.y gọi là Banme D.y này có một phần nằm

trong vùng tử

ngoại và một phần nằm trong vùng ánh sáng nh.n thấy,

phần này có 4 vạch

là đỏ(H;0,6563m),lam (H;0,4816m

),chàm(H;0,434m ),

tím (H;0,4102m )

2

Trong vùng hồng ngoại coá d.y gọi là Pasen:

b) Sơ đồ chuyển hoá các mức năng lượng:

P

ON

ML

K

Laiman Banme Pasen

-D.y Liman tạo thành khi electron chuyển từ mức năng lượng bên ngoài về

mức năng lượng K

- D.y Banme tạo thành khi electron chuyển từ mức năng lượng bên ngoài về

mức năng lượng L

H: M L ; H: N L ;H:O L H: P L

- D.y Pasen tạo thành khi electron chuyển từ mức năng lượng bên ngoài về

mức năng lượng M

IIII.Một số tính chất cấn nhớ:

a) f21>f32>f43>…………

b)21 32 43

c) f21<f31<f41<…………

d) 32 42 52

3

-Dạng 1 T.m lại công thức tính bước sóng của vạch

quang phổ bằng l thuyết

Câu 1 Công thức thực nghiệm xác định bước sóng vạch quang phổ của

nguyên tử Hidrô là cho bởi công thức:

)

2

2

1

2

1

1 ( 1

n n

R 

Với n2>n1T.m l ại bằng l thuyết và tính

Biết: En= 2

13,6

n

eV

Câu 2 Dựa vào công thức: )

2

2

1

2

1

1 ( 1

n n

R 

với R=1,09737.107 (1/m)

H.y t.m bước sóng các vạch H,H,H,Hvà vạch tiếp theo( tức vạch

thứ 5) trong d.y Banme Từ đó, xác định các vạch nói trên nằm trong vùng

nào(hồng ngoại, nh.n thấy, tử ngoại)

Dạng 2 Tính bước sóng, tần số, mức năng lượng và

mối quan hệ giữa các bước sóng của các vạch quang

phổ

Câu 1 Một nguyên tử từ trạng thái dừng có mức năng lượng

EM=-1,5eV

sang trạng thái có năng lượng EL=-3,4V T.m bước sóng của bức xạ được

phát ra

Câu 2 Năng lượng của các trạng thái dừng trong nguyên tử Hidrô lần lượt là

EK=-13,6eV; EL=-3,4eV; EM=-1,51eV; EN=-0,85eV; EO

=-0,54eV H.y t.m

bước sóng của các bức xạ tử ngoại do nguyên tử hidrô phát ra

Câu 3 Vạch thứ 2 trong d.y Lyman có bước sóng 31

0,103m

1 Vạch thứ nhất trong d.y Lyman có bước sóng 21

0,122m chứng tỏ

trong d.y Banme có một vạch quang phổ có bước sóng có quan hệ với hai

bước sóng trên T.m bước sóng đó

2 Vạch thứ ba trong d.y Lyman có bước sóng 41 0,097m chứng tỏ rằng

trong d.y Parsen có một vạch quang phổ có bước sóng có quan hệ với 2

bước sóng 31 và 41 đ cho Tính bước sóng đó

Câu 4 Cho biết bước sóng ứng với 3 vạch quang phổ của nguyên tử Hidrô

trong d.y Pasen ở vùng hồng ngoại là 1 1,875m 2

1,282m, 3 1,093m

và vạch đỏ (H) trong d.y Banme là 0,656m

a H.y tính các bước sóng ,,ứng với 3 vạch lam (H), chàm (H),

tím (H)

