2020_2021學(xué)年新教材高中物理第4章原子結(jié)構(gòu)階段復(fù)習課課件魯科版選擇性必修3202103181255

1、階段復(fù)習課第4章核心整合核心整合思維導(dǎo)圖思維導(dǎo)圖素養(yǎng)一物理觀念素養(yǎng)一物理觀念考點考點 氫原子光譜氫原子光譜1.1.氫原子光譜實驗規(guī)律的應(yīng)用氫原子光譜實驗規(guī)律的應(yīng)用: :(1)(1)巴耳末公式只確定了氫原子發(fā)光中一個線系的波長巴耳末公式只確定了氫原子發(fā)光中一個線系的波長, ,不能描述氫原子發(fā)出不能描述氫原子發(fā)出的各種波長的各種波長, ,也不能描述其他原子的發(fā)光。也不能描述其他原子的發(fā)光。(2)(2)選用巴耳末公式選用巴耳末公式 進行計算時進行計算時,n,n只能取大于只能取大于2 2的整數(shù)。的整數(shù)。22111R()2n必備考點必備考點素養(yǎng)評價素養(yǎng)評價2.2.廣義巴耳末公式廣義巴耳末公式: :廣義的

2、巴耳末公式廣義的巴耳末公式 , ,式中式中m=1,2,3,m=1,2,3,對每一個對每一個m,m,有有n=m+1,m+2,m+3,n=m+1,m+2,m+3,構(gòu)成一個譜線系構(gòu)成一個譜線系, ,當當m=1,2,3,m=1,2,3,時時, ,分別對應(yīng)賴曼系分別對應(yīng)賴曼系, ,巴耳末巴耳末系系, ,帕邢系帕邢系22111R()mn3.3.氫原子光譜關(guān)鍵詞轉(zhuǎn)化氫原子光譜關(guān)鍵詞轉(zhuǎn)化: : 【素養(yǎng)評價素養(yǎng)評價】1.(1.(多選多選) )氫原子光譜如甲圖所示氫原子光譜如甲圖所示, ,圖中給出了譜線對應(yīng)的波長圖中給出了譜線對應(yīng)的波長, ,已知普朗克常已知普朗克常量量h=6.63h=6.631010-34-34

3、 Js, Js,玻爾的氫原子能級圖如乙圖所示玻爾的氫原子能級圖如乙圖所示, ,則下列說法正確的則下列說法正確的是是( () )A.A.甲圖所示的四種光均屬于可見光范圍甲圖所示的四種光均屬于可見光范圍B.HB.H譜線對應(yīng)光子的能量小于譜線對應(yīng)光子的能量小于H H譜線對應(yīng)光子的能量譜線對應(yīng)光子的能量C.HC.H對應(yīng)光子的能量約為對應(yīng)光子的能量約為10.2 eV10.2 eVD.D.從從n=3n=3能級到能級到n=2n=2能級躍遷對應(yīng)的是能級躍遷對應(yīng)的是H H譜線譜線【解析解析】選選A A、B B。由圖甲可知。由圖甲可知,H,H譜線對應(yīng)光子的波長大于譜線對應(yīng)光子的波長大于H H譜線對應(yīng)光子的譜線對應(yīng)

4、光子的波長波長, ,結(jié)合結(jié)合E= E= 可知可知,H,H譜線對應(yīng)光子的能量小于譜線對應(yīng)光子的能量小于H H譜線對應(yīng)光子的能量譜線對應(yīng)光子的能量, ,故故B B正確正確; ;依據(jù)氫原子光譜的特點可知依據(jù)氫原子光譜的特點可知, ,甲圖所示的四種光均屬于可見光范疇甲圖所示的四種光均屬于可見光范疇, ,故故A A正正確確;H;H譜線對應(yīng)光子的能量為譜線對應(yīng)光子的能量為:E= =4.09:E= =4.091010-19-19 J= J=2.556 eV,2.556 eV,故故C C錯誤錯誤; ;從從n=3n=3能級到能級到n=2n=2能級躍遷能級躍遷, ,對應(yīng)光子的能量為對應(yīng)光子的能量為E=1.89 e

