1、3 氢原子光谱学习目标 1.知道什么是光谱，能说出连续谱和线状谱的区别.2.能记住氢原子光谱的实验规律.3.能说出经典物理学在解释原子的稳定性和原子光谱分立特性上的困难一、光谱和光谱分析知识梳理1定义：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(频率) 和强度分布的记录，即光谱2分类(1)线状谱：光谱是一条条的亮线(2)连续谱：光谱是连在一起的光带3特征谱线：各种原子的发射光谱都是线状谱，说明原子只发出几种特定频率的光不同原子的亮线位置不同，说明不同原子的发光频率不一样，光谱中的亮线称为原子的特征谱线4应用：利用原子的特征谱线，可以鉴别物质和确定物质的组成成分，这种方法称为光谱分析
2、它的优点是灵敏度高，样本中一种元素的含量达到 1010 g 时就可以被检测到二、氢原子光谱的实验规律导学探究 如图 1 所示为氢原子的光谱图 1(1)仔细观察，氢原子光谱具有什么特点？(2)阅读课本，指出氢原子光谱的谱线波长具有什么规律？答案 (1)从右至左，相邻谱线间的距离越来越小(2)可见光区域的四条谱线的波长满足巴耳末公式： R( )，n3,4,5，1 122 1n2知识梳理1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2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： R( )(n3,4,5，)，1 122 1
3、n2该公式称为巴耳末公式式中 R 叫做里德伯常量，实验测得的值为 R1.1010 7m1 .(2)巴耳末公式说明氢原子光谱的波长只能取分立值，不能取 连续值巴耳末公式以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱，即辐射波长的分立特征3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关系式三、经典理论的困难导学探究 卢瑟福的核式结构模型很好地解释了 粒子散射实验，核外的电子绕核高速旋转，这个结构和经典的电磁理论有什么矛盾？答案 核外电子被库仑力吸引电子以很大速度绕核运动(绕核运动的加速度不为零) 电磁场周期性变化向外辐射电磁波(绕核运动的能量以电磁波的形式辐射出去)
4、能量减少电子绕核运动的轨道半径减小电子做螺旋线运动，最后落入原子核中，但是实际上原子是稳定的，并没有原子核外的电子落入原子核内所以，经典的电磁理论不能解释原子核外的电子的运动情况和原子的稳定性知识梳理1核式结构模型的成就：正确地指出了原子核的存在，很好地解释了 粒子散射实验 2经典理论的困难：经典物理学既无法解释原子的稳定性，又无法解释原子光谱的分立特征.一、光谱和光谱分析1光谱的分类光谱Error!2几种光谱的比较比较光谱 产生条件 光谱形式及应用线状谱 稀薄气体发光形成的光谱由一些不连续的明线组成，不同元素的明线光谱不同(又叫特征光谱 )，可用于光谱分析连续谱炽热的固体、液体和高压气体发光
5、形成的光谱连续分布，一切波长的光都有吸收光谱炽热的白光通过温度比白光低的气体后，再色散形成的光谱用分光镜观察时，可见到连续光谱背景上出现一些暗线(与特征谱线相对应 )，可用于光谱分析3.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，这就形成了明亮背景下的暗线4光谱分析(1)优点：灵敏度高，分析物质的最低量达 1010 g.(2)应用：a.发现新元素；b.鉴别物体的物质
6、成分(3)用于光谱分析的光谱：线状谱和吸收光谱例 1 ( 多选)关于光谱和光谱分析，下列说法中正确的是( )A太阳光谱和白炽灯光谱都是连续谱B霓虹灯产生的是线状谱C进行光谱分析时，只能用明线光谱D同一元素吸收光谱的暗线与线状谱的位置是一一对应的答案 BD例 2 ( 多选)关于太阳光谱，下列说法正确的是( )A太阳光谱是吸收光谱B太阳光谱中的暗线，是太阳光经过太阳大气层时某些特定频率的光被吸收后而产生的C根据太阳光谱中的暗线，可以分析太阳的物质组成D根据太阳光谱中的暗线，可以分析地球大气层中含有哪些元素答案 AB解析 太阳是一个高温物体，它发出的白光通过温度较低的太阳大气层时，会被太阳大气层中的
