Bài giảng môn Vật lí Lớp 12 - Bài 33: Mẫu nguyên tử Bo (Bản chuẩn kĩ năng)

MẪU NGUYÊN TỬ BO 
? Hiện tượng quang-phát quang là gì ? Chất phát quang là gì ? 
Trả lời : Hiện tượng quang-phát quang là hiện tượng một số chất có khả năng hấp thụ ánh sáng có bước sóng này để phát ra ánh sáng có bước sóng khác . 
Chất có khả năng phát sáng là chất phát quang 
* Phân biệt hiện tượng huỳnh quang và hiện tượng lân quang 
Huỳnh quang là sự phát quang của các chất lỏng và khí có đặc điểm là 
 ánh sáng phát quang bị tắt rất nhanh sau khi tắt ánh sáng kích thích 
b. Lân quang là sự phát quang của các chất rắn có đặc điểm là 
 ánh sáng phát quang có thể kéo dài một khoảng thời gian nào đó sau khi tắt ánh sáng kích thích 
MẪU NGUYÊN TỬ CỦA 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 H 
NỘI DUNG BÀI 
HẠT NHÂN 
I.Mô hình hành tinh nguyên tử 
? Trình bày mẫu hành tinh nguyên tử của Rơdơpho 
Mẫu này gặp khó khăn gì ? 
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 
 * không g/thích được tính bền vững của nguyên tử 
* không giải thích được sự tạo thành quang phổ vạch của các nguyên tử đặc biệt là của Hidro . 
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 th ì 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 . 
HẠT NHÂN 
Ở trạng thái dừng , nguyên tử không phát ra bức xạ ( ánh sáng ). 
Electron chuyển động trên các quỹ đạo có bán kính hoàn toàn xác định 
HẠT NHÂN 
r 0 
4r 0 
9r 0 
Bán kính thứ nhất 
Bán kính thứ hai 
Bán kính thứ ba 
 ? X ét ng / tử H 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 
 r 1 = 1 2 .r 0 = r 0 
( trong đó r 0 = 5,3.10 – 11 m là bán kính Bo) 
r 2 = 2 2 .r 0 = 4.r 0, r 3 = 3 2 .r 0 = 9.r 0 
r 4 = 4 2 .r 0 = 16.r 0, r 5 = 5 2 .r 0 = 25.r 0 
Bán kính : r 0 , 4r 0 , 9r 0 , 16r 0 , 25r 0 , 36r 0 
Tên quỹ đạo : K L M N 0 P 
? Dựa vào tiên đề thứ nhất của Bo, ta có thể kết luận gì về tính bền vững của nguyên tử 
Ti ên đề thứ nhất của Bo giải thích được tính bền vững của nguyên tử 
 ? Năng lượng của nguyên tử gồm các dạng năng lượng gì 
	* Động năng chuyển động của electron 
	* Thế năng tương tác tĩnh điện giữa electron và hạt nhân 
? Nguy ên tử ở t rạng thái cơ bản thì năng lượng nguyên tử ở mức nào ? e cđ trên quỹ đạo nào ? 
HẠT NHÂN 
Bình thường , nguyên tử ở trong trạng thái dừng có năng lượng thấp nhất . 
 Electron của nó chuyển động trên quỹ đạo K có bán kính nhỏ nhất . 
Trạng thái n à y còn 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 : 
HẠT NHÂN 
 = hf 
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 . 
HẠT NHÂN 
Electron chuyển động trên những quỹ đạo có bán kính lớn hơn . 
Các trạng thái n à y gọi là các trạng thái kích thích . 
Trạng thái kích thích có năng lượng càng cao thì bán kính quỹ đạo electron càng lớn 
Electron càng kém bền vững 
Ở trạng thái dừng có năng lượng cao electron có bền vững hay không ? 
