Bài 33. Mẫu nguyên tử Bo

Học sinh lớp 11A2 chào mừng
đến dự giờ học !
các thầy cô giáo
Học sinh lớp 12c chào mừng
TRƯỜNG PTDT NỘI TRÚ TỈNH HÀ GIANG
1. Nội dung của thuyết lượng tử ánh sáng:
Ánh sáng được tạo thành bởi các hạt gọi là phôtôn.
Mỗi ánh sáng đơn sắc có tần số f, các phôtôn đều giống nhau, mỗi phôtôn mang năng lượng bằng  = hf.
Trong chân không, phôtôn bay với tốc độ c = 3.108 m/s dọc theo các tia sáng.
Mỗi lần một nguyên tử hay phân tử phát xạ hoặc hấp thụ ánh sáng thì chúng phát ra hay hấp thụ một phôtôn. Phôtôn chỉ tồn tại trong trạng thái chuyển động không có phôtôn đứng yên
KIỂM TRA BÀI CŨ
2. Quang phổ vạch phát xạ của hidro trong vùng ánh sáng nhìn thấy gồm các vạch có màu:
a. Đỏ, lục, lam, tím
b. Vàng, lam, chàm, tím
c. Đỏ, lam, chàm, tím
d. Lục, lam, chàm, tím

Đáp án: C (đỏ, lam, chàm, tím)
Một trong những
thành công lớn của thuyết lượng tử ánh sáng là giải thích được hiện tượng tạo thành quang phổ vạch, ví dụ như đối với quang phổ của hidro
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
2. Tiên đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng của nguyên tử
III. QUANG PHỔ PHÁT XẠ VÀ HẤP THỤ CỦA NGUYÊN TỬ HIDRO
NỘI DUNG BÀI
I. Mô hình hành tinh nguyên tử
Trình bày mẫu hành tinh nguyên tử của Rơdơpho ?
Mô hình nguyên tử của Rơdơpho :
- Proton và neutron tạo nên hạt nhân nguyên tử, e chuyển động xung quanh và khối lượng của e rất nhỏ so với khối lượng của hạt nhân nguyên tử.
- Các e chỉ tồn tại và chuyển động trên 1 quỹ đạo xác định

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
* không giải thích được tính bền vững của nguyên tử, tại sao e lại có thể ổn định trong nguyên tử mà 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.
Mẫu này gặp khó khăn gì?
Mẫu nguyên tử Bo (Bohr) đề xướng vào năm 1913.



e- chuyển động trên nhiều quỹ đạo khác nhau phụ thuộc vào trạng thái tồn tại của nguyên tử
Hạt nhân
Theo BO nguyên tử tồn
tại trong những trạng
thái nào? Quỹ đạo
chuyển động của
elêctron có đặc điểm
gì? Khi nào thì
nguyên tử bức xạ
hay hấp thụ
ánh sáng?
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, gọi là các trạng thái dừng. Khi ở trong các trạng thái dừng thì nguyên tử không bức xạ (không phát ra ánh sáng)
* Trong các trạng thái dừng của nguyên tử, electron chỉ chuyển động quanh hạt nhân trên những quỹ đạo có bán kính hoàn toàn xác định gọi là các quỹ đạo dừng.
Ở trạng thái dừng (trạng thái có năng lượng xác định), nguyên tử không phát ra bức xạ (không phát ra ánh sáng)
Electron chuyển động trên các quỹ đạo có bán kính hoàn toàn xác định
Dựa vào tiên đề thứ nhất của Bo, ta có thể kết luận gì về tính bền vững của nguyên tử ???
 Giải thích tính bền vững của nguyên tử: 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
r0
4r0
9r0
Bán kính thứ nhất
Bán kính thứ hai
Bán kính thứ ba
Xét với nguyên tử hidro các bán kính tăng theo quy luật nào ?
Bán kính các quỹ đạo dừng tăng tỉ lệ thuận với bình phương của các số nguyên liên tiếp
 Nguyên tử hidro:
r1 = 12.r0 = r0
(trong đó r0 = 5,3.10 – 11 m là bán kính Bo)
r2 = 22.r0 = 4.r0 ; r3 = 32.r0 = 9.r0
r4 = 42.r0 = 16.r0 ; r5 = 52.r0 = 25.r0
………………………………………
Bán kính: r0 4r0 9r0 16r0 25r0 36r0
Tên quỹ đạo: K L M N 0 P
Năng lượng của nguyên tử gồm các dạng năng lượng nào?
* Động năng chuyển động của electron
* Thế năng tương tác tĩnh điện giữa electron và hạt nhân
Bình thường, nguyên tử ở trong trạng thái dừng có năng lượng thấp nhất.
Electron chuyển động trên quỹ đạo có bán kính nhỏ nhất.
Trạng thái này gọi là trạng thái cơ bản
Quỹ Đạo K
II. CÁC TIÊN ĐỀ CỦA BO VỀ CẤU TẠO NGUYÊN TỬ:
1. Tiên đề về các trạng thái dừng:

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

Thời gian nguyên tử ở trạng thái kích thích dài hay ngắn ?
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:
* Bức xạ: Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng cao (En) sang trạng thái dừng có năng lượng thấp hơn (Em)
thì nó phát ra một phôtôn có năng lượng đúng bằng hiệu En – Em.

En
Em
 = hfnm = En – Em

2. Tiên đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng của nguyên tử:
Hấp thụ: Ngược lại nếu nguyên tử đang ở trạng thái dừng có năng lượng thấp Em mà hấp thụ được một phôtôn có năng lượng  đúng bằng hiệu En – Em thì nó sẽ chuyển lên trạng thái dừng có năng lượng cao hơn( En)
Nếu phôtôn có năng lượng cao hơn hiệu En – Em thì nguyên tử có hấp thụ được không?
Em
En
Nếu một chất hấp thụ được ánh sáng có bước sóng nào thì nó cũng có thể phát ra ánh sáng có bước sóng ấy.

Quang phổ vạch phát xạ: khi electron chuyển từ mức năng lượng cao Ecao về mức năng lượng thấp Ethap thì nó phát ra một phôtôn có năng lượng hf = Ecao – Ethap, tức là có bước sóng xác định hay màu sắc xác định
- Quang phổ hấp thụ: khi nguyên tử đang ở mức năng lượng thấp Ethap hấp thụ được năng lượng của một phôtôn hf = Ecao – Ethap trong chùm sáng trắng thì nó sẽ chuyển lên mức năng lượng cao Ecao làm chùm sáng trắng bị mất đi một sóng ánh sáng đơn sắc nên trên quang phổ liên tục xuất hiện một vạch tối đúng vị trí của vạch màu trong quang phổ phát xạ
III. QUANG PHỔ PHÁT XẠ VÀ HẤP THỤ CỦA NGUYÊN TỬ HIDRO:


Tại sao quang phổ phát
xạ của hidro lại là quang
phổ vạch? Tại sao các
vạch đó lại có màu
đỏ, lam, chàm, tím?

Quang phổ vạch phát xạ của hidro trong vùng ánh sáng nhìn thấy
L
M
N
O
P

- Vạch đỏ: Ứng với sự
chuyển quỹ đạo của
electron từ M về L
- Vạch lam: Ứng với sự
chuyển quỹ đạo của
electron từ N về L
- Vạch chàm: Ứng với sự
chuyển quỹ đạo của
electron từ O về L
- Vạch tím: Ứng với sự
chuyển quỹ đạo của
electron từ P về L

QUANG PHỔ VẠCH HẤP THỤ CỦA NGUYÊN TỬ HIĐRÔ





M
L
N
O
P
Câu 1: Trạng thái dừng là
trạng thái electron không chuyển động quanh hạt nhân
trạng thái ổn định của hệ thống nguyên tử.
trạng thái đứng yên của nguyên tử
trạng thái hạt nhân không dao động
CỦNG CỐ
Câu 2: Chọn câu sai trong tiên đề về các trạng thái dừng
a. Nguyên tử chỉ tồn tại trong một số trạng thái có năng lượng xác định gọi là các trạng thái dừng.
b. Trong các trạng thái dừng, nguyên tử không bức xạ năng lượng
c. Trong các trạng thái dừng, electron chuyển động trên các quỹ đạo có bán kính hoàn toàn xác định.
d. Trong trạng thái dừng, electron dừng lại không chuyển động
Câu 3: Chọn câu sai trong tiên đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng
a. Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng cao En sang trạng thái dừng có năng lượng thấp Em thì nó phát ra phôton có năng lượng đúng bằng En – Em
b. Khi nguyên tử đang ở trạng thái có năng lượng thấp Em hấp thu được một phôton có năng lượng đúng bằng hiệu En – Em thì nó chuyển lên trạng thái năng lượng En
c. Khi nguyên tử phát xạ hoặc hấp thụ năng lượng, nó phải thay đổi trạng thái dừng
d. Tiên đề 2 của Bo giải thích được sự phát xạ quang phổ liên tục của nguyên tử
Câu 4: Xét 3 mức năng lượng EK, ELvà EM của nguyên tử hidrô. 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
Chúc các thầy cô và các em nhiều sức khoẻ, nhiều niềm vui!