thuvienhoclieu com thuvienhoclieu com thuvienhoclieu com CÁC DẠNG BÀI TẬP VỀ QUANG PHỔ VẠCH CỦA NGUVÊN TỬ HYDRO 1 PHƯƠNG PHÁP Bán kính quỹ đạo dừng thứ n của electron trong nguyên tử hiđrô Với ra là b[.]
thuvienhoclieu.com CÁC DẠNG BÀI TẬP VỀ QUANG PHỔ VẠCH CỦA NGUVÊN TỬ HYDRO PHƯƠNG PHÁP - Bán kính quỹ đạo dừng thứ n electron nguyên tử hiđrô: Với bán kính Bo (ở quỹ đạo K) - Khi nguyên tử mức lượng cao chuyển xuống mức lượng thấp phát photon, ngược lại chuyển từ mức lượng thấp chuyển lên mức lượng cao nguyên tử hấp thụ photon - Bước sóng dài electron chuyển từ Bước sóng ngắn electron chuyển từ - Bước sóng phát nguyên tử chuyển mức lượng: hay tương đương: - Các dãy quang phổ nguyên tử hiđrô + Dãy Laiman: Khi electron ( ) chuyển quỹ đạo K (m = 1) phát vạch thuộc dãy Laiman: với Các vạch thuộc vùng tử ngoại + Dãy Banme: Khi electron chuyển từ quỹ đạo ( thuộc dãy Banme: ) quỹ đạo L ( )thì phát vạch với Gồm vạch: đỏ , lam , chàm , tím phân vùng tử ngoại + Dãy Pasen: Khi electron chuyển từ quỹ đạo bên ( ) quỹ đạo M ( ): với Các vạch thuộc vùng hồng ngoại - Năng lượng electron nguyên tử hiđrơ: với số tự nhiên dương, kí hiệu lượng tử số thuvienhoclieu.com Trang thuvienhoclieu.com : lượng trạng thái - Các xạ dãy Banmer (nhìn thấy): + Vạch đỏ + Vạch lam + Vạch chàm + Vạch tím - Các vạch có bước sóng dài dãy: + Dãy Laiman: ; + Dãy Banmer: ; + Dãy Paschen: - Khi đám nguyên tử trạng thái kích thích thứ (Trong (khả dĩ) phát số xạ điện từ cho bởi: tổ hợp chập n phần tử) Thật vậy, chọn trạng thái n trạng thái có cách - Khi ngun tử trạng thái kích thích thứ (khả dĩ) phát số xạ điện từ cho bởi: CÁC DẠNG BÀI TẬP Ví dụ 1: Trong ngun tử hiđrơ, bán kính Bo A B Bán kính quỹ đạo dừng N là: C D Lời giải Bán kính quỹ đạo Quỹ đạo dừng N ứng với Bán kính quỹ đạo dừng N Đáp án C thuvienhoclieu.com Trang thuvienhoclieu.com Ví dụ 2: Nguyên tử Hiđro bị kích thích chuyển lên quỹ đạo có lượng cao Sau chuyển từ quỹ đạo có lượng phát ánh sáng đơn sắc có tần số phát ánh sáng đơn sắc có tần số lượng Khi chuyển từ Tần số ánh sáng phát chuyển từ mức ? A 1000 Hz B 7400 Hz C 100 Hz D 740 Hz Lời giải Ta có: Từ suy chuyển từ mức lượng Đáp án A NHẬN XÉT Cộng tần số cộng véctơ: Ví dụ 3: Trong quang phổ hiđrơ, bước sóng dãy Laiman ; vạch vạch quang phổ sau: Vạch thứ của dãy Ban-me Vạch đầu dãy Pa-sen Tính bước sóng hai vạch quang phổ thứ hai, thứ ba dãy Lai-man vạch ? Lời giải Áp dụng công thức Vạch với ứng với electron chuyển từ quỹ đạo dừng Ta có: Vạch thứ hai dãy Lai man ứng với electron chuyển từ quỹ đạo dừng Từ suy Vạch thứ ba dãy Lai man ứng với electron chuyển từ quỹ đạo dừng thuvienhoclieu.com Trang thuvienhoclieu.com Ví dụ 4: Khi kích thích ngun tử hiđrơ trạng thái bản, bán kính quỹ đạo dừng electron tăng lên