Bài giảng Vật lí Lớp 12 - Bài 33: Mẫu nguyên tử Bo - Trường THPT Phạm Hùng

TỔ LÍ-CN TRƯỜNG THPT PHẠM HÙNG 
CHAØO MÖØNG QUYÙ THAÀY COÂ VEÀ DÖÏ GIÔØ LÔÙP 12T1 
Câu 1: Theo thuyết lượng tử thì mỗi phôtôn của ánh sáng đơn sắc có năng lượng là : 
KIỂM TRA BÀI CŨ 
A. 
B. 
C. 
D. 
Câu 2: Quang phổ vạch phát xạ của nguyên tử hydrô gồm các vạch có màu : 
A. đỏ , cam, chàm , tím 
B. đỏ , vàng , cam, tím 
C. đỏ , lam, chàm , tím 
D. đỏ , vàng , lam, tím 
Một trong những 
thành công lớn của thuyết lượng tử ánh sáng là giải thích được hiện tượng tạo thành quang phổ của các nguyên tử , ví dụ như đối với quang phổ của hiđro 
 47. 
MẪU NGUYÊN TỬ BO 
 VÀ 
QUANG PHỔ VẠCH 
 CỦA 
NGUYÊN TỬ HIDRO 
Nội dung chính : 
I. CÁC TIÊN ĐỀ VỀ MẪU NGUYÊN TỬ BO : 
1. Tiên đề về các trạng thái dừng 
2. Tiên đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng của nguyên tử 
II.QUANG PHỔ VẠCH 
 CỦA NGUYÊN TỬ HIDRO 
Mô hình m ẫu hành tinh nguyên tử c ủa Rơ – Dơ – Pho 
 Theo Rơ - Dơ - Pho thì nguyên tử có cấu tạo như thế nào ? 
Mẫu hành tinh của R ơ- Dơ - Ph o: 
- Ở tâm nguyên tử có một hạt nhân mang điên dương . 
Xung quanh hạt nhân có các e chuyển động trên những quỹ đạo tròn hoặc elíp . 
 Khối lượng của nguyên tử hầu như tập trung ở hạt nhân . 
- Độ lớn của điện tích dương của hạt nhân bằng tổng độ lớn của các điện tích âm của e. 
Nh ắc Lại kiến thức đã học 
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 
 * Không giải thích được tính bền vững của nguyên tử và tại sao êlectron trong nguyên tử không bị rơi vào hạt nhân 
* Không giải thích được sự tạo thành quang phổ vạch của các nguyên tử , đặc biệt là của Hidro . 
Khó khăn c ủa mẫu hành tinh : 
Quang phổ vạch của hidro 
Để khắc phục những khó khăn của mẫu nguyên tử trên 
Năm 1913, Bohr vận dụng tinh thần của thuyết lượng tử để xây dựng mẫu nguyên tử Bohr với 2 tiên đề . 
Niels Bohr 
I. 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 thì nguyên tử không bức xạ. 
 *Trong các trạng thái dừng của nguyên tử, êlectron chỉ chuyển động quanh hạt nhân trên những quỹ đạo có bán kính hoàn toàn xác định gọi là quỹ đạo dừng. 
Hãy nêu nội dung của tiên đề về trạng thái dừng ? 
* Các đặc điểm về trạng thái dừng 
HẠT NHÂN 
MÔ HÌNH VỀ TRẠNG THÁI DỪNG 
 Dựa vào tiên đề thứ nhất của Bo, hãy giải thích tính bền vững của nguyên tử ? 
 Giải thích : Do nguyên tử chỉ tồn tại trong các trạng thái dừng ( trạng thái bền vững ), khi đó elêctron chuyển động trên quỹ đạo có bán kính xác định nên không bị rơi vào hạt nhân . V ì vậy nguyên tử có tính bền vững . 
HẠT NHÂN 
r 0 
4r 0 
9r 0 
Bán kính thứ nhất 
Bán kính thứ hai 
Bán kính thứ ba 
 Trong nguyên tử hiđro 
 bán kính các quỹ đạo dừng 
 tăng theo quy luật nào ? 
Bán kính các quỹ đạo dừng tăng tỉ lệ thuận với bình phương của các số nguyên liên tiếp 
 Ta có : 
 r n = n 2 r 0 
Đối với nguyên tử hiđro 
HẠT NHÂN 
Lượng tử số (n) 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
Bán kính quỹ đạo (r) 
r 0 
4r 0 
9r 0 
16r 0 
25r 0 
36r 0 
Tên quỹ đạo 
K 
L 
M 
N 
O 
P 
Mức năng lượng 
E 1 
E 2 
E 3 
E 4 
E 5 
E 6 
-Bình thường nguyên tử ở trạng thái dừng có năng lượng thấp nhất, và electron chuyển động trên quỹ đạo dừng gần hạt nhân nhất. Đó là trạng thái cơ bản. 
Quỹ Đạo K 
Thông tin về quỹ đạo dừng của nguyên tử Hidro 
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 , elêctron chuyển động trên quỹ đạo có bán kính lớn hơn , các trạng thái này gọi là các trạng thái kích thích . 
Trạng thái kích thích có năng lượng càng cao thì bán kính quỹ đạo electron càng lớn , trạng thái đó càng kém bền vững . 
