氢原子光谱 (2)讲稿.ppt

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1、关于氢原子光谱(2)第一页，讲稿共三十三页哦原子的中心有一个原子的中心有一个原子的中心有一个原子的中心有一个带正电的原子核，带正电的原子核，带正电的原子核，带正电的原子核，它几乎集中了原子它几乎集中了原子它几乎集中了原子它几乎集中了原子的全部质量，而电的全部质量，而电的全部质量，而电的全部质量，而电子则在核外空间绕子则在核外空间绕子则在核外空间绕子则在核外空间绕核旋转。核旋转。核旋转。核旋转。第二页，讲稿共三十三页哦 粒子散射的实验使我们知道原子具粒子散射的实验使我们知道原子具有核式结构有核式结构,但电子在核的周围怎样运但电子在核的周围怎样运动动?它的能量怎样变化它的能量怎样变化?这些还要通过

2、这些还要通过其他事实认识其他事实认识.第三页，讲稿共三十三页哦原子中，电子轨道是怎样的？原子中，电子轨道是怎样的？研究途径：研究途径：光谱光谱第四页，讲稿共三十三页哦氢原子光谱第五页，讲稿共三十三页哦 早在早在1717世纪，牛顿世纪，牛顿就发现了日光通过三棱就发现了日光通过三棱镜后的色散现象，并把镜后的色散现象，并把实验中得到的实验中得到的彩色光带彩色光带叫做叫做光谱。光谱。第六页，讲稿共三十三页哦一、光谱一、光谱 用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的波用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的波长（频率）成分和强度分布的记录，长（频率）成分和强度分布的记录，即即光谱光谱。有时只。有时只是波

3、长成分的记录。是波长成分的记录。第七页，讲稿共三十三页哦平行光管标度管三棱镜观察管分光镜分光镜第八页，讲稿共三十三页哦1.1.发射光谱：发射光谱：物体发光直接产生的光谱叫做物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱。发射光谱。第九页，讲稿共三十三页哦连续光谱 A 由波长连续分布的光组成的连在一起的光带叫连续光谱。特点：光谱看起来不是一条条分立的谱线，而是连在一起的光带。B 炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续光谱。例如白炽灯丝发出的光、烛焰、炽热的钢水发出的光都形成连续光谱。第十页，讲稿共三十三页哦 明线光谱明线光谱A A 只含有一些不连续的亮线的光谱只含有一些不连续的亮线的光谱叫做叫做明线光谱

4、明线光谱。明线光谱中的亮线叫明线光谱中的亮线叫谱线谱线，各条谱线对应不同波长的光。，各条谱线对应不同波长的光。B B 稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱是明线光谱。是明线光谱。C C 各种原子的发射光谱各种原子的发射光谱都是线状谱。都是线状谱。第十一页，讲稿共三十三页哦 各种元素都只能发出具有本身特征的某些波长的光，各种元素都只能发出具有本身特征的某些波长的光，明线明线光谱的谱线也叫光谱的谱线也叫原子的特征谱线原子的特征谱线。第十二页，讲稿共三十三页哦 高温物体发出的白光（其中包含连续分布的一切波长的光）通过物质时，某些波长的光被物质吸收后产生的光谱，叫做吸收光谱。2

5、 吸收光谱第十三页，讲稿共三十三页哦吸收光谱中的暗谱线与发射光谱中明谱线相对应。吸收光谱中的暗谱线与发射光谱中明谱线相对应。低温气体原子吸收的光，恰好就是这种原子在高温时发出的光。低温气体原子吸收的光，恰好就是这种原子在高温时发出的光。也是原子的特征谱线。也是原子的特征谱线。第十四页，讲稿共三十三页哦太阳的光谱是太阳的光谱是吸收光谱吸收光谱。第十五页，讲稿共三十三页哦 光光 谱谱发发射射光光谱谱定义：由发光体直接产生的光谱定义：由发光体直接产生的光谱连续光谱连续光谱产生条件：产生条件：炽热的固体、液体炽热的固体、液体和和高压气体高压气体发光发光形成的形成的光谱的形式：光谱的形式：连续连续分布，

6、一切波长的光都有分布，一切波长的光都有线状光谱线状光谱（原子光谱）（原子光谱）产生条件：产生条件：稀薄气体、金属蒸气发光稀薄气体、金属蒸气发光形成的光谱形成的光谱光谱形式：一些光谱形式：一些不连续的明线不连续的明线组成，不同元素的组成，不同元素的明线光谱不同（又叫特征光谱）明线光谱不同（又叫特征光谱）吸收光谱吸收光谱 小结小结：各种光谱的特点及成因：各种光谱的特点及成因：第十六页，讲稿共三十三页哦定义：连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的光谱定义：连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的光谱产生条件：产生条件：炽热的白光通过温度较白光低炽热的白光通过温度较白光低的气体后形成的的气体后形成的

7、光谱光谱光谱形式：用分光镜观察时，见到连续光谱背景上出现光谱形式：用分光镜观察时，见到连续光谱背景上出现一些暗线一些暗线（与（与明线光谱明线光谱相对应）相对应）吸吸收收光光谱谱 小结小结：各种光谱的特点及成因：各种光谱的特点及成因：第十七页，讲稿共三十三页哦光谱分析：光谱分析：1 1、光谱分析：每一种元素都有自己的特征谱线，因此可以根据光、光谱分析：每一种元素都有自己的特征谱线，因此可以根据光谱来谱来鉴别物质鉴别物质和和确定它的化学组成确定它的化学组成。这种方法叫做光谱分析。这种方法叫做光谱分析。2 2、光谱分析的的原理：、光谱分析的的原理：利用利用发射光谱中的明线光谱发射光谱中的明线光谱和和