lần Tính bước sóng xạ mà nguyên tử hiđro phát Biết lượng trạng thái dừng nguyên tử hiđrô với n = 1, 2, Cho , Lời giải Bán kính quỹ đạo xác định Khi kích thích nguyên tử hiđro trạnh thái bản, bán kính quỹ đạo dừng electron tăng lên lần nên suy n = Sau electron trở lớp phát xạ có bước sóng Dãy Lai-man: Dãy Ban-me: Đáp án B Ví dụ 5: Electron nguyên tử hydro chuyển từ quỹ đạo dừng có mức lượng lớn quỹ đạo dừng có mức lượng nhỏ vận tốc electron tăng lên lần Electron chuyển từ quỹ đạo A N L B N K C N M D M L Lời giải Lực Culơng đóng vai trị lực hướng tâm nên ta có Từ ta có Mà bán kính Bo n = ứng với quỹ đạo N chuyển quỹ đạo K Đáp án B Ví dụ 6: Cho biết lượng cần thiết tối thiểu để bứt điện tử khỏi nguyên tử hiđrô từ trạng thái 13,6eV Bước sóng ngắn vạch quang phổ dãy Pasen A B C D Lời giải thuvienhoclieu.com Trang thuvienhoclieu.com Ta có lượng trạng thái dừng Vạch có bước sóng ngắn dãy Pasen ứng với mức lượng chuyển từ Ta có: Từ suy Đáp án B Ví dụ 7: Bước sóng vạch quang phổ dãy Laiman dãy Banme , hai vạch Hãy tính bước sóng vạch quang phổ thứ hai dãy Laiman vạch dãy Pasen Lời giải Ta có Mặt khác, , bước sóng vạch quang phổ thứ hai dãy Laiman là: Tương tự, ta có bước sóng vạch dãy Pasen là: Ví dụ 8: Trong quang phổ nguyên tử hiđrô, vạch ứng với bước sóng dài dãy Laiman vạch ứng với chuyển electron từ quỹ đạo M quỹ đạo K có bước sóng Hãy tính bước sóng dài A B dãy Banme C D Lời giải Bước sóng dài dãy Banme ứng với chuyển từ quỹ đạo M quỹ đạo L Ta có: Đáp án B Ví dụ 9: Các mức lượng nguyên tử hiđrô trạng thái dừng cho công thức: với n số nguyên; ứng với mức K; ứng với mức kích thích L, M, N, thuvienhoclieu.com Trang thuvienhoclieu.com a) Tính lượng iơn hố ngun tử hiđrơ b) Tính bước sóng vạch đỏ dãy Banme. Lời giải a) Để ion hóa nguyên tử hiđrơ ta phải cung cấp cho luợng để electron nhảy từ quỹ đạo K ( ) khỏi liên kết với hạt nhân ( ) Do lượng ion hóa ngun tử hiđrơ là: b) Bước sóng vạch đỏ dãy Banme là: Ví dụ 10: Biết bước sóng vạch dãy Laiman là: dãy banme A 13,6 eV vạch cuối Tìm lượng ion hóa ngun tử hiđrơ B 6,8 eV C 3,4 eV D 2,9 eV Lời giải Với vạch dãy laiman ta có: (1) Với vạch cuối dãy banme ta có: (2) Năng lượng ion hóa ngun tử hiđrơ: Từ (1) (2) ta có Đáp án A Ví dụ 11: Kích thích cho nguyên tử hiđrô chuyển từ trạng thái lên trạng thái kích thích cho bán kính quỹ đạo dừng tăng 25 lần Trong quang phổ phát xạ ngun tử hiđrơ sau đó, tỉ số bước sóng dài bước sóng ngắn là: A B C D Lời giải Bán kính quỹ đạo xác định Nguyên tử hidro chuyển từ trạng thái lên trạng thái kích thích cho bán kính quỹ đạo dừng tăng 25 lần, suy n = Bước sóng dài ứng với lượng bé - chuyển từ trạng thái sang trạng thái 4: thuvienhoclieu.com Trang thuvienhoclieu.com Bước sóng ngắn ứng với lượng lớn - chuyển từ trạng thái sang trạng thái 1: Vậy Đáp án A Ví dụ 12: Cho mức lượng nguyên tử hirdo xác định công thức Để xạ tối thiểu photon ngun tử H phải hấp thụ photon có mức lượng là: A 12,75 eV B 10,2 eV C 12,09 eV D 10,06 eV Lời giải Để xạ tối thiểu photon nguyên tử Hiđro phải hấp thụ photon để chuyển lên quỹ đạo từ N trở lên, tức Năng lượng photon hấp thụ Đáp án A Ví dụ 13: Theo mẫu ngun tử Bo ngun tử hiđrơ, bán kính quỹ đạo dừng electron quỹ đạo , với số nguyên dương tương ứng với mức lượng trạng thái dừng nguyên tử Gọi v tốc độ electron quỹ đạo K Khi nhảy lên quỹ đạo M, electron có tốc độ A B C D Lời giải Khi e chuyển động quỹ đạo lực tĩnh điện Culơng đóng vai trò lực hướng tâm Ở quỹ đạo K suy tốc độ Ở quỹ đạo M suy tốc độ Đáp án D thuvienhoclieu.com Trang thuvienhoclieu.com Ví dụ 14: Mức lượng nguyên tử Hyđrơ có biểu thức Khi kích thích ngun tử hidro từ quỹ đạo dừng m lên quỹ đạo n lượng 2,55eV, thấy bán kính quỹ đạo tăng lần Bước sóng nhỏ mà nguyên tử hidro phát là: A B C D Lời giải Khi kích thích nguyên tử hidro từ quỹ đạo dừng m lên quỹ đạo n lượng 2,55eV, thấy bán kính quỹ đạo tăng lần nên ta có Ta có Suy Bước sóng nhỏ ngun tử hiđrơ phát ra: Đáp án B Ví dụ 15: Chiếu chùm xạ đơn sắc có bước sóng qua khí hidro nhiệt độ áp suất thích hợp chất khí phát xạ đơn sắc có bước sóng biết , ứng với xạ đỏ Năng lượng nguyên tử hidro có biểu thức bước sóng Giá trị là: A Khơng đủ kiện để tính B C D Lời giải Năng lượng cung cấp cho đám nguyên tử H: Gọi n mức lượng cao mà đám nguyên tử H sau bị kích thích chuyển lên, ta có: Nguyên tử Hidro phát ba xạ, tức nguyên tử Hidro lúc đầu trạng thái bản, sau hấp thụ lượng mức cao M (n = 3) Ba xạ ứng với: thuvienhoclieu.com Trang thuvienhoclieu.com 1) Từ phát xạ có bước sóng lớn nhất, tức ứng với 2) Từ phát xạ có bước sóng nhỏ nhất, tức ứng với 3) Vậy lại : ứng với từ mức Ta có: Đáp án D Ví dụ 16: Theo mẫu Bo nguyên tử hidro, lực tương tác tĩnh điện hạt nhân electron chuyển động quỹ đạo dừng L F electron chuyển động dừng N Lực A B C D Lời giải Lực tương tác tĩnh điện electron hạt nhân quỹ đạo dừng thứ n: Từ ta có: hay Đáp án A BÀI TẬP RÈN LUYỆN KĨ NĂNG Câu 1: Gọi bưóc sóng vạch sóng vạch dãy Pasen Xác định mối liên hệ A Câu 2: Gọi man Gọi B dãy Banme Gọi , , C D B C , Banme Laiman ; vạch dãy Pasen B C , D Câu 3: Trong quang phổ hidro vạch thứ dãy Laiman A bước sóng vạch quang phổ thứ thứ hai dãy Lai bước sóng vạch dãy Banme Xác định mối liên hệ A bước ; vạch dãy Bước sóng vạch thứ ba dãy D Câu 4: Vạch quang phổ dãy Banme Pasen quang phổ nguyên tử hidro có bước sóng A B Bước sóng vạch quang phổ thứ hai dãy Banme C thuvienhoclieu.com D Trang thuvienhoclieu.com Câu 5: Bước sóng vạch quang phổ thứ hai dãy Laiman phổ thứ thứ dãy Banme Laiman A B , bước