5、V,E=1.89 eV,則則:= 656.3 nm,:= 656.3 nm,可知可知H H譜線對應(yīng)躍遷時從譜線對應(yīng)躍遷時從n=3n=3能級到能級到n=2n=2能級能級, ,故故D D錯誤。錯誤。hc3489hc6.63 103.0 10J486.1 10348196.63 103.0 10 m1.89 1.6 102.2.根據(jù)巴耳末公式根據(jù)巴耳末公式, ,可求出氫原子光譜在可見光的范圍內(nèi)波長最長的可求出氫原子光譜在可見光的范圍內(nèi)波長最長的2 2條譜線條譜線, ,其波長分別為其波長分別為654.55654.551010-9-9 m m和和484.85484.851010-9-9 m, m,求所對

6、應(yīng)的求所對應(yīng)的n n值。值?！窘馕鼋馕觥繐?jù)巴耳末公式據(jù)巴耳末公式 ,n=3,4,5, ,n=3,4,5,得得 =1.10=1.1010107 7( ),( ), =1.10 =1.1010107 7( ),( ),解得解得n n1 1=3,n=3,n2 2=4=4。答案答案: :3 3或或4 422111R()2n91654.55 10221112n91484.85 10222112n3.3.在可見光范圍內(nèi)氫原子發(fā)光的波長最長的在可見光范圍內(nèi)氫原子發(fā)光的波長最長的2 2條譜線所對應(yīng)的條譜線所對應(yīng)的n,n,求求: :(1)(1)它們的波長各是多少它們的波長各是多少? ?(2)(2)其中波長最長的

7、光對應(yīng)的光子能量是多少其中波長最長的光對應(yīng)的光子能量是多少? ?【解析解析】(1)(1)設(shè)當設(shè)當n=3,4n=3,4時時, ,氫原子發(fā)光所對應(yīng)的波長分別為氫原子發(fā)光所對應(yīng)的波長分別為1 1,2 2, ,由巴耳末由巴耳末公式公式 ,(n=3,4,5,(n=3,4,5,) )知知, ,當當n=3n=3時時, =1.10, =1.1010107 7( ) m( ) m-1-1, ,解得解得1 1=6.5=6.51010-7-7 m m。當當n=4n=4時時, =1.10, =1.1010107 7( ) m( ) m-1-1, ,解得解得2 2=4.8=4.81010-7-7 m m。(2)n=3(

8、2)n=3時時, ,對應(yīng)的氫原子巴耳末線系中的波長最長對應(yīng)的氫原子巴耳末線系中的波長最長, ,即為即為1 1, ,因此因此E E1 1= =3.06= =3.061010-19-19 J J。答案答案: :(1)6.5(1)6.51010-7-7 m m4.84.81010-7-7 m m(2)3.06(2)3.061010-19-19 J J22111R()2n112211232122112434871c6.63 103 10h J6.5 10 素養(yǎng)二科學(xué)思維素養(yǎng)二科學(xué)思維考點考點 玻爾的原子模型玻爾的原子模型1.1.能級躍遷規(guī)律的應(yīng)用能級躍遷規(guī)律的應(yīng)用: :(1)(1)能級之間發(fā)生躍遷時能