4

-b Vẽ sơ đồ biểu diễn các mức năng lượng và sự chuyển mức năng lượng

của electron tương ứng với các vạch quang phổ trên

Câu 5 Êlectron trong nguyên tử hidrô chuyển từ quỹ đạo L ứng với mức

năng lượng E2=-3,4eV về quỹ đạo K ứng với mức năng lượng

E1=-13,6eV

a Tính bước sóng của bức xạ phát ra

b Chiếu bức xạ có bước sóng nói trên vào catốt của một tế bào quang

điện làm bằng kim loại có công thoát A=2eV Tính động năng ban đầu cực

đại của electron và hiệu điện thế h.m d.ng quang điện Uh

Câu 6 Trong quang phổ của hidrô các bước sóng của các vạch quang phổ

như sau:

21 0,121568m , 32 0,656279m , 43 1,8751m

a t.m tần số ứng với các bức xạ trên

b Tính tần số vạch quang phổ thứ 2, thứ 3 của d.y Lyman Câu 7 Biết bước sóng ứng với hai vạch đầu tiện trong d.y Lyman của quang

phổ hidrô là L1 0,122m và L2 103nm biết mức năng lượng của trạng

thái kích thích thứ hai trong quang phổ hidrô là –1,51eV

1 t.m bước sóng của vạch Htrong quang phổ nh.n thấy được

2 T.m mức năng lượng của trạng thái cơ bản và trạng thái kích thích thứ

nhất( theo đơn vị eV)

Câu 8 Bước sóng của vạch quang phổ đầu tiện trong d.y Laiman là 0

=122nm, của vạch Hvà Htrong d.y Banme lần lượt là 1

656nm ,

2 486nm H.y tính:

Bước sóng của vạch quang phổ thứ hai trong d.y Lâimn và vạch đầu tiên

trong d.y Pasen

Câu 9 Bước sóng của vạch quang phổ thứ nhất trong d.y Laiman của quang

phổ Hidro là 0,122m 0 

Bước sóng của ba vạch quang phổ H,H,Hlần lượt là

1 0,656m,2 0,486m,3 0,434m

a Tính tần số của bốn bức xạ nói trên

b Tính bước sóng của hai vạch tiếp theo trong d.y Laiman và hai vạch đầu

trong d.y Pasen

Câu 10 Trong quang phổ Hiđrô, biết bước sóng của các vạch đầu tiên trong

d.y Laiman là 21 0,1216m, d.y Banmê là 32 0,6563m và d.y Pasen là

43 1,8751m H.y xác định bước sóng của các vạch quang phổ thứ 2, thứ 3

trong d.y Laiman và vạch thứ 2 trong d.y Banme

5

-Câu 11 Biết bước sóng ứng với 3 vạch trong d.y Banme của Hiđro là

0,656m,0,486m,0,434m Có thể xác định được bước sóng

nào khác trong các vạch quang phổ c.n lại

Câu 12 Trong quang phổ H bước sóng của các vạch quang phổ như sau:

-Vạch thứ nhất trong d.y Banme: 21 0,121568m

-Vạch Hcủa d.y Banme: 32 0,656279m

-Ba vạch đầu tiên của d.y Pasen:

43 1,8751m;53 1,2818m;63 1,0938m

a Tính tần số dao động của các bức xạ trên

b Tính bước sóng của hai vạch quang phổ thứ hai và thứ ba của d.y Laiman

và các vạch H;H;Hcủa d.y Banme

Dạng 3 Bước sóng dài nhất và ngắn nhất trong các

d.y

L thuyết:

Ta có khi electron chuyển từ mức năng lượng m về mức năng lượng n cho

trước ta có:

)

2

2

13,6 ( 1

n m

hc eV 



Bước sóng dài nhất ứng với: m=n+1

Bước sóng ngắn nhất ứng với: m=

……… _Câu 1 Áp dụng công thức tính bước sóng của vạch quang phổ Hidrô:

)

2

1

2

1 ( 1

n m

R 

Với R=1,1.107m/s

H.y tính các bước sóng dài nhất và ngắn nhất trong d.y

Lyman, Banme và

Parsen

Câu 2 Cho ba vạch có bước sóng dài nhất trong ba d.y

quang phổ Hdro là

1L 0,1216m(Lyman), 1B 0,6563m (Banme) và 1P

1,8751m (Parsen)

1 Có thể t.m được bước sóng của các vạch nào khác, các vạch đó thuộc

miền nào của thang sóng điện từ

2 Cho biết năng lượng cần thiết tối thiểu để bứt điện tử ra khỏi nguyên tử

Hdrô là 13,6eV tính bước sóng ngắn nhất của vạch quang phổ trong d.y

Parsen

Câu 3 Ba vạch có bước sóng dài nhất trong d.y Laiman của nguyên tử

Hidro là 1 0,122m;2 0,1028m;3 0,0975m Hỏi khi nguyên tử Hidro

bị kích thích sao cho electron chuyển lên quỹ đạo N th

nguyên tử có thể

phát ra các bức xạ ứng với vạch nào trong d.y Banme? Tính năng lượng của

6

-Phôtôn ứng với các bức xạ đó Cho hằng số Plăng

h=6,625.10-34Js; Vận tốc

ánh sáng trong chân không c=3.108m/s

Dạng 4 Năng lượng Iông hoá

L thuyết:

Năng lượng Iôn hoá của nguyên tử H2 là năng lượng phải cung cấp để

electron chuyển từ mức năng luợng E1 đến mức năng lượng

E0

W EE1 0 E1 13,6(eV)

Câu 1 1 Năng lượng Iôn hoá của nguyên tử Hidrro là g.? Tính năng lượng

Iôn hoá nguyên tử Hidrô

2 Năng lượng Iôn hoá của nguyên tử Hêli là g.? (Hêli có 2 năng lượng Iôn

hoá)

Năng lượng Iôn hoá thứ nhất của Hêli bằng 23,6eV

Một nguyên tử Hêli ở trạng thái kích thích có năng lượng – 21,4eV Khi

chuyển xuống trạng thái cơ bản nó phát ra bức xạ có bước sóng bằng bao

nhiêu, vạch tương ứng thuộc miền g của quang phổ?

Câu 2 Bước sóng dài nhất trong d.y Lyman là 0,1215m , bước sóng ngắn

nhất trong d.y Banme là 0,365m

Biết: h=6,625.10-34Js; e=1,6.10-19C

1 Với các số liệu trên h.y t.m năng lượng cần thiết để bứt electron ra khỏi

nguyên tử của nó khi electron ở trên quỹ đạo K

2 Biết năng lượng của electron trong nguyên tử Hidrô có biểu thức:

n2

Rh

En 

Với: R là hằng số, n là số nguyên 1, 2, 3…

N=1 ứng với quỹ đạo K, n=2 ứng với quỹ đạo L,…

T.m R

Câu 3.Các mức năng lượng của nguyên tử hidrô có trạng thái dừng được xác

định bằng công thức: 2

13,6

n

eV

En với n là số nguyên; n=1 ứng với mức cơ

bản K; n =2, 3, 4 ứng với mức kích thích L, M, N

a Tính ra Jun năng lượng Iôn hoá của nguyên tử hidrô

b Tính ra mét bước sóng của vạch đỏ Htrong d.y Banme Câu 4 Vạch đầu tiên trong d.y Lyman và vạch cuối cùng trong d.y Banme

trong quang phổ hidrô lần lượt có bước sóng là 1 0,365m

và

2 0,1215m Dựa vào đó h.y tính năng lượng Iôn hoá của nguyên tử hidrô

Câu 5 Giá trị năng lượng của các trạng thái dừng của

nguyên tử H cho bởi

công thức:

7

-En=- n2

Rh

- h: hằng số Plăng

-R: Một hằng số

-n: Số tự nhiện

Cho biết năng lượng iôn hóa của nguyên tử H là 13,5eV H.y xác định

những vạch quang phổ của H xuất hiện khi bắn phá nguyên

tử H ở trạng thái

có bản bằng chùm electron có động năng 12,5eV

Câu 6 Vạch đầu tiên của d.y Laiman và vạch cuối cùng của d.y Banme

trong quang phổ H có các bước sóng 1 0,1218m và 2

0,3653m Tính

năng lượng iôn hoá của H ở trạng thái cơ bản (theo đon vị eV)

Dạng 5 Năng lượng kích thích của nguyên

tử hidrô

L thuyết:

Năng lượng kích thích nguyên tử hidrô có thể là năng lượng của phôtôn hoặc

động năng của electron bắn vào hạt nhân.

- Đối với phôtôn: Nguyên tử hidrô chỉ hấp thụ những phôtôn

có năng lượng

đúng bằng hiệu mức năng lượng:

hf Em En

- Đối với động năng của electroon: Khi cung cấp cho electron năng lượng W

th electron chuyển từ quỹ đạo n lên quỹ đạo m ta có:

Em W+En < Em+1

Câu 1 Vạch của d.y Pasen có bước sóng 1 1875nm và 2

1281nm ứng

với sự chuyển giữa các mức năng lượng nào

Câu 2 Khi electron trong nguyên tử H chuyển từ quỹ đạo thứ

n về quỹ đạo

thứ m=2 th phát ra bức xạ có bước sóng 0,487m H.y t.m bán kính quỹ

đạo thứ n

Câu 3 Muốn thu được 3 vạch và chỉ 3 vạch quang phổ th năng lượng kích

thích nguyên tử Hidrô là bao nhiêu và tính bước sóng của 3 vạch quang phổ

ấy

Câu 4 Có những vạch quang phổ nào xuất hiện khi kích thích nguyên tử

Hodrô ở trạng thái cơ bản bằng các electron có năng lượng W=12,5eV

Câu 5 Ba vạch quang phổ đầu tiên trong d.y Lyman của nguyên tử Hidrô có

bước sóng lần lượt là 1 1216A0 , 2 1026A0 và 3 973A0 hỏi nếu

nguyên tử hidrô bị kích thích sao cho electron lên quỹ đạo N

th nguyên tử

có thể phát ra những vạch nào trong d.y Banme? Tính bước sóng của các

vạch đó

Câu 6 Êlectron của nguyên tử Hidro ở trạng thái cơ bản thu năng lượng

12,1eV

8

-a êlectron này chuyển lên tới mức năng lượng nào

b Nguyên tử H được kích thích như trên đây có thể phát ra các bức xạ có

bước sóng bằng bao nhiêu

Câu 7 Chiếu một chùm bức xạ đơn sắc có tần số

f=2,924.1015Hz vào một

khối khí hidrô ở nhiệt độ và áp suất thích hợp, khi đó trong quang phổ phát

xạ của hidrô chỉ có ba vạch ứng với các tần số f1, f2, f3 biết

f1=f;

f2=2,4669.1015Hz và f3<f2

a Giải thích sự h.nh thành các vạch quang phổ nêu trên, vẽ

sơ đồ biễu diện

sự chuyển mức năng lượng ứng với các vạch quang phổ đó

b Tính bước sóng của ba vạch bức xạ đơn sắc nói trên Nói r các bức xạ

này thuộc d.y nào trong quang phổ hidrô, mắt người có thể nh.n thấy mấy

vạch?

Câu 8 1 Xác định độ biến thiên năng lượng của electron trong nguyên tử

hidrô khi nó chuyển từ mức năng lượng M(n=3) về mức năng lượng K(n=1)

và bước sóng của bức xạ phát ra

2 Xác định các bước sóng cực đại và cực tiểu của các vạch trong d.y Pasen

3 Một phôtôn có năng lượng 16eV làm bật electron ra khỏi nguyên tử hidrô

ở trạng thái cơ bản tính vận tốc của electron khi bật ra khỏi nguyên tử

Câu 9 Các mức năng lượng của nguyên tử hidrô được xác định bởi công

thức: 2

0

n

E

En với E0=13,6eV, n là số nguyên 1, 2, 3,…( ứng với các mức

năng lượng K, L, M, N…)

