Bài 33. Mẫu nguyên tử Bo

BÀI 33
MẪU NGUYÊN TỬ BO
En
Em
RUTHERFORD
I. MẪU HÀNH TINH NGUYÊN TỬ CHO NGUYÊN TỬ HYĐRÔ

Hạt Nhân (+)

Electron(-)
Quỹ đạo của electron
THEO ÔNG
* Lực hút tĩnh điện giữa hạt nhân và electron là lực hướng tâm giữ cho electron chuyển động trên quỹ đạo tròn
* Năng lượng của nguyên tử gồm động năng electron và thế năng tương tác của eletron với hạt nhân
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.
I. MÔ HÌNH HÀNH TINH NGUYÊN TỬ
 -Mẫu hành tinh nguyên tử của Rutherford: Các electron (-) chuyển động xung quanh hạt nhân (+).
 - Hạn chế : Không giải thích tính bền vững của nguyên tử và sự tạo thành quang phổ vạch của nguyên tử Hyđrô

+ Nhược điểm 1 : Theo thuyết sóng, electron chuyển động có gia tốc xung quanh hạt nhân nên phát sinh sóng điện từ  sóng mang theo năng lượng  năng lượng nguyên tử giảm  thế năng giảm  bán kính giảm  electron rơi vào nhân  nguyên tử bị phá vở
Boom
+Nhược điểm 2: bán kính quỹ đạo của electron giảm liên tục  năng lượng nguyên tử giảm liên tục  sóng điện từ phát ra có tần số thay đổi liên tục  Hydro chỉ có quang phổ liên tục ( thực tế có cả quang phổ vạch)
Để khắc phục những khó khăn của mẫu nguyên tử trên
Nin- xơ Bo
Năm 1913, Bohr vận dụng thuyết lượng tử để giải thích sự tạo thành quang phổ Hidrô Bohr đã bổ sung vào mẫu nguyên tử của Ru-dơ-pho hai giả thuyết sau được gọi là hai tiên đề.
II. CÁC TIÊN ĐỀ CỦA BO VỀ CẤU TẠO NGUYÊN TỬ
1. Tiên đề về các trạng thái dừng
- Nguyên tử chỉ tồn tại trong 1 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.
* Năng lượng ứng với trạng thái dừng thứ n
Với E0=13.6 eV (năng lượng ion hóa); n=1,2,3,…
Bán kính quỹ đạo dừng của nguyên tử hidro ở trạng thái dừng
Với n=1,2,3,…
n = 1 thì E1 = - E0 và r1 = r0
Bình thường nguyên tử ở trạng thái dừng có mức năng lượng thấp nhất và electron chuyển động trên những quỹ
đạo dừng có bán kính nhỏ nhất
(gần hạt nhân nhất).
Đó là Trạng thái bản Nguyên tử bền vững nhất và không
bức xạ photôn
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 thấp hơn Em thì 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 thấp hơn mà hấp thụ được 1 phôtôn có năng lượng đúng bằng hiệu En - Em thì nó chuyển lên trạng thái dừng có năng lượng cao hơn En.
En
Em
hfnm
hfnm
Từ đó ta thấy rằng nếu một chất hấp thụ được ánh sáng có bước sóng nào thì cũng có thể phát ra ánh sáng có bước sóng đó
Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng En sang trạng thái dừng có năng lượng thấp hơn Em thì nó phát ra 1 phôtôn có năng lượng đúng bằng hiệu En - Em:
Ngược lại, nếu nguyên tử đang ở trạng thái dừng có năng lượng Em thấp hơn mà hấp thụ được 1 phôtôn có năng lượng đúng bằng hiệu En - Em thì nó chuyển lên trạng thái dừng có năng lượng cao hơn En.
Khi nguyên tử hấp thụ photôn để chuyển lên trạng thái dừng có mức năng lượng cao hơn thì electron chuyển động trên các quỹ đạo xa nhân hơn ( L,M,N…..) ứng với các trạng thái kích thích. Nguyên tử kém bền vững (thời gian tồn tại 10-8 s)
Sau đó nguyên tử chuyển dần về trạng thái năng lượng thấp, cuối cùng về trạng thái cơ bản. Nguyên tử bền vững, không bức xạ photôn
Dựa vào mẫu nguyên tử của Bo, hãy giải thích hiện tượng quang phổ vạch phát xạ và quang phổ vạch hấp thụ của Hidrô?
III. Quang phổ vạch phát xạ và hấp thụ của nguyên tử Hidrô
L
M
O
P
N
QUANG PHỔ VẠCH NGUYÊN TỬ HIĐRÔ
-E0/1
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
C
J
L
L1
L2
F
S
P
Quang phổ vạch hấp thụ
Quang phổ liên tục
Quang phổ vạch hấp thụ
Quang phổ vạch phát xạ
Sơ đồ chuyển mức năng lượng của nguyên tử Hidrô
Laiman m=1, n=2,3,4…
Banme m=2, n=3,4,5…
Pasen m=3, n=4,5,6…
Câu 1: 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 2: Khi nguyên tử hiđrô chuyển từ trạng thái M về trạng thái K nó có thể phát ra mấy bức xạ
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
Quỹ đạo L
Quỹ đạo K
Quỹ đạo L
Quỹ đạo K
BÀI 33: MẪU NGUYÊN TỬ BO
I. MÔ HÌNH HÀNH TINH NGUYÊN TỬ
II. 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 En, gọi là các trạng thái dừng. Khi ở trạng thái dừng, nguyên tử không bức xạ.
* 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
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 tháidừng có năng lượng thấp hơn Em thì nó phát ra 1 phôtôn có năng lượng đúng bằng hiệu En – Em
* Ngược lại, nếu nguyên tử đang ở trạng thái dừng có năng lượng Em thấp hơn mà hấp thụ được 1 phôtôn có năng lượng đúng bằng hiệu En - Em thì nó chuyển lên trạng thái dừng có năng lượng cao hơn En.
III.QUANG PHỔ PHÁT XẠ VÀ HẤP THỤ CỦA NGUYÊN TỬ HIĐRÔ
Năng lượng ion hóa của một nguyên tử, phân tử hoặc ion là năng lượng cần thiết để tách êlectron liên kết yếu nhất ra khỏi một hạt ở trạng thái cơ bản sao cho ion dương được tạo thành cũng ở trạng thái cơ bản. Đó là năng lượng ion hoá thứ nhất. Các giai đoạn ion hoá tiếp theo sẽ ứng với các năng lượng ion hoá thứ hai, thứ ba,...