1、第十八章 原子结构 3 氢原子光谱 学习目标 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)自 主 探 新 知 预 习 一、光谱 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，即光谱波长2分类(1)线状谱：由一条条的_组成的光谱(2)连续谱：由连在一起的_组成的光谱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_谱线亮线光带线状谱不同特征4光谱分析(1)定义：利用原子的_来鉴别物质和确定物质的组成成分(2)优点：灵敏度高
2、特征谱线二、氢原子光谱分析 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_电子的运动产生的，因此光谱研究是探索原子结构的重要途径内部(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：_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_特征1R122 1n2(n3,4,5)分立2经典理论的困难(1)用经典(电磁)理论在解释原子的_和原子光谱的_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_世界的现象稳定性分
3、立原子1思考判断(正确的打“”，错误的打“”)(1)各种原子的发射光谱都是连续谱()(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()(4)氢原子光谱是利用氢气放电管获得的()2(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；各种原子都有自己的特征谱线，故 C 错，D 对 答案 AD3(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
4、核运转，电子绕核加速运转，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 ABD合 作 攻 重 难 探 究 光谱分类和光谱分析 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
5、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【例 1】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
6、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 B1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.1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()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
7、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氢原子光谱的规律和应用1氢原子的光谱 从氢气放电管可以获得氢原子光谱，如图所示2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：1R122 1n2，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
8、关系式【例 2】(多选)巴耳末通过对氢原子光谱的研究总结出巴耳末公式1R122 1n2，n3,4,5，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 巴耳末是利用当时已知的、在可见光区的四条谱线作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会发出若干特定频率的光，由此可知，选项 CD 正确 答案 CD巴耳末公式的两点提醒(1)巴耳末公式反映氢原子发光的规律
9、特征，不能描述其他原子(2)公式是在对可见光的四条谱线分析时总结出来的，在紫外光区的谱线也适用2氢原子光谱巴耳末系最短波长与最长波长之比为()A59 B49 C79 D29解析 由巴耳末公式1R122 1n2，n3,4,5得，当 n时，波长最小，最小波长 1 满足11R 122，当 n3 时，波长最大，最大波长 2 满足12R122 132，联立解得1259，选项 A 正确 答案 A课 堂 提 素 养 小 结 1.光谱：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(或频率)和强度分布的记录.2.线状谱：光谱是一条条的亮线.3.连续谱：光谱为连在一起的光带.4.各种原子的发射光谱都是线
10、状谱，不同原子的亮线位置不同，这些亮线称为原子的特征谱线.5.巴耳末公式：1R122 1n2，n3,4,5 1(多选)白光通过棱镜后在屏上会形成按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫排列的连续谱线，下列说法正确的是()A棱镜使光谱加了颜色B白光是由各种颜色的光组成的C棱镜对各种颜色光的偏折不同D发光物质发出了在可见光区的各种频率的光解析 白光通过棱镜使各种颜色的光落在屏上的不同位置，说明棱镜对各种颜色的光偏折不同，形成的连续光谱按波长(或频率)排列，即白光是包括各种频率的光，光的颜色是由波长(或频率)决定，并非棱镜增加了颜色，B、C、D 正确，A 错误 答案 BCD2(多选)下列说法中正确的是()A炽热
11、的固体、液体和高压气体发出的光形成连续光谱B各种原子的明线光谱中的明线和它吸收光谱中的暗线必定一一对应C气体发出的光只能产生明线光谱D在一定条件下气体也可以产生连续光谱解析 据连续光谱的产生知 A 正确；吸收光谱中的暗线和明线光谱中的明线相对应，但通常吸收光谱中看到的暗线要比明线光谱中的明线少，所以 B 不对；气体发光，若为高压气体则产生吸收光谱，若为稀薄气体则产生明线光谱，所以 C 错误，D 正确 答案 AD3(多选)关于线状谱，下列说法中正确的是()A每种原子处在不同温度下发光的线状谱不同B每种原子处在不同的物质中的线状谱相同C每种原子在任何条件下发光的线状谱都相同D两种不同的原子发光的线
12、状谱可能相同解析 每种原子都有自己的结构，只能发出由内部结构决定的自己的特征谱线，不会因温度、物质不同而改变，B、C 正确 答案 BC4(多选)关于经典电磁理论与原子的核式结构之间的关系，下列说法正确的是()A经典电磁理论很容易解释原子的稳定性B经典电磁理论无法解释原子的稳定性C根据经典电磁理论，电子绕原子核转动时，电子会不断释放能量，最后被吸附到原子核上D根据经典电磁理论，原子光谱应该是连续的解析 根据经典电磁理论，电子绕核运动产生变化的电磁场，向外辐射电磁波，电子转动能量减少，轨道半径不断减小，运动频率不断改变，因此大量原子发光的光谱应该是连续谱，最终电子落到原子核上，所以 A 错误，B、C、D 正确 答案 BCD课 时 分 层 作 业 点击右图进入 Thank you for watching!