HẠT NHÂN 
 = hf 
Quỹ đạo L 
Quỹ đạo K 
Sau đó nó chuyển dần về các trạng thái dừng có năng lượng thấp hơn , electron chuyển về các quỹ đạo có bán kính nhỏ hơn và phát ra bức xạ 
Thời gian sống trung bình của nguyên tử ở các trạng thái kích thích rất ngắn (10 – 8 s) 
Cuối cùng nguyên tử trở về trạng thái cơ bản , electron trở về quỹ đạo có bán kính nhỏ nhất 
 
2. Tiên đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng của nguyên tử 
- Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng E n sang trạng thái dừng có năng lượng nhỏ hơn E m thì nó phát ra 1 phôtôn có năng lượng đúng bằng hiệu E n - E m : 
 = hf nm = E n - E m 
- Ngược lại, nếu nguyên tử đang ở trạng thái dừng có năng lượng E m nhỏ mà hấp thụ được 1 phôtôn có năng lượng đúng bằng hiệu E n - E m thì nó chuyển lên trạng thái dừng có năng lượng E n cao hơn . 
E n 
E m 
hf nm 
hf nm 
Hãy nêu nội dung của tiên đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng ? 
Söï phaùt xaï vaø haáp thuï naêng löôïng cuûa nguyeân töû 
E n 
E m 
hf nm 
hf nm 
hf nm = E n - E m 
Quang phổ phát xạ 
của hiđro là 
quang phổ gì ? 
1)Đặc điểmû quang phoå vaïch phát xạ cuûa Hidro : 
 goàm caùc daõy xaùc ñònh taùch rôøi nhau : 
Daõy Lyman : trong vuøng töû ngoaïi . 
Daõy Balmer : goàm 1 phaàn ôû vuøng töû ngoaïi vaø 4 vaïch trong vuøng khaû kieán : ñoû H  , lam H  , chaøm H  vaø tím H  . 
Daõy Paschen trong vuøng hoàng ngoaïi . 
II. QUANG PHỔ VẠCH CỦA NGUYÊN TỬ HIDRO 
2). Giaûi thích söï taïo thaønh quang phoå vaïch cuûa Hydro : 
2 ) Giaûi thích söï taïo thaønh quang phoå vạch của nguyên tử hidro : 
 ÔÛ traïng thaùi bình thöôøng ( traïng thaùi cô baûn ), nguyeân töû Hydro coù naêng löôïng thaáp nhaát , electron chuyeån ñoäng treân quyõ ñaïo K. 
 Khi nhaän naêng löôïng kích thích , electron chuyeån leân caùc quyõ ñaïo coù naêng löôïng cao hôn . Trong thôøi gian raát ngaén (10 – 8 s) electron chuyeån veà caùc quyõ ñaïo beân trong vaø phaùt ra phoâton coù naêng löôïng : 
hf = E cao – E thaáp 
 Photon có taàn soá f öùng vôùi aùnh saùng ñôn saéc coù böôùc soùng  = c / f 
 Moãi soùng aùnh saùng ñôn saéc cho 1 vaïch quang phoå coù maøu nhaát ñònh . 
 Vaäy quang phoå cuûa nguyeân töû Hidro laø quang phoå vaïch . 
3) Giải thích sự tạo thành các dãy 
Daõy Lyman : öùng vôùi caùc chuyeån dôøi veà quyõ ñaïo K 
Daõy Balmer : öùng vôùi caùc chuyeån dôøi veà quyõ ñaïo L 
Daõy Paschen : öùng vôùi caùc chuyeån dôøi veà quyõ ñaïo M 
Giaûn ñoà möùc naêng löôïng 
-0.85 
-1.51 
-13.6 
-3.4 
(K) 
(L) 
(M) 
n= 
¥ 
Lyman 
Balmer 
(N) 
Paschen 
Balmer 
Paschen 
 SỰ TẠO THÀNH 
 CÁC VẠCH QUANG PHỔ 
 Ở VÙNG ÁNH SÁNG 
 NHÌN THẤY ĐƯỢC 
L 
M 
O 
P 
N 
QUANG PHỔ VẠCH NGUYÊN TỬ HIĐRÔ 
 = E n - E m 
L 
M 
O 
P 
N 
QUANG PHỔ VẠCH NGUYÊN TỬ HIĐRÔ 
 = E n - E m 
L 
M 
O 
P 
N 
QUANG PHỔ VẠCH NGUYÊN TỬ HIĐRÔ 
 = E n - E m 
L 
M 
O 
P 
N 
QUANG PHỔ VẠCH 
NGUYÊN TỬ HIDRO 
 = E n - E m 
C 
J 
L 
L 1 
L 2 
F 
S 
P 
Quang phổ vạch hấp thụ và phát xạ của hidro 
Quang phổ liên tục 
Quang phổ vạch hấp thụ 
 Quang phổ vạch phát xạ 
Đèn hơi H 2 
Câu 1: Khi êlectron trong nguyên tử Hidrô chuyển từ quỹ đạo O về quỹ đạo L thì nguyên tử cho vạch quang phổ có màu : 
A. đỏ 
B. chàm 
C. lam 
D. tím 
CỦNG CỐ, VẬN DỤNG 
Câu 2: Khi êlectron trong nguyên tử Hidrô chuyển từ quỹ đạo M về các quỹ đạo bên trong thì nguyên tử có thể phát ra bao nhiêu vạch quang phổ 
A. 2 
B. 3 
C. 6 
D. 1 
Câu 4: Xét 3 mức năng lượng E K , E L và E M của nguyên tử hiđrô . Một phôtôn có năng lượng bằng E M – E K bay đến gặp nguyên tử này . Nguyên tử sẽ hấp thụ phôtôn và chuyển trạng thái như thế nào ? 
A. Không hấp thụ 
B. Hấp thụ nhưng không 
chuyển trạng thái 
C. Hấp thụ rồi chuyển 
thẳng lên M 
D. Hấp thụ rồi chuyển từ K lên L rồi lên M 
E K 
E L 
E M 
Kính chúc quý Thầy Cô giáo 
và các em sức khỏe , hạnh phúc !