7、某些元素的原子吸收，从而使我们观察到的太阳光谱是吸收光谱，所以分析太阳光谱可知太阳大气层的物质组成二、氢原子光谱的实验规律例 3 ( 多选)巴耳末通过对氢原子光谱的研究总结出巴耳末公式 R( )，1 122 1n2n3,4,5，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巴耳末依据氢原子光谱的分析总结出巴耳末公式D巴耳末公式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答案 CD解析 巴耳末公式是根据氢原子光谱总结出来的，巴耳末公式以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱，即辐射波长的分立特征，选项 C、D 正确1(光谱和光谱分
8、析)对原子光谱，下列说法正确的是( )A原子光谱是连续的B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C各种原子的原子结构不同，但各种原子的原子光谱可能是相同的D分析物质发光的光谱，可以鉴别物质中含哪些元素答案 D解析 原子光谱为线状谱，A 错误；各种原子都有自己的特征谱线，故 B、C 错误；据各种原子的特征谱线进行光谱分析可鉴别物质组成，D 正确2(光谱和光谱分析)利用光谱分析的方法能够鉴别物质和确定物质的组成成分，关于光谱分析，下列说法中正确的是( )A利用高温物体的连续谱就可以鉴别其组成成分B利用物质的线状谱就可以鉴别其组成成分C高温物体发出的光通过某物质后的光谱上的
9、暗线反映了高温物体的组成成分D我们观察月亮射来的光的光谱，可以确定月亮的化学组成答案 B解析 由于高温物体的光谱包括了各种频率的光，与其组成成分无关，A 错误；某种物质发光的线状谱中的明线与某种原子发出的某频率的光有关，通过这些明线与原子的特征谱线对照，即可确定物质的组成成分，B 正确；高温物体发出的光通过某物质后某些频率的光被吸收而形成暗线，这些暗线与所通过的物质有关，与高温物体无关，C 错误；月亮反射到地面的光是太阳光，D 错误3(光谱和光谱分析)( 多选)关于物质的吸收光谱和线状谱之间的关系，下列说法中正确的是( )A吸收光谱和线状谱的产生方法不同，它们的谱线互不相关B同种物质吸收光谱中
10、的暗线跟它线状谱中的明线相对应C线状谱与吸收光谱都是原子光谱，它们的特征谱线相对应D线状谱与吸收光谱都可以用于光谱分析，以鉴别物质和确定物质的化学组成答案 BD解析 线状谱与吸收光谱都是原子的特征谱线，但是线状谱是原子光谱，吸收光谱不是原子光谱，C 错误；线状谱与吸收光谱都可以进行光谱分析，D 正确；同种物质吸收光谱中的暗线与它线状谱中的明线相对应，B 正确，A 错误4(光谱和光谱分析)( 多选)关于原子的特征谱线，下列说法不正确的是( )A不同原子的发光频率是不一样的，每种原子都有自己的特征谱线B各种原子的原子结构不同，但各种原子的特征谱线可能相同C可以用特征谱线进行光谱分析来鉴别物质和确定
11、物质的组成成分D原子的特征谱线是原子具有核式结构的有力证据答案 BD解析 不同原子的发光频率是不一样的，每种原子都有自己的特征谱线，选项 A 正确，B错误；每种原子都有自己的特征谱线，所以可以用特征谱线进行光谱分析来鉴别物质和确定物质的组成成分，选项 C 正确； 粒子散射实验是原子具有核式结构的有力证据，选项D 错误5(氢原子光谱的实验规律)下列说法正确的是( )A所有氢原子光谱的波长都可由巴耳末公式求出B巴耳末公式中的 n 可以连续取值C巴耳末系是氢原子光谱中的不可见光部分D氢原子光谱是线状谱的一个例证答案 D6(对特征谱线的认识)如图 2 甲所示，a、b、c、d 为四种元素的特征谱线，图乙是某矿物的线状谱，通过光谱分析可以确定该矿物中缺少的元素为( )图 2Aa 元素 Bb 元素Cc 元素 Dd 元素答案 B解析 把矿物的线状谱与几种元素的特征谱线进行对照，b 元素的特征谱线在矿物的线状谱中不存在，故选项 B 正确，与几个元素的特征谱线不对应的线说明该矿物中还有其他元素
