3　氢原子光谱

3氢原子光谱 第十八章原子结构 1 了解光谱 连续谱和线状谱等概念 2 知道氢原子光谱的实验规律 3 知道经典物理的困难在于无法解释原子的稳定性和光谱分立特征 目标定位 二 氢原子光谱的实验规律 三 经典理论的困难 栏目索引 一 光谱 对点检测自查自纠 一 光谱 知识梳理 1 定义用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按展开 获得光的波长 频率 和强度分布的记录 即光谱 2 分类 1 线状谱 由组成的光谱 2 连续谱 由的光带组成的光谱 答案 波长 一条条的亮线 连在一起 答案 3 特征谱线各种原子的发射光谱都是 且不同原子的亮线位置 故这些亮线称为原子的谱线 4 光谱分析由于每种原子都有自己的 可以利用它来鉴别物质和确定物质的 这种方法称为光谱分析 它的优点是高 样本中一种元素的含量达到时就可以被检测到 线状谱 不同 特征 特征谱线 组成成分 灵敏度 10 10g 深度思考 物质的光谱按其产生方式不同可分为两大类 发射光谱和吸收光谱 线状谱 连续谱和太阳光谱分别属于哪类光谱 答案 答案 1 发射光谱 物体直接发出的光通过分光后产生的光谱 它分为连续谱和明线光谱 线状谱 连续谱 由连续分布的一切波长的光组成的光谱 炽热的固体 液体和高压气体的发射光谱是连续谱 如灯丝发出的光 炽热的钢水发出的光都形成连续谱 线状谱 只含有一些不连续的亮线的光谱 各种原子的发射光谱 由稀薄气体发出 都是线状谱 每种原子都有自己的特征谱线 不同元素线状谱不同 2 吸收光谱 高温物体发出的白光通过温度较低的物质时 某些波长的光被该物质吸收后产生的光谱 这种光谱的特点是在连续的背景上有若干条暗线 这些暗线与特征谱线相对应 太阳光谱是一种吸收光谱 典例精析 解析答案 总结提升 例1 多选 关于光谱和光谱分析 下列说法中正确的是 A 发射光谱包括连续谱和线状谱B 太阳光谱是连续谱 氢光谱是线状谱C 只有线状谱可用作光谱分析D 光谱分析帮助人们发现了许多新元素 总结提升 解析光谱分为发射光谱和吸收光谱 发射光谱分为连续谱和线状谱 A正确 太阳光谱是吸收光谱 B错误 线状谱和吸收光谱都可用作光谱分析 C错误 光谱分析可以精确分析物质中所含元素 并能发现新元素 D正确 答案AD 总结提升 光谱分析只能用特征谱线来分析 每种原子都有自己的特征谱线 不同元素线状谱不同 因此可用来分析物质中所含元素 返回 解析答案 针对训练1关于光谱 下列说法正确的是 A 一切光源发出的光谱都是连续谱B 一切光源发出的光谱都是线状谱C 稀薄气体发出的光谱是线状谱D 白光通过钠蒸汽产生的光谱是线状谱解析由于物质发光的条件不同 得到的光谱不同 故A B错误 稀薄气体发光的光谱为线状谱 C正确 白光通过钠蒸气产生的光谱是吸收光谱 D错误 C 二 氢原子光谱的实验规律 答案 知识梳理 1 研究光谱的意义光是由原子内部电子的运动产生的 因此光谱研究是探索的一条重要途径 2 巴耳末公式巴耳末研究发现 氢原子在可见光区的四条谱线的波长能够用一个公式表示即巴耳末公式 式中R叫做 R 1 10 107m 1 它确定的这一组谱线称为 式中的n只能取 不能 原子结构 里德伯常量 巴耳末系 整数 连续取值 n 3 4 5 典例精析 解析答案 例2 多选 下列关于巴耳末公式的理解 正确的是 A 此公式是巴耳末在研究氢原子光谱特征时发现的B 公式中n可取任意值 故氢原子光谱是连续谱C 公式中n只能取不小于3的整数值 故氢原子光谱是线状谱D 公式不但适用于氢原子光谱的分析 也适用于其他原子的光谱解析此公式是巴耳末在研究氢原子光谱在可见光区的14条谱线中得到的 只适用于氢原子光谱的分析 且n只能取大于等于3的整数 则 不能取连续值 故氢原子光谱是线状谱 AC 返回 解析答案 针对训练2根据巴耳末公式 可求出氢原子光谱在可见光的范围内波长最长的2条谱线 其波长分别为654 55 10 9m和484 85 10 9m 求所对应的n值 所以n1 3 n2 4 答案n1 3n2 4 三 经典理论的困难 知识梳理 答案 1 核式结构模型的成就 正确地指出了原子核的存在 很好的解释了 2 经典理论的困难 既无法解释原子的 又无法解释原子光谱的 粒子散射实验 分立特征 稳定性 返回 对点检测自查自纠 1 2 3 解析答案 1 光谱和光谱分析 多选 关于太阳光谱 下列说法正确的是 A 太阳光谱是吸收光谱B 太阳光谱中的暗线 是太阳光经过太阳大气层时某些特定频率的光被吸收后产生的C 根据太阳光谱中的暗线 可以分析太阳的物质组成D 根据太阳光谱中的暗线 可以分析地球大气层中含有哪些元素 1 2 3 解析太阳光谱是吸收光谱 因为太阳是一个高温物体 它发出的白光通过温度较低的太阳大气层时 会被太阳大气层中的某些元素的原子吸收 从而使我们观察到的太阳光谱是吸收光谱 所以分析太阳的吸收光谱 可知太阳大气层的物质组成 而某种物质要观察到它的吸收光谱 要求它的温度不能太低 但也不能太高 否则会直接发光 由于地球大气层的温度很低 所以太阳光通过地球大气层时不会被地球大气层中的物质原子吸收 故上述选项中正确的是A B 答案AB 1 2 3 解析答案 2 光谱和光谱分析 利用光谱分析的方法能够鉴别物质和确定物质的组成成分 关于光谱分析 下列说法正确的是 A 利用高温物体的连续谱就可鉴别其组成成分B 利用物质的线状谱就可鉴别其组成成分C 高温物体发出的光通过物质后的光谱上的暗线反映了高温物体的组成成分D 同一种物质的线状谱与吸收光谱上的暗线由于光谱的不同 它们没有关系 1 2 3 解析由于高温物体的光谱包括了各种频率的光 与其组成成分无关 故A项错误 某种物质发光的线状谱中的明线是与某种原子发出的某频率的光有关 通过这些亮线与原子的特征谱线对照 即可确定物质的组成成分 B项正确 高温物体发出的光通过物质后某些频率的光被吸收而形成暗线 这些暗线由所经过的物质决定 C项错误 某种物质发出某种频率的光 当光通过这种物质时它也会吸收这种频率的光 因此线状谱中的亮线与吸收光谱中的暗线相对应 D项错误 答案B 1 2 3 3 氢原子光谱的实验规律 多选 巴耳末通过对氢原子光谱的研究总结出巴耳末公式 n 3 4 5 对此 下列说法正确的是 A 巴耳末依据核式结构理论总结出巴耳末公式B 巴耳末公式反映了氢原