3　氢原子光谱

1、3氢原子光谱学 习 目 标知 识 脉 络1.了解光谱、连续谱和线状谱等概念(重点)2.知道氢原子光谱的实验规律(重点)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(难点)光 谱1定义用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，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：由一条条的亮线组成的光谱(2)连续谱：由连在一起的光带组成的光谱3特征谱线各种原子的发射光谱都是线状谱，且不同原子的亮线位置不同，故这些亮线称为原子的特征谱线4光谱分析(1)定义：利用原子的特征谱线来鉴别物质和确定物质的组成成分(2)优点：灵敏度高1各种原子的发射光谱都是连续谱(×)2

2、不同原子的发光频率是不一样的()3线状谱和连续谱都可以用来鉴别物质(×)为什么用棱镜可以把各种颜色的光展开？【提示】不同颜色的光在棱镜中的折射率不同，因此经过棱镜后的偏折程度也不同太阳光谱是在连续光谱的背景下出现一些不连续的暗线探讨1：某种元素的原子光谱中的亮线与其吸收光谱中的暗线具有什么关系？【提示】一一对应关系探讨2：利用太阳光谱能分析得出太阳内部含有哪些元素吗？【提示】不能，只能分析太阳大气层中含有的元素1光谱的分类2太阳光谱(1)太阳光谱的特点：在连续谱的背景上出现一些不连续的暗线，是一种吸收光谱(2)对太阳光谱的解释：阳光中含有各种颜色的光，但当阳光透过太阳的高层大气射向地

3、球时，太阳高层大气中含有的元素会吸收它自己特征谱线的光，然后再向四面八方发射出去，到达地球的这些谱线看起来就暗了，这就形成了连续谱背景下的暗线3光谱分析(1)优点：灵敏度高，分析物质的最低含量达1010 g.(2)应用：应用光谱分析发现新元素；鉴别物体的物质成分；研究太阳光谱时发现了太阳中存在钠、镁、铜、锌、镍等金属元素. 应用光谱分析鉴定食品优劣1(多选)对原子光谱，下列说法正确的是()A原子光谱是不连续的B原子光谱是连续的C由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的原子光谱是相同的D各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同【解析】原子光谱为线状谱，A正确，B错误；各种原

4、子都有自己的特征谱线，故C错，D对【答案】AD2关于光谱和光谱分析，下列说法正确的是()A太阳光谱和白炽灯光谱是线状谱B霓虹灯和煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的光谱是线状谱C进行光谱分析时，可以利用线状谱，也可以利用连续谱D观察月亮光谱，可以确定月亮的化学组成【解析】太阳光谱是吸收光谱，而月亮反射太阳光，也是吸收光谱，煤气灯火焰中钠蒸气产生的光谱属稀薄气体发光，是线状谱由于月亮反射太阳光，其光谱无法确定月亮的化学组成【答案】B3太阳光谱中有许多暗线，它们对应着某些元素的特征谱线，产生这些暗线是由于() 【导学号：54472051】A太阳表面大气中缺少相应的元素B太阳内部缺少相应的元素C太阳表面大

5、气层中存在着相应元素D地球表面大气层中存在着相应元素【解析】太阳是高温物体，它发出的白光通过温度较低的太阳大气层时，某些特定频率的光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，分析太阳的吸收光谱，可知太阳大气层的物质组成，因此，选项C正确，A、B、D错误【答案】C(1)太阳光谱是吸收光谱，是阳光透过太阳的高层大气层时而形成的，不是地球大气造成的(2)某种原子线状光谱中的亮线与其吸收光谱中的暗线是一一对应的，两者均可用来作光谱分析氢原子光谱的实验规律、经典理论的困难1氢原子光谱的实验规律(1)光谱研究的意义许多情况下光是由原子内部电子的运动产生的，因此光谱研究是探

6、索原子结构的重要途径(2)气体发光原理气体放电：玻璃管中稀薄气体在强电场的作用下会电离，形成自由移动的正负电荷，于是气体变成导体，导电时会发光氢光谱：从氢气放电管可以获得氢原子光谱(3)巴耳末公式公式：R()(n3,4,5，)意义：巴耳末公式以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱，即辐射波长的分立特征2经典理论的困难(1)用经典(电磁)理论在解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征时遇到了困难(2)经典理论可以很好地应用于宏观物体，但不能用来解释原子世界的现象1氢原子光谱是利用氢气放电管获得的()2由巴耳末公式可以看出氢原子光谱是线状光谱()3在巴耳末公式中，n值越大，氢光谱的波长越长(×)

7、1能否根据巴耳末公式计算出对应的氢光谱的最长波长？【提示】能氢光谱的最长波长对应着n3，代入巴耳末公式便可计算出最长波长2根据经典的电磁理论，原子的光谱是怎样的？而实际看到的原子的光谱是怎样的？【提示】根据经典理论，原子可以辐射各种频率的光，即原子的光谱应该总是连续的实际看到的原子的光谱是分立的线状谱探讨1：巴耳末是依据核式结构理论总结出巴耳末公式的吗？【提示】不是巴耳末公式是由当时已知的可见光中的部分谱线总结出来的，不是依据核式结构理论总结出来的探讨2：根据巴耳末公式可知氢原子发光的波长是分立值，它是人为规定的吗？【提示】不是巴耳末公式准确反映了氢原子发光的实际波长，其波长的分立值并不是人为

8、规定的1氢原子的光谱从氢气放电管可以获得氢原子光谱，如图18­3­1所示图18­3­12氢原子光谱的特点在氢原子光谱图中的可见光区内，由右向左，相邻谱线间的距离越来越小，表现出明显的规律性3巴耳末公式(1)巴耳末对氢原子光谱的谱线进行研究得到了下面的公式：R，n3,4,5该公式称为巴耳末公式(2)公式中只能取n3的整数，不能连续取值，波长是分立的值4其他谱线除了巴耳末系，氢原子光谱在红外和紫外光区的其他谱线，也都满足与巴耳末公式类似的关系式4(多选)以下论断中正确的是()A按经典电磁理论，核外电子受原子核库仑引力，不能静止只能绕核运转，电子绕核加速运转，

9、不断地向外辐射电磁波B按经典理论，绕核运转的电子不断向外辐射能量，电子将逐渐接近原子核，最后落入原子核内C按照卢瑟福的核式结构理论，原子核外电子绕核旋转，原子是不稳定的，说明该理论不正确D经典电磁理论可以很好地应用于宏观物体，但不能用于解释原子世界的现象【解析】卢瑟福的核式结构没有问题，主要问题出在经典电磁理论不能用来解释原子世界的现象【答案】ABD5(多选)巴耳末通过对氢光谱的研究总结出巴耳末公式R(n3,4,5)，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子发光的连续性C巴耳末依据氢光谱的分析总结出巴耳末公式D巴耳末公式准确反映了氢原子发光的分立性，其波长的分立值并不是人为规定的【解析】由于巴耳末是利用当时已知的在可见光区的4条谱线做了分析总结出的巴耳末公式，并不是依据核式结构理论总结出来的，巴耳末公式反映了氢原子发光的分立性，也就是氢原子实际只有若干特定频率的光，C