Vật lý 12 mau nguyen tu BO.docx

-Ngược lại nếu một nguyên tử hiđrô đang ở một mức năng lượng E thấp nào đó mà nằm trong một chùm ánh sáng trắng, trong đó có tất cả các phôtôn có năng lượng từ lớn đến nhỏ khác nhau,[r]

(1)

V Mẫu nguyên tử Bo.

a Mẫu nguyên tử Bo +Tiên đề trạng thái dừng

-Nguyên tử tồn số trạng thái có lượng xác định En, gọi trạng thái dừng Khi trạng thái dừng, nguyên tử không xạ

-Trong trạng thái dừng nguyên tử, electron chuyển động quanh hạt nhân quỹ đạo có bán kính hồn tồn xác định gọi quỹ đạo dừng

-Cơng thức tính quỹ đạo dừng electron nguyên tử hyđrô: rn = n2r0, với n số nguyên và r0 = 5,3.10-11 m, gọi bán kính Bo (lúc e quỹ đạo K)

Trạng thái dừng n

Tên quỹ đạo dừng K L M N O P

Bán kính: rn = n2r0 r0 4r0 9r0 16r0 25r0 36r0

Năng lượng e Hidro: 13,6

( ) n

E eV

n

=- 13,62

1

- 13,62

5

- 13,62

6

Năng lượng electron nguyên tử hiđrô: 13,

( ) n

E eV

n

Với n  N*

-Bình thường, nguyên tử trạng thái dừng có lượng thấp gọi trạng thái Khi hấp thụ lượng nguyên tử chuyển lên trạng thái dừng có lượng cao hơn, gọi trạng thái kích thích Thời gian nguyên tử trạng thái kích thích ngắn (cỡ 10-8 s) Sau ngun tử chuyển trạng thái dừng có lượng thấp cuối trạng thái

+ 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 ngun tử phát phơtơn có lượng:  = hfnm = En – Em.

-Ngược lại, nguyên tử trạng thái dừng có lượng Em mà hấp thụ phơtơn có lượng hf hiệu En – Em chuyển sang trạng thái dừng có lượng En lớn

-Sự chuyển từ trