Bài 33. Mẫu nguyên tử Bo

CHÀO MỪNG CÁC EM HỌC SINH LỚP 12A
Câu 1: Theo thuyết lượng tử thì mỗi phôtôn của ánh sáng đơn sắc có năng lượng là:
KIỂM TRA BÀI CŨ
A.
B.
C.
D.
Câu 2: Quang phổ vạch phát xạ của nguyên tử hydrô gồm các vạch có màu :
A. đỏ, cam, chàm, tím
B. đỏ, vàng, cam, tím
C. đỏ, lam, chàm, tím
D. đỏ, vàng, lam, tím
Một trong những
thành công lớn của thuyết lượng tử ánh sáng là giải thích được hiện tượng tạo thành quang phổ của các nguyên tử, ví dụ như đối với quang phổ của hiđro
Bài 33:
MẪU NGUYÊN TỬ BO
VÀ
QUANG PHỔ VẠCH
CỦA
NGUYÊN TỬ HIDRO
Nội dung chính:
I. CÁC TIÊN ĐỀ VỀ MẪU NGUYÊN TỬ BO :
1. Tiên đề về các trạng thái dừng
2. Tiên đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng của nguyên tử
II.QUANG PHỔ VẠCH
CỦA NGUYÊN TỬ HIDRO
Mô hình mẫu hành tinh nguyên tử của Rơ – Dơ – Pho
Theo Rơ- Dơ- Pho thì nguyên tử có cấu tạo như thế nào?
Mẫu hành tinh của Rơ- Dơ- Pho:
- Ở tâm nguyên tử có một hạt nhân mang điên dương.
Xung quanh hạt nhân có các e chuyển động trên những quỹ đạo tròn hoặc elíp.
Khối lượng của nguyên tử hầu như tập trung ở hạt nhân.
- Độ lớn của điện tích dương của hạt nhân bằng tổng độ lớn của các điện tích âm của e.
Nhắc Lại kiến thức đã học
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
* Không giải thích được tính bền vững của nguyên tử và tại sao êlectron trong nguyên tử không bị rơi vào hạt nhân
* Không giải thích được sự tạo thành quang phổ vạch của các nguyên tử, đặc biệt là của Hidro.
Khó khăn của mẫu hành tinh:
Quang phổ vạch của hidro
Để khắc phục những khó khăn của mẫu nguyên tử trên
Năm 1913, Bohr vận dụng tinh thần của thuyết lượng tử để xây dựng mẫu nguyên tử Bohr với 2 tiên đề.
Niels Bohr
I. CÁC TIÊN ĐỀ CỦA BO VỀ CẤU TẠO NGUYÊN TỬ
1. Tiên đề về các trạng thái dừng
Nguyên tử chỉ tồn tại trong một số trạng thái có năng lượng xác định, gọi là các trạng thái dừng. Khi ở trong các trạng thái dừng thì nguyên tử không bức xạ.
*Trong các trạng thái dừng của nguyên tử, êlectron chỉ chuyển động quanh hạt nhân trên những quỹ đạo có bán kính hoàn toàn xác định gọi là quỹ đạo dừng.
Hãy nêu nội dung của tiên đề về trạng thái dừng?
*Các đặc điểm về trạng thái dừng
MÔ HÌNH VỀ TRẠNG THÁI DỪNG
Dựa vào tiên đề thứ nhất của Bo, hãy giải thích tính bền vững của nguyên tử?
 Giải thích : Do nguyên tử chỉ tồn tại trong các trạng thái dừng (trạng thái bền vững), khi đó elêctron chuyển động trên quỹ đạo có bán kính xác định nên không bị rơi vào hạt nhân. Vì vậy nguyên tử có tính bền vững.
r0
4r0
9r0
Bán kính thứ nhất
Bán kính thứ hai
Bán kính thứ ba
Trong nguyên tử hiđro
bán kính các quỹ đạo dừng
tăng theo quy luật nào ?
Bán kính các quỹ đạo dừng tăng tỉ lệ thuận với bình phương của các số nguyên liên tiếp
Ta có:
rn= n2r0
Đối với nguyên tử hiđro
-Bình thường nguyên tử ở trạng thái dừng có năng lượng thấp nhất, và electron chuyển động trên quỹ đạo dừng gần hạt nhân nhất. Đó là trạng thái cơ bản.
Quỹ Đạo K
Thông tin về quỹ đạo dừng của nguyên tử Hidro
Quỹ đạo L
Quỹ đạo K
-Khi hấp thụ năng lượng thì nguyên tử sẽ chuyển lên các trạng thái dừng có năng lượng cao hơn, elêctron chuyển động trên quỹ đạo có bán kính lớn hơn, các trạng thái này gọi là các trạng thái kích thích.
Trạng thái kích thích có năng lượng càng cao thì bán kính quỹ đạo electron càng lớn, trạng thái đó càng kém bền vững.
Quỹ đạo L
Quỹ đạo K
Sau đó nó chuyển dần về các trạng thái dừng có năng lượng thấp hơn, electron chuyển về các quỹ đạo có bán kính nhỏ hơn và phát ra bức xạ
Thời gian sống trung bình của nguyên tử ở các trạng thái kích thích rất ngắn (10 – 8 s)
Cuối cùng nguyên tử trở về trạng thái cơ bản, electron trở về quỹ đạo có bán kính nhỏ nhất

2. Tiên đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng của nguyên tử
- Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng En sang trạng thái dừng có năng lượng nhỏ hơn Emthì nó phát ra 1 phôtôn có năng lượng đúng bằng hiệu En - Em:
 = hfnm = En - Em
- Ngược lại, nếu nguyên tử đang ở trạng thái dừng có năng lượng Em nhỏ mà hấp thụ được 1 phôtôn có năng lượng đúng bằng hiệu En - Em thì nó chuyển lên trạng thái dừng có năng lượng En cao hơn .
En
Em
hfnm
hfnm
Hãy nêu nội dung của tiên đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng ?
Sự phát xạ và hấp thụ năng lượng của nguyên tử
En
Em
hfnm
hfnm
hf nm = En - Em
Quang phổ phát xạ
của hiđro là
quang phổ gì?
1)D?c di?m� quang phổ vạch ph�t x? của Hidro:
gồm các dãy xác định tách rời nhau:
Dãy Lyman: trong vùng tử ngoại .

Dãy Balmer: gồm 1 phần ở vùng tử ngoại và 4 vạch trong vùng khả kiến: đỏ H?, lam H?, chàm H? và tím H? .

Dãy Paschen trong vùng hồng ngoại .
II. QUANG PHỔ VẠCH CỦA NGUYÊN TỬ HIDRO
2). Giải thích sự tạo thành quang phổ vạch của Hydro :
2) Giải thích sự tạo thành quang phổ v?ch c?a nguy�n t? hidro:
Ở trạng thái bình thường (trạng thái cơ bản), nguyên tử Hydro có năng lượng thấp nhất, electron chuyển động trên quỹ đạo K.
Khi nhận năng lượng kích thích, electron chuyển lên các quỹ đạo có năng lượng cao hơn. Trong thời gian rất ngắn (10 - 8 s) electron chuyển về các quỹ đạo bên trong và phát ra phôton có năng lượng:
hf = Ecao - Ethấp
Photon cĩ tần số f ứng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng ? = c / f
Mỗi sóng ánh sáng đơn sắc cho 1 vạch quang phổ có màu nhất định.
Vậy quang phổ của nguyên tử Hidro là quang phổ vạch.
3) Gi?i thích s? t?o th�nh c�c d�y
Dãy Lyman: ứng với các chuyển dời về quỹ đạo K
Dãy Balmer: ứng với các chuyển dời về quỹ đạo L
Dãy Paschen: ứng với các chuyển dời về quỹ đạo M
Giản đồ mức năng lượng
-0.85
-1.51
-13.6
-3.4
(K)
(L)
(M)
n=
¥
Lyman
Balmer
(N)
Paschen
Balmer
Paschen
SỰ TẠO THÀNH
CÁC VẠCH QUANG PHỔ
Ở VÙNG ÁNH SÁNG
NHÌN THẤY ĐƯỢC
L
M
O
P
N
QUANG PHỔ VẠCH NGUYÊN TỬ HIĐRÔ
L
M
O
P
N
QUANG PHỔ VẠCH NGUYÊN TỬ HIĐRÔ
L
M
O
P
N
QUANG PHỔ VẠCH NGUYÊN TỬ HIĐRÔ
L
M
O
P
N
QUANG PHỔ VẠCH
NGUYÊN TỬ HIDRO
C
J
L
L1
L2
F
S
P
Quang phổ vạch hấp thụ và phát xạ của hidro
Quang phổ liên tục
Quang phổ vạch hấp thụ
Quang phổ vạch phát xạ
Câu 1: Khi êlectron trong nguyên tử Hidrô chuyển từ quỹ đạo O về quỹ đạo L thì nguyên tử cho vạch quang phổ có màu:
A. đỏ
B. chàm
C. lam
D. tím
CỦNG CỐ, VẬN DỤNG
Câu 2: Khi êlectron trong nguyên tử Hidrô chuyển từ quỹ đạo M về các quỹ đạo bên trong thì nguyên tử có thể phát ra bao nhiêu vạch quang phổ
A. 2
B. 3
C. 6
D. 1
Câu 3 : Các vạch trong dãy Laiman (Lyman) được tạo thành khi electron trong nguyên tử hydrô dịch chuyển từ các quỹ đạo bên ngoài về quỹ đạo :
K
L
M
N
O
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
CÂU HỎI CỦNG CỐ
Câu 4: Xét 3 mức năng lượng EK, ELvà EM của nguyên tử hiđrô. Một phôtôn có năng lượng bằng EM – EK bay đến gặp nguyên tử này. Nguyên tử sẽ hấp thụ phôtôn và chuyển trạng thái như thế nào?
A. Không hấp thụ
B. Hấp thụ nhưng không
chuyển trạng thái
C. Hấp thụ rồi chuyển
thẳng lên M
D. Hấp thụ rồi chuyển từ K lên L rồi lên M
Câu 5 : Các vạch trong dãy Pasen (Paschen) được tạo thành khi electron trong nguyên tử hydrô dịch chuyển từ các quỹ đạo bên ngoài về quỹ đạo :
K
L
M
N
O
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
Câu 6 : Các vạch H?, H?, H?, H? thuộc dãy :
Laiman (Lyman)
Banme (Balmer)
Pasen (Paschen)
Thuộc nhiều dãy khác nhau.
Không thuộc dãy nào.
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
Câu 7 : Khi electron trong nguyên tử Hydrô chuyển từ quỹ đạo M về quỹ đạo K thì :
Nguyên tử phát ra một phôtôn có năng lượng ? = EM - EK.
Nguyên tử phát ra một vạch trong dãy Laiman (Lyman).
Nguyên tử phát ra một sóng ánh sáng đơn sắc có bước sóng ? =
Câu A và B đúng.
Cả A, B và C đúng.
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
Câu 8 : Cho h = 6,625.10-34Js ; c = 3.108m/s. Mức năng lượng của các quỹ đạo dừng của nguyên tử hyđrô lần lượt từ trong ra ngoài là -13,6eV ; -3,4eV ; -1,5eV . . . Với : En = -13,6eV/n2 ; n = 1, 2, 3 . . . Khi các electron chuyển từ mức năng lượng ứng với n = 3 về n = 1 thì sẽ phát ra bức xạ có tần số :
2,9.1014Hz
2,9.1016Hz
2,9.1015Hz
2,9.1017Hz
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
Bài tập áp dụng:
Biết bước sóng của vạch đỏ và vạch lam trong dãy Banme là
Tính bước sóng dài nhất trong dãy Pasen
Lời giải:
(1)
(3)
(2)
Từ (1);(2);(3) ta được:
Thay số được:
Chúc các em học sinh lớp 12a học giỏi, thành công trong kì thi Tốt Nghiệp và các kì thi sắp tới !