1 Kích thích nguyên tử hidrô ở trạng thái cơ bản bằng việc hấp thụ phôtôn

có năng lượng thích hợp, bán kính quỹ đạo của lectroon tăng lên 9 lần t.m

các bước sóng khả dĩ của bức xạ mà nguyên tử có thể phát ra

2 Khi chiếu lần lượt vào nguyên tử hidrô ở trạng thái cơ bản các bức xạ mà

phôtôn có các năng luợng 6eV, 12,75eV và 18eV Trong mỗi trường hợp đó,

nguyên tử hidrô có hấp thụ phôtôn không? Và nếu th nguyên

tử sẽ chuyển

lên trạng thái nào?

3 Nguyên tử H ở trạng thái cơ bản va chạm với một electron

có năng lượng

10,6eV Trong quá tr.nh tương tác, giả sử nguyên tử đứng yên

và chuyển lên

trạng thái kích thích đầu tiên H.y t.m động năng của

electron sau va chạm

Câu 10 Năng lượng của electron của nguyên tử hidrô có biểu thức En=

2

13,6

n

eV , với n=1, 2, 3

a T.m độ biến thiên năng lượng của electron khi nó chuyển

từ trạng thái

(mức) ứng với n=3 về trạng thái ứng với n=1, và tính bước sóng của bức xạ

phát ra

9

-b Một phôtôn có năng lượng 16eV làm bật êlectron ra khỏi nguyên tử hidrô

ở trạng thái cơ bản (n=1) T.m vận tốc electron khi bật ra Câu 11 Cho một chùm electron bắn phá các nguyên tử H ở trạng thái cơ bản

để kích thích chúng

a Xác định vận tốc cực tiểu của các electron sao cho có thể làm xuất hiện tất

cả các vạch của quang phổ phát xạ của H

b Muốn cho quang phổ H chỉ có một vạch th năng lượng của electron phải

nằm trong khoảng nào?

Câu 12 Biết rằng các mức năng lượng của nguyên tử Na là:

E1=-5,14eV(trạng thái cơ bản); E2=-3.03eV; E3=-1,93eV; E4 =-1,51eV; E5

=-1,38eV; E6=-0,86eV

1 Nguyên tử natri chuyển từ trạng thái kích thích về trạng thái cơ bản và

phát ra phôtôn có 589nm H.y chỉ ra sự thay đổi năng lượng tương ứng

với các mức năng lượng liên quan

2 Nguyên tử Na có thể hấp thụ một phôtôn có năng lượng 3eV không? V

sao?

3 Nguyên tử Na ở trạng thái cơ bản va chạm với một

electron có năng lượng

3eV Trong quá tr.nh tương tác nguyên tử thực tế đứng yên, chỉ chuyển từ

trạng thái cơ bản lên trạng thái kích thích đầu tiên T.m động năng của

electron sau va chạm

Dạng 6 T.m vận tốc, số v.ng quay bán

kính quỹ đạo

dừng, năng lượng trong nguyên tử hidrô

Câu 1 Trong nguyên tử H, bán kính quỹ đạo dừng được tính theo công thức

rn=n2r0 với r0=5,3.10-11m, n là các số nguyên dương 1, 2, 3 … H.y tính bán

kính quỹ đạo thứ 5 và vận tốc của electron ở quỹ đạo đó

Câu 2 Trong nguyên tử H bán kính quỹ đạo dừng và năng lượng của

electron trên các quỹ đạo đó có biểu thức:

rn n ro 2 ; n2

Eo

En 

Trong đó ro=5,3.10-11m; Eo=13,6(eV), n là các số nguyên dương

1 Xác định bán kính quỹ đạo thứ 2, thứ 3 và tính vận tốc của electron trên