CHỦ đề 26 mẫu NGUYÊN tử BO 7 trang

CHỦ ĐỀ 26: MẪU NGUYÊN TỬ BO I TÓM TẮT LÝ THUYẾT Tiên đề (Tiên đề trạng thái dừng): Nguyên tử tồn số trạng thái có lượng xác định, gọi trạng thái dừng Khi trạng thái dừng ngun tử khơng xạ khơng hấp thụ lượng Tiên đề (Tiên đề xạ hấp thụ lượng nguyên tử): Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có lượng En sang trạng thái dừng có lượng Em nhỏ nguyên tử hấp thụ phát phơtơn có lượng hiệu E n – Em: ε = hf nm = E n − E m Ngược lại, nguyên tử trạng thái dừng có hấp thụ xạ lượng E m mà hấp thụ phơtơn có lượng hiệu E n - Em chuyển lên trạng thái dừng có lượng cao E n Chú ý: Nếu phơtơn có lượng hf nm mà E n < hf mn < E m ngun tử khơng nhảy lên mức lượng mà trạng thái dừng ban đầu Hệ quả: Ở trạng thái dừng êlectron nguyên tử chuyển động quỹ đạo có bán kính hoàn toàn xác định gọi quỹ đạo dừng Đối với ngun tử hiđrơ, bán kính quỹ đạo dừng tăng tỉ lệ với bình phương số nguyên liên −11 tiếp: rn = n r0 với n số nguyên r0 = 5,3.10 m, gọi bán kính Bo Quỹ đạo K ( n = 1) L ( n = 2) M ( n = 3) N ( n = 4) O ( n = 5) P ( n = 6) Bán kính r0 4r0 9r0 16r0 25r0 36r0 Hấp thụ lượng Trạng thái (Tồn bền vững) Trạng thái kích thích (Chỉ tồn thời gian cỡ 10-8s) Bức xạ lượng Tính lượng êlectron quỹ đạo dừng thứ n: En = − 13, (eV) với n ∈ ¥ * n2  Năng lượng ion hóa nguyên tử hi đrô từ trạng thái bản: E = 13, 6(eV) = 21, 76.10 −19 J Quỹ đạo Năng lượng K ( n = 1) − 13, 12 L ( n = 2) − 13, 22 M ( n = 3) − 13, 32 N ( n = 4) − 13, 42 O ( n = 5) − 13, 52 P ( n = 6) − 13, 62 Trang Tính bước sóng dịch chuyển hai mức lượng: hc hc = E n − E m ⇒ λ nm = λ nm En − Em Cho bước sóng tính bước sóng khác: 1 = + ;f13 = f12 + f 23 (như cộng véctơ) λ13 λ12 λ 23 Hoặc dùng công thức: bấm 1   = Rh  − ÷ với R = 1, 09.107 m −1 máy tính fx 570 ES: λ m n  ) Tính bán kính quỹ đạo dừng thứ n: rn = n r0 với r0 = 5,3.10−11 m, bán kính Bo (ở quỹ đạo K) Khi electron chuyển mức lượng, tìm sơ vạch phát ra: - Vẽ sơ đồ mức lượng, vẽ vạch phát xạ đếm - Hoặc dùng công thức: N = - Chứng minh: N = Cn = n n −1 ; với n số vạch mức lượng n ( n − 1) n! = ; C 2n tổ hợp chập n ( n − ) !2! 9* Tính vận tốc tần số quay êlectron chuyển động quỹ đạo dừng n: e2 v2 Lực Cu-lông êlectron hạt nhân giữ vai trò lực hướng tâm: k m e , nên: rn rn Vận tốc electron: v = e  k = 9.109 (Nm / C2 ) k 2, 2.106 = m/s với  −31 m e rn n  m e = 9,1.10 kg Tần số quay electron: Ω = 2π.f = v v ⇒ f= 2πrn rn 10* Cường độ dòng điện phân tử êlectron chuyển động quỹ đạo gây ra: I= q e e = = ω (vì êlectron chuyển động quỹ đạo tròn nên t = T ) t T 2π CÁC VÍ DỤ ĐIỂN HÌNH Trang Ví dụ 1: Ở ngun tử hiđrơ, quỹ đạo sau có bán