8、吸收光谱吸收光谱。3 3、光谱分析的优点：非常灵敏而且迅速。、光谱分析的优点：非常灵敏而且迅速。样本中一种元素的含量达到样本中一种元素的含量达到10-10g时就可以被检测到。时就可以被检测到。4 4、光谱分析的应用：、光谱分析的应用：发现发现新元素新元素和研究天体的和研究天体的化学组成化学组成。第十八页，讲稿共三十三页哦二、氢原子光谱的实验规律二、氢原子光谱的实验规律第十九页，讲稿共三十三页哦巴末耳公式巴末耳公式N 6 N 6 的符合巴耳末公式的光谱线（大部分在紫外区，看不见）的符合巴耳末公式的光谱线（大部分在紫外区，看不见）的符合巴耳末公式的光谱线（大部分在紫外区，看不见）的符合巴耳末公式的

9、光谱线（大部分在紫外区，看不见）巴耳末系巴耳末系人们把一系列符合巴耳末公式的光谱线统称为巴耳末系人们把一系列符合巴耳末公式的光谱线统称为巴耳末系适用区域：适用区域：可见光区、紫外线区可见光区、紫外线区第二十页，讲稿共三十三页哦第二十一页，讲稿共三十三页哦广义巴尔末公式（m=1、2、3、；n=m+1，m+2，m+3，）第二十二页，讲稿共三十三页哦原子中，电子轨道是怎样的？第二十三页，讲稿共三十三页哦 按照经典物理学的观点去推断，在轨道上运动的电子带有电荷，运动中要辐射电磁波，电子损失了能量，其轨道半径不断缩小，最终落在原子核上由于电子轨道的变化是连续的，辐射电磁波的频率也会连续变化事实上，原子是

10、稳定的，辐射电磁波的频率也只是某些确定的值第二十四页，讲稿共三十三页哦1、围绕原子核运动的电子轨道半径只能是某些分立的数值，这些现象叫做轨道量子化；2、不同的轨道对应着不同的状态，在这些状态中，尽管电子在做变速运动，却不辐射能量，因此这些状态是稳定的；3、原子在不同的状态之中具有不同的能量，所以原子的能量也是量子化的。1913年玻尔提出了自己的原子结构假说玻尔玻尔第二十五页，讲稿共三十三页哦 围绕原子核运动的电子轨围绕原子核运动的电子轨围绕原子核运动的电子轨围绕原子核运动的电子轨道半径只能是某些道半径只能是某些道半径只能是某些道半径只能是某些分立分立的数值的数值的数值的数值。且电子在这些轨道上

11、绕且电子在这些轨道上绕且电子在这些轨道上绕且电子在这些轨道上绕核的转动是核的转动是核的转动是核的转动是稳定的稳定的稳定的稳定的，不，不，不，不产生电磁辐射产生电磁辐射产生电磁辐射产生电磁辐射第二十六页，讲稿共三十三页哦m rv 原子在不同的轨道上运原子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状动时，原子处于不同的状态波尔指出，原子的态波尔指出，原子的不不同的状态中具有不同的能同的状态中具有不同的能量量，所以原子的，所以原子的能量也是能量也是量子化的。量子化的。第二十七页，讲稿共三十三页哦量量子子数数基态基态基态基态1 1 1 1激发态激发态激发态激发态能级图能级图第二十八页，讲稿共三十三页哦基基态

12、态激激发发态态跃迁跃迁（电子克服库仑引力做功增大电势能，（电子克服库仑引力做功增大电势能，原子的能量增加）原子的能量增加）吸收光子吸收光子吸收光子吸收光子（电子所受库仑力做正功减小电势能，（电子所受库仑力做正功减小电势能，原子的能量减少）原子的能量减少）辐射光子辐射光子辐射光子辐射光子光子的发射和吸收光子的发射和吸收第二十九页，讲稿共三十三页哦n EmEn当电子从能量较高的定态轨道当电子从能量较高的定态轨道（其能量记为（其能量记为m m）跃迁到能量）跃迁到能量较低的定态轨道（能量记为较低的定态轨道（能量记为n n，mnmn）时，会放出能量为）时，会放出能量为h h的的光子（光子（h h是普朗克常量），这个光子是普朗克常量），这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定，的能量由前后两个能级的能量差决定，即即h hm m-n n称为频率条件，又称辐射条件称为频率条件，又称辐射条件第三十页，讲稿共三十三页哦氢氢氢氢原原原原子子子子能能能能级级级级二、玻尔理论对氢光谱的解释二、玻尔理论对氢光谱的解释二、玻尔理论对氢光谱的解释二、玻尔理论对氢光谱的解释第三十一页，讲稿共三十三页哦氢原子的能级图（演示）-13.6-3.4-1.51-0.85-0.54 基态基态激激发发态态第三十二页，讲稿共三十三页哦 例例 第三十三页，讲稿共三十三页哦