sóng vạch quang Bước sóng vạch thứ dãy C D Câu 6: Bước sóng vạch quang phổ thứ dãy Laiman quang phổ thứ thứ dãy Banme dãy Pasen A B , bước sóng vạch Bước sóng vạch C D Câu 7: Biết bước sóng ứng với hai vạch dãy Laiman quang phổ Hydro Bước sóng vạch quang phổ nhìn thấy nguyên tử Hiđrô A B C D Câu 8: Vạch dãy Laiman vạch cuối dãy Banme quang phổ hidrơ có bước sóng trạng thái A 3,6eV Năng lượng ion hóa (theo đơn vị eV) nguyên tử Hiđrô B 26,2eV C 13,6eV D 10,4eV Câu 9: Vạch thứ hai dãy Laiman có bước sóng Cho biết lượng cần thiết tối thiểu để bứt electron khỏi nguyên tử hidrơ từ trạng thái 13,6eV Bước sóng ngắn vạch quang phổ dãy Pasen A B C D Câu 10: Cho giá trị mức lượng nguyên tử hiđrơ Bước sóng dài xạ dãy Laiman là: A B C Câu 11: Biết bán kính Bo A D .Bán kính quỹ đạo L nguyên tử Hiđro B C D Đáp án khác Câu 12: Khi êlectrôn (êlectron) nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo dừng có lượng -0,85 eV sang quỹ đạo dừng có lượng -13,60 eV ngun tử phát xạ điện từ có bước sóng A B C D Câu 13: Trong quang phổ vạch hiđrơ (quang phổ hiđrơ), bước sóng vạch thứ dãy Laiman ứng với chuyển êlectrôn (êlectron) từ quỹ đạo L quỹ đạo K dãy Banme ứng với chuyển M đến L dãy Laiman ứng với chuyển M đến K A B , vạch thứ Bước sóng vạch quang phổ thứ hai C thuvienhoclieu.com D Trang 10 thuvienhoclieu.com Câu 14: Trong nguyên tử hyđrô, xét mức lượng từ K đến P có khả kích thích để êlêctrơn tăng bán kính quỹ đạo lên lần? A B C D Câu 15: Trong nguyên tử hiđrô, êlectrôn từ quỹ đạo L chuyển quỹ đạo K có lượng Bước sóng xạ phát Mức lượng ứng với quỹ đạo L bằng: A B C D Câu 16: Chùm nguyên tử H trạng thái bản, bị kích thích phát sáng chúng phát tối đa vạch quang phổ Khi bị kích thích electron nguyên từ H chuyển sang quỹ đạo: A M B L C O D N Câu 17: Cho Khi êlectrôn (êlectron) nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo dừng có luợng sang quỹ đạo dừng có lượng nguyên tử phát xạ điện từ có bước sóng A B C Câu 18: Trong ngun tử hiđrơ, bán kính Bo A B B Bán kính quỹ đạo dừng N C Câu 19: Cho bán kính quỹ đạo Bo thứ A D D Bán kính quỹ đạo Bo thứ năm là: Câu 20: Biết số Plăng C D độ lớn điện tích nguyên tố nguyên tử hiđrơ chuyển từ trạng thái dừng có lượng Khi sang trang thái dừng có lượng nguyên tử phát xạ có tần số A B C D Câu 21: Cho: Khi electron nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo dừng có lượng -0,85 eV sang quỹ đạo dừng có lượng -13,60 eV ngun tử phát xạ điện từ có bước sóng A B C D Câu 22: Một nguyên tử hiđrô chuyển từ trạng thái dừng có lượng lượng A sang trạng thái Bước sóng xạ phát là: B C Câu 23: Bước sóng dài dãy Banme D Bước sóng dài dãy Laiman Bước sóng dài thứ hai dãy Laiman thuvienhoclieu.com Trang 11 thuvienhoclieu.com A B C D Câu 24: Trong quang phổ vạch hiđrô bước sóng dài dãy Laiman 1215A, bước sóng ngắn dãy Ban-me Tìm lượng ion hoá nguyên tử hiđro electron quỹ đạo có lương thấp là: (cho A 13,6 (eV) B ) C 13,1 (eV) D Câu 25: Mức lượng quỹ đạo dừng ngun tử hiđrơ từ ngồi Nguyên tử trạng thái có khả hấp thụ phơtơn có lượng để nhảy lên mức trên: A 12,2 eV B 3,4 eV C 10,2 eV D 1,9 eV Câu 26: Trong nguyên tử hiđrô mức lượng ứng với quỹ đạo dừng thứ n cho bởi: Năng lượng ứng với vạch phổ A 2,55 eV là: B 13,6 eV C 3,4 eV D 1,9 eV Câu 27: Bước sóng ứng với bốn vạch quang phổ Hyđro vạch tím: ; vạch chàm: ; vạch lam: ; vạch đỏ: Bốn vạch ứng với chuyển êlectron nguyên tử Hyđro từ quỹ đạo M, N, O P quỹ đạo L Hỏi vạch lam ứng với chuyển nào? A Sự chuyển C Sự chuyển Câu 28: Cho B Sự chuyển D Sự chuyển Mức lượng quỹ đạo dừng nguyên tử hiđrơ từ ngồi với: electron chuyển từ mức lượng ứng với n = n = phát xạ có tần số: A B C Khi D Câu 29: Biết vạch thứ hai dãy Lyman quang phổ ngun tử hiđrơ có bước sóng lượng tối thiểu cần thiết để bứt êlectron khỏi nguyên tử từ trạng thái 13,6eV Bước sóng ngắn vạch quang phổ dãy Pasen A B C Câu 30: Bước sóng dài dãy Banme D Bước sóng dài dãy Laiman Bước sóng dài thứ hai dãy Laiman A B C Câu 31: Bước sóng vạch quang phổ thứ dãy Laiman quang phổ thứ thứ hai dãy Banme dãy Laiman thuvienhoclieu.com D , bước sóng vạch Bước sóng vạch thứ ba Trang 12 thuvienhoclieu.com A B C D Câu 32: Khi electron quỹ đạo dừng thứ n lượng nguyên tử Hydro tính theo cơng thức Khi electron nguyên tử Hydro chuyển từ quỹ đạo dừng thứ n = sang quỹ đạo dừng n = nguyên tử Hydro phát photon ứng với xạ có bước sóng bằng: A B C D Câu 33: Tần số lớn bước sóng nhỏ dãy Laiman là: A B C D Câu 34: Tần số lớn bước sóng nhỏ dãy Banme là: A C B D Câu 35: Tần số lớn bước sóng nhỏ dãy Pasen là: A C B D ĐÁP ÁN 1-C 2-C 3-B 4-C 5-C 6-A 7-C 8-C 9-B 10-A 11-A 12-C 13-A 14-C 15-B 16-A 17-A 18-B 19-B 20-B 21-C 22-D 23-B 24-D 25-C 26-A 27-B 28-B 29-B 30-B 31-C 32-C 33-C 34-B 35-A HƯỚNG DẪN GIẢI CHI TIẾT Câu 1: Đáp án C Theo đề ta có: Gọi , bước sóng hai vạch , bước sóng vạch dãy Pasen nên ta có: Câu 2: Đáp án C thuvienhoclieu.com Trang 13 thuvienhoclieu.com Làm tương tự câu Suy ta được: Câu 3: Đáp án B Ta có: Câu 4: Đáp án C Bước sóng vạch quang phổ thứ hai dãy Banme là: Câu 5: Đáp án c Bước sóng vạch thứ ba dãy Laiman là: Câu 6: Đáp án A Bước sóng vạch dãy Pasen là: Câu 7: Đáp án C Bước sóng vạch quang phổ nhìn thấy nguyên tử Hydro bằng: Câu 8: Đáp án C Ta có: Câu 9: Đáp án B Vạch thứ hai dãy Laiman có bước sóng thỏa mãn: khỏi nguyên tử hidro trạng thái là: Năng lượng tối thiểu đế bứt electron Bước sóng ngắn vạch quang phổ dãy Pasen thõa mãn: thuvienhoclieu.com Trang 14 thuvienhoclieu.com Câu 10: Đáp án A Bước sóng dài xạ dãy Laiman là: Câu 11: Đáp án A Bán kính quỹ đạo L nguyên tử Hidro là: Câu 12: Đáp án C Nguyên tử phát xạ điện từ có bước sóng là: Câu 13: Đáp án A Theo đề ta có: Câu 14: Đáp án C Trong nguyên tử Hidro, xét mức lượng từ K đến P có số khả kích thích để electron tăng bán kính quỹ đạo lên lần là: Từ K đến L ; từ L đến N ; từ M đến P Tổng có khả Câu 15: Đáp án B Ta có: thuvienhoclieu.com Trang 15 thuvienhoclieu.com Câu 16: Đáp án A Khi bị kích thích nguyên tử H chuyển sang quỹ đạo Theo đề ta có: Vậy quỹ đạo M Câu 17: Đáp án A Nguyên tử phát xạ điện từ có bước sóng là: Câu 18: Đáp án B Bán kính quỹ đạo dừng N là: Câu 19: Đáp án B Bán kính quỹ đạo Bo thứ năm là: Câu 20: Đáp án B Nguyên tử phát xạ có tần số là: Câu 21: Đáp án C Nguyên tử phát xạ có bước sóng là: Câu 22: Đáp án D Bước sóng xạ phát là: Câu 23: Đáp án B Bước sóng dài dãy Banme là: Bước sóng dài dãy Laiman là: Vậy bước sóng dài thứ hai Laiman là: thuvienhoclieu.com Trang 16 thuvienhoclieu.com Câu 24: Đáp án D Bước sóng dài quỹ đạo Laiman là: Bước sóng ngắn dãy Banme là: Năng lượng ion hóa nguyên tử hidro electron quỹ đạo có lượng thấp là: Câu 25: Đáp án C Ta có: Nguyên tử trạng thái có khả hấp thụ photon để nhảy lên mức mà thỏa mãn môt số nguyên Thay giá trị các mức lượng đề cho ta thấy nên thỏa mãn Câu 26: Đáp án A Năng lượng ứng với vạch phổ là: Câu 27: Đáp án B Vạch lam ứng với chuyển từ Câu 28: Đáp án B Khi electron chuyển từ mức lượng ứng với n = n = phát xạ có tần số: Câu 29: Đáp án B Bước sóng ứng với vạch thứ hai dãy Laiman là: Năng lượng nguyên tử từ trạng thái là: Bước sóng ngắn vạch quang phổ dãy Pasen là: Câu 30: Đáp án B thuvienhoclieu.com Trang 17 thuvienhoclieu.com Bước sóng dài dãy Laiman bước sóng dài dãy Banme là: ; Vậy bước sóng dài thứ hai dãy Laiman là: Câu 31: Đáp án C Bước sóng vạch quang phổ thứ dãy Laiman là: Bước sóng vạch quang phổ thứ thứ hai dãy Banme là: ; Bước sóng vạch thứ ba dãy Laiman là: Câu 32: Đáp án C Bước sóng xạ cần tìm là: Câu 33: Đáp án C Tần số lớn bước sóng nhỏ dãy Laiman là: Câu 34: Đáp án B Tần số lớn bước sóng nhỏ dãy Banme là: Câu 35: Đáp án A Tần số lớn bước sóng nhỏ dãy Pasen là: thuvienhoclieu.com Trang 18 ... Vạch quang phổ dãy Banme Pasen quang phổ nguyên tử hidro có bước sóng A B Bước sóng vạch quang phổ thứ hai dãy Banme C thuvienhoclieu. com D Trang thuvienhoclieu. com Câu 5: Bước sóng vạch quang. .. lên, ta có: Nguyên tử Hidro phát ba xạ, tức nguyên tử Hidro lúc đầu trạng thái bản, sau hấp thụ lượng mức cao M (n = 3) Ba xạ ứng với: thuvienhoclieu. com Trang thuvienhoclieu. com 1) Từ phát xạ có... 31: Bước sóng vạch quang phổ thứ dãy Laiman quang phổ thứ thứ hai dãy Banme dãy Laiman thuvienhoclieu. com D , bước sóng vạch Bước sóng vạch thứ ba Trang 12 thuvienhoclieu. com A B C D Câu