9、級之間發(fā)生躍遷時, ,吸收吸收( (放出放出) )光子的頻率由能級間的能量差決光子的頻率由能級間的能量差決定定,h=E,h=Em m-E-En n。(2)(2)原子若是吸收光子的能量而被激發(fā)原子若是吸收光子的能量而被激發(fā), ,其光子的能量必須等于兩能級的能量差其光子的能量必須等于兩能級的能量差, ,而原子吸收外來實物粒子而原子吸收外來實物粒子( (例如例如, ,自由電子自由電子) )的能量被激發(fā)時的能量被激發(fā)時, ,實物粒子的動能可實物粒子的動能可部分地被原子吸收。部分地被原子吸收。(3)(3)一個氫原子發(fā)生躍遷可能發(fā)出的光譜線條數(shù)最多為一個氫原子發(fā)生躍遷可能發(fā)出的光譜線條數(shù)最多為(n-1)(

10、n-1)。(4)(4)一群氫原子發(fā)生躍遷可能發(fā)出的光譜線條數(shù)為一群氫原子發(fā)生躍遷可能發(fā)出的光譜線條數(shù)為N= N= 2nn n1C2。2.2.能級躍遷規(guī)律的關(guān)鍵詞轉(zhuǎn)化能級躍遷規(guī)律的關(guān)鍵詞轉(zhuǎn)化: :【素養(yǎng)評價素養(yǎng)評價】1.(1.(多選多選) )氫原子能級示意圖的一部分如圖所示氫原子能級示意圖的一部分如圖所示, ,一群氫原子處于一群氫原子處于n=4n=4能級。當這些氫原子在這些能級。當這些氫原子在這些能級間躍遷時能級間躍遷時, ,下列說法正確的是下列說法正確的是 ( () )A.A.可能放出可能放出6 6種能量的光子種能量的光子B.B.由由n=4n=4能級躍遷到能級躍遷到n=3n=3能級的過程中能級

11、的過程中, ,放出光子的頻率最大放出光子的頻率最大C.C.從從n=2n=2能級躍遷到能級躍遷到n=1n=1能級的過程中能級的過程中, ,輻射出的光子的能量最大輻射出的光子的能量最大D.D.處于處于n=1n=1能級的氫原子能吸收能級的氫原子能吸收15 eV15 eV的能量發(fā)生躍遷的能量發(fā)生躍遷【解析解析】選選A A、D D。根據(jù)數(shù)學(xué)組合公式。根據(jù)數(shù)學(xué)組合公式 =6=6可知可知, ,這些氫原子總共可輻射出這些氫原子總共可輻射出6 6種種不同頻率的光子不同頻率的光子, ,故故A A正確正確; ;從從n=4n=4躍遷到躍遷到n=3,n=3,能級差最小能級差最小, ,則輻射的光子頻率最則輻射的光子頻率最

12、小小, ,故故B B錯誤錯誤; ;從從n=4n=4躍遷到躍遷到n=1,n=1,能級差最大能級差最大, ,輻射出的光子的能量最大輻射出的光子的能量最大, ,故故C C錯誤錯誤; ;處于處于n=1n=1能級的氫原子能吸收能級的氫原子能吸收15 eV15 eV的能量發(fā)生躍遷的能量發(fā)生躍遷, ,產(chǎn)生自由電子產(chǎn)生自由電子, ,故故D D正確。正確。24C2.2.氫原子能級圖的一部分如圖所示氫原子能級圖的一部分如圖所示,a,a、b b、c c分別表示氫原子在不同能級間的三分別表示氫原子在不同能級間的三種躍遷途徑種躍遷途徑, ,設(shè)在設(shè)在a a、b b、c c三種躍遷過程中三種躍遷過程中, ,放出光子的能量和

13、波長分別是放出光子的能量和波長分別是E Ea a、E Eb b、E Ec c和和a a、b b、c c, ,則則( () )A.A.b b=a a+c cB.B.b b=a ac cC. C. D.ED.Eb b=E=Ea a-E-Ec cbac111【解析解析】選選C C。因為。因為E Em m-E-En n=h,=h,知知E Eb b=E=Ea a+E+Ec c, ,所以所以 得得: : 。故。故C C正確正確,A,A、B B、D D錯誤。錯誤。bachchchc，bac1113.(3.(多選多選) )設(shè)氫原子由設(shè)氫原子由n=3n=3的狀態(tài)向的狀態(tài)向n=2n=2的狀態(tài)躍遷時放出的狀態(tài)躍遷時