kính lớn so với bán kính quỹ đạo cịn lại? A O B N C L D P Giải −11 Ta có: R n = n r0 (trong r0 bán kính quỹ đạo bản: r0 = 5,3.10 m ) Quỹ đạo O có n = Quỹ đạo N có n = Quỹ đạo L có n = Quỹ đạo P có n = ⇒ Trong quỹ đạo trên, quỹ đạo P có n lớn nên bán kính lớn ⇒ Chọn đáp án D −11 Ví dụ 2: Xác định bán kính quỹ đạo dừng M nguyên tử, biết bán kính quỹ đạo K R K = 5,3.10 m ? A 4, 77 A B 4, 77 pm C 4, 77 nm D 5,3 A Giải −11 Ta có: R K = r0 = 5,3.10 m rn = n r0 Với Quỹ đạo M n = ⇒ R M = 32.5,3.10−11 = 4, 77.10−10 m ⇒ Chọn đáp án A Ví dụ 3: Electron quỹ đạo n chưa rõ chuyển quỹ đạo L thấy bán kính quỹ đạo giảm lần Hỏi ban đầu êlectron quỹ đạo nào? A O B M C N D P Giải Bán kính quỹ đạo L: R = r0 = 4.r0 2 Bán kính quỹ đạo n: R n = n r0 = n r0 R n n2 = = ⇒ n = Vậy êlectron ban đầu quỹ đạo N Theo đề bài: R2 ⇒ Chọn đáp án C Ví dụ 4: Năng lượng êlectron ngun tử hiđrơ tính theo cơng thức: E n = − 13, ; n2 n = 1, 2,3, Xác định lượng quỹ đạo dừng L? A −5, 44.10−20 J B −5, 44eV C −5, 44MeV D −3, ( eV ) Giải Quỹ đạo dừng thứ L ứng với n = ⇒ E = − E0 13, =− = −3, ( eV ) n ⇒ Chọn đáp án D Trang Ví dụ 5: Năng lượng êlectron ngun tử hiđrơ tính theo cơng thức: E n = − 13, ; n2 n = 1, 2,3, Hỏi êlectron chuyển từ quỹ đạo L quỹ đạo K phát phơtơn có bước sóng bao nhiêu? A 0, 2228 µm B 0, 2818 µm C 0,1281 µm D 0,1218 µm Giải Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo L quỹ đạo K phát phơtơn: hc hc = E − E1 ⇒ λ = = 0,1218 µm λ E − E1 ⇒ Chọn đáp án D Ví dụ 6: Trong quang phổ nguyên tử hiđrơ, ba vạch dãy Lai-man có bước sóng λ12 = 121, nm; λ13 = 102, nm; λ14 = 97,3 nm Bước sóng vạch dãy Ban-me vạch dãy Pa-sen A 686, nm 447, nm B 660,3 nm 440, nm C 624, nm 422,5 nm D 656, nm 486,9 nm Giải λ 23 = λ13 λ12 = = 656, 64 nm λ12 − λ13 λ 24 = λ14 λ12 = = 486,9 nm λ12 − λ14 ⇒ Chọn đáp án D II BÀI TẬP Bài 1: Mẫu nguyên tử Bo khác với mẫu nguyên tử Rơ-đơ-pho điểm: A Hình dạng quỹ đạo electron B Lực tương tác electron hạt nhân C Trạng thái tồn nguyên tử D Mô hình ngun tử có hạt nhân Bài 2: Ngun tử hiđrơ bị kích thích chiếu xạ electron nguyên tử chuyển từ quỹ đạo K lên quỹ đạo M Sau ngừng chiếu xạ, nguyên tử hiđrô phát xạ thứ cấp Phổ xạ gồm A hai vạch dãy Lai-man B hai vạch dãy Ban-me C hai vạch dãy Lai-man vạch dãy Ban-me D vạch dãy Lai-man hai vạch dãy Ban-me Bài 3: Khi nguyên tử hidrô chuyển từ trạng thái có lượng E mức lượng E 3, tiếp tục chuyển xuống mức E2 phát phơtơn có tần số f 43 f 32 Khi ngun tử hiđrơ có lượng E4 trở trạng thái mức lượng E2 phát phơtơn có tần số là: A f 42 = f 43 − f 32 B f 42 < f 43 C f 42 < f32 D f 42 = f 43 + f 32 Bài 4: Ở nguyên tử hiđrơ, bán kính quỹ đạo có giá trị 8,48, quỹ đạo: A N B L C M D K Bài 5: Xét ba mức lượng EK, EL Em ngun tử hiđrơ, E k < E l < E M Một phôtôn có lượng E m − E k bay đến gặp nguyên tử Nguyên tử hấp thụ phôtôn chuyển trạng thái Trang nào? A Hấp thụ không chuyển trạng thái B Không hấp thụ C Hấp thụ chuyển dần từ K lên L lên M D Hấp thụ chuyển thẳng từ K lên M Bài 6: Trạng thái dừng là: A trạng thái ổn định hệ thống nguyên tử B trạng thái êlectron không chuyển động quanh hạt nhân C trạng thái đứng yên nguyên tử D trạng thái hạt nhân không dao động Bài 7: Một đám ngun tử hiđrơ trạng thái kích thích mà êlectron chuyển động quỹ đạo dừng K Khi nguyên tử nhận lượng ε = E N − E K thì: A êlectron chuyển từ quỹ đạo K lên quỹ đạo L đến quỹ đạo M sau lên quỹ đạo N B khơng xác định cụ thể chuyển quỹ đạo electron C êlectron chuyển lên quỹ đạo L sau chuyển thẳng lên quỹ đạo N D êlectron chuyển thẳng từ quỹ đạo dừng K lên quỹ đạo dừng N Bài 8: Cho biết leV = l, 6.10−19 J; h = 6, 625.10 −34 J.s;c = 3.108 m / s Khi êlectron (êlectron) nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo dừng có lượng E m = − 0,85 eV sang quỹ đạo dừng có lượng E n = − 13, 60 eV nguyên tử phát xạ điện từ có bước sóng: A 0, 4340 µm B 0, 4860 µm C 0, 0974 µm D 0, 6563 µm Bài 9: Các nguyên tử hiđrô trạng thái dừng có bán kính quỹ đạo 5,3.10−11 m , hấp thụ lượng chuyển lên trạng thái dừng có bán kính quỹ đạo 4, 77.10−10 m Khi nguyên tử chuyển trạng thái có mức lượng thấp phát ra: A ba xạ B hai xạ C xạ D bốn xạ Bài 10: Mức lượng trạng thái dừng nguyên tử hiđrô E = −13, / n ( eV ) ; với n = 1, 2,3 Một êlectron có động 12,6 eV đến va chạm với nguyên tử hiđrô đứng yên, trạng thái Sau va chạm, nguyên tử hiđrô đứng yên chuyển động lên mức kích thích Động êlectron sau va chạm là: A 2,4 eV B 1,2 eV C 10,2 eV D 3,2 eV Bài 11: Chùm nguyên tử hiđrô trạng thái bản, bị kích thích phát sáng chúng phát tối đa 15 vạch quang phổ Khi bị kích thích êlectron ngun tử hiđrơ chuyển sang quỹ đạo: A M B P C O D N Bài 12: Ngun tử hiđrơ bị kích thích trạng thái dừng ứng với quỹ đạo P sau chuyển quỹ đạo bên phát phôtôn khác nhau? A B 12 C 15 D 10 Bài 13: Trong quang phổ hiđrô, bước sóng dài ứng với chuyển êlectron từ quỹ đạo quỹ đạo K 121,6 nm; bước sóng ngắn ứng với chuyển êlectron từ quỹ đạo quỹ đạo L 365,0 nm Ngun tử hiđrơ phát xạ có bước sóng ngắn là: A 43,4nm B 91,2nm C 95,2nm D 81,4nm Trang Bài 14: Lực tương tác Cu-lông êlectron hạt nhân nguyên tử hiđrô nguyên tử quỹ đạo dừng L F Khi nguyên tử chuyển lên quỹ đạo N lực tương tác êlectron hạt nhân A F/16 B F/4 C F/12 D F/2 Bài 15: Mức lượng trạng thái dừng nguyên tử hiđrô E = −13, / n ( eV ) ; với n = 1, 2,3 Khi cung cấp cho nguyên tử hiđrô trạng thái phơtơn có lượng 10,5 eV 12,75 eV Chọn phát biểu đúng? A Nguyên tử hấp thụ phơtơn có lượng 10,5 eV chuyển lên quỹ đạo M B Nguyên tử hấp thụ phơtơn có lượng 10,5 eV chuyển lên quỹ đạo L C Nguyên tử hấp thụ phôtôn có lượng 12,75 eV chuyển lên quỹ đạo M D Ngun tử hấp thụ phơtơn có lượng 12,75 eV chuyển lên quỹ đạo N Bài 16: Electron nguyên tử hiđrô chuyển mức lượng, ngun tử xạ phơtơn ánh sáng có bước sóng 0,122 µm Độ biến thiên lượng nguyên tử: A tăng 10, eV B giảm 10, eV C tăng 162,9.10−20 eV D giảm 162,9.10−20 eV Bài 17: Kí hiệu EK, EL EM mức lượng nguyên tử hiđrô trạng thái bản, trạng thái kích thích thứ trạng thái kích thích thứ hai Cho biết E L − E K > E M − E L Xét ba bước sóng λ1 , λ , λ ứng với ba vạch quang phổ nguyên tử hiđrô chuyển mức lượng từ E L → E K , E M → E L , E M → E K Cách xếp sau đúng? A λ1 < λ < λ B λ < λ1 < λ C λ < λ < λ1 D λ < λ1 < λ Bài 18: Nguyên tử hiđrơ trạng thái K hấp thụ phôtôn chuyển lên trạng thái Khi chuyển trạng thái có mức lượng thấp ngun tử hiđrơ phát tối đa xạ A B C 15 D 10 Bài 19: Khi nguyên tử hiđrô chuyển từ trạng thái dừng có lượng − 1,514 eV sang trạng thái dừng có lượng − 3, 407 eV nguyên tử phát xạ có tần số: A 4,572.1014 Hz B 6,542.1012 Hz C 2,571.1013 Hz D 3,879.1014 Hz Bài 20: Trong nguyên tử hiđrô, êlectron chuyển động quỹ đạo dừng có bán kính rn = n r0 (với r0 = 0,53.10−10 m; n = 1, 2, 3, ) Tốc độ êlectron quỹ đạo dừng thứ hai là: A 2,18.106 m/s B 1, 09.106 m/s C 2,18.105 m/s D 1,98.106 m/s III HƯỚNG DẪN GIẢI Bài 1: Chọn đáp án C Bài 2: Chọn đáp án C Bài 3: Chọn đáp án D Bài 4: Chọn đáp án A Bài 5: Chọn đáp án D Bài 6: Chọn đáp án A Bài 7: Chọn đáp án D Bài 8: Chọn đáp án C Bài 9: Chọn đáp án A Trang Bài 10: Chọn đáp án A Bài 11: Chọn đáp án B Bài 12: Chọn đáp án C Bài 13: Chọn đáp án B Bài 14: Chọn đáp án A Bài 15: Chọn đáp án D Bài 16: Chọn đáp án B Bài 17: Chọn đáp án D Bài 18: Chọn đáp án D Bài 19: Chọn đáp án A Bài 20: Chọn đáp án B Trang ... 1: Mẫu nguyên tử Bo khác với mẫu nguyên tử Rơ-đơ-pho điểm: A Hình dạng quỹ đạo electron B Lực tương tác electron hạt nhân C Trạng thái tồn nguyên tử D Mơ hình ngun tử có hạt nhân Bài 2: Ngun tử. .. dừng M nguyên tử, biết bán kính quỹ đạo K R K = 5,3.10 m ? A 4, 77 A B 4, 77 pm C 4, 77 nm D 5,3 A Giải −11 Ta có: R K = r0 = 5,3.10 m rn = n r0 Với Quỹ đạo M n = ⇒ R M = 32.5,3.10−11 = 4, 77 .10−10... Ngun tử hiđrơ phát xạ có bước sóng ngắn là: A 43,4nm B 91,2nm C 95,2nm D 81,4nm Trang Bài 14: Lực tương tác Cu-lông êlectron hạt nhân nguyên tử hiđrô nguyên tử quỹ đạo dừng L F Khi nguyên tử chuyển