HẠT NHÂN 
 = hf 
Quỹ đạo L 
Quỹ đạo K 
Sau đó nó chuyển dần về các trạng thái dừng có năng lượng nhỏ hơn , electron chuyển về các quỹ đạo có bán kính nhỏ hơn 
V à phát ra bức xạ 
Thời gian sống trung bình của nguyên tử ở các trạng thái kích thích rất ngắn (10 – 8 s) 
Thời gian nguyên tử ở trạng thái kích thích dài hay ngắn ? 
Cuối cùng nguyên tử trở về trạng thái cơ bản , electron trở về quỹ đạo bán kính nhỏ nhất K 
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 (E n ) sang trạng thái dừng có năng lượng thấp hơn ( E m ) 
 thì nó phát ra một phôtôn có năng lượng đúng bằng hiệu E n – E m . 
 = E n - E m 
E n 
E m 
 = hf nm = E n – E m 
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 E m 
 mà hấp thụ được một phôtôn có năng lượng  đúng bằng hiệu E n – E m 
 thì nó sẽ chuyển lên trạng thái dừng có năng lượng cao hơn ( E n ) 
 = E N - E M 
E m 
E n 
Mỗi năng lượng  = h.f ứng với ánh sáng có một tần số f nhất định . 
Từ  = c/f  f = c/  
 mỗi ánh sáng có tần số f ứng với một ánh sáng có bước sóng  . 
 III.QUANG PHỔ PHÁT XẠ VÀ HẤP THỤ CỦA NGUYÊN TỬ H  
? C2 
Không 
Tiên đề 2 cho thấy nếu nguyên tử hấp thụ được năng lượng ánh sáng nào thì nó cũng có thể phát ra ánh sáng có năng lượng ấy . 
Mỗi ánh sáng bước sóng  cho ta một màu đơn sắc ứng với 1 vạch sáng trên quang phổ 
Vậy quang phổ của các nguyên tử phát ra là quang phổ vạch 
Tiên đề 2 của Bo giải thích được sự phát xạ quang phổ vạch của nguyên tử H 
Nếu nguyên tử H đang ở mức năng lượng thấp mà trong chùm sáng trắng có 1 phôtôn có năng lượng thì nó hấp thụ để chuyển lên mức cao do đó trong quang phổ liên tục xuất hiện vạch tối . 
= E cao – E thấp 
? 1. Chọn câu sai trong 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 . 
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 
? 2. Chọn câu sai trong tiên đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng 
Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng cao E n sang trạng thái dừng có năng lượng thấp E M thì nó phát ra phôton có năng lượng đúng bằng E n – E m 
b. Khi nguyên tử đang ở trạng thái có năng lượng thấp E M hấp thu được một phôton có năng lượng đúng bằng hiệu E n – E m thì nó chuyển lên trạng thái năng lượng E n 
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 
3. Trạng thái dừng là : 
Trạng thái electron không chuyển động quanh hạt nhân 
Trạng thái hạt nhân không dao động 
Trạng thái đứng yên của nguyên tử 
Trạng thái ổn định của hệ thống nguyên tử . 
4. Xét 3 mức năng lượng E K , và E M của nguyên tử Hidrô . Một phôtôn có năng lượng bằng E M – E K bay đến gặp nguyên tử nầy . Nguyên tử sẽ hấp thu phôtôn và chuyển trạng thái như thế nào . 
Không hấp thụ 
b. Hấp thụ nhưng không 
chuyển trạng thái 
c. Hấp thụ rồi chuyển từ 
K lên L rồi lên M 
d. Hấp thụ rồi chuyển thẳng lên M 
E K 
E L 
E M 
Câu 6 trang 169 SGK: Ion Crôm trong hồng ngọc phát ra ánh sáng đỏ có bước sóng 0,694 m. Tính hiệu giữa hai mức năng lượng mà khi chuyển giữa hai mức đó , ion Crôm phát ra ánh sáng nói trên 
Hướng dẫn : Hiệu giữa hai mức năng lượng cần tìm là