14、放出能量為能量為E E、頻率為、頻率為的光子。則氫原子的光子。則氫原子( () )A.A.躍遷時可以放出或吸收能量為任意值的光子躍遷時可以放出或吸收能量為任意值的光子B.B.由由n=2n=2的狀態(tài)向的狀態(tài)向n=1n=1的狀態(tài)躍遷時放出光子的能量大于的狀態(tài)躍遷時放出光子的能量大于E E C.C.由由n=2n=2的狀態(tài)向的狀態(tài)向n=3n=3的狀態(tài)躍遷時吸收光子的能量等于的狀態(tài)躍遷時吸收光子的能量等于E ED.D.由由n=4n=4的狀態(tài)向的狀態(tài)向n=3n=3的狀態(tài)躍遷時放出光子的頻率大于的狀態(tài)躍遷時放出光子的頻率大于【解析解析】選選B B、C C。躍遷時輻射或吸收的光子能量必須等于兩能級間的能級差。

15、躍遷時輻射或吸收的光子能量必須等于兩能級間的能級差,A,A錯誤錯誤; ;因為因為n=2n=2和和n=1n=1間的能級差大于間的能級差大于n=3n=3和和n=2n=2間的能級差間的能級差, ,則由則由n=2n=2的狀態(tài)向的狀態(tài)向n=1n=1的狀態(tài)躍遷時放出光子的能量大于的狀態(tài)躍遷時放出光子的能量大于E,BE,B正確正確; ;兩能級間躍遷時吸收或輻射光子的兩能級間躍遷時吸收或輻射光子的能量相等能量相等, ,都等于能級差都等于能級差E,CE,C正確正確; ;因為因為n=4n=4和和n=3n=3間的能級差小于間的能級差小于n=3n=3和和n=2n=2間的間的能級差能級差, ,所以由所以由n=4n=4的

16、狀態(tài)向的狀態(tài)向n=3n=3的狀態(tài)躍遷時放出光子的頻率小于的狀態(tài)躍遷時放出光子的頻率小于,D,D錯誤。錯誤。故選故選B B、C C。【補償訓(xùn)練補償訓(xùn)練】如圖為玻爾為解釋氫原子光譜畫出的如圖為玻爾為解釋氫原子光譜畫出的氫原子能級示意圖氫原子能級示意圖, ,一群氫原子處于一群氫原子處于n=4n=4的激發(fā)狀態(tài)的激發(fā)狀態(tài), ,當它們自發(fā)地躍遷到較低能級時當它們自發(fā)地躍遷到較低能級時, ,以下說法正確的以下說法正確的有有( () )A.A.電子軌道半徑減小電子軌道半徑減小, ,動能減小動能減小B.B.可發(fā)出連續(xù)不斷的光譜線可發(fā)出連續(xù)不斷的光譜線C.C.由由n=4n=4躍遷到躍遷到n=1n=1時發(fā)出光子的頻率最高時發(fā)出光子的頻率最高D.D.由由n=4n=4躍遷到躍遷到n=1n=1時發(fā)出光子的波長最長時發(fā)出光子的波長最長【解析解析】選選C C。當氫原子中電子從高能級向低能級躍遷時。當氫原子中電子從高能級向低能級躍遷時, ,電子軌道半徑變小電子軌道半徑變小, ,躍遷過程中躍遷過程中, ,原子核對電子的庫侖力做正功原子核對電子的庫侖力做正功, ,根據(jù)動能定理根據(jù)動能定理, ,電子動能增大電子動能增大,A,A錯錯誤誤; ;根據(jù)玻爾理論根據(jù)玻爾理論, ,原子能量是量子化的原子能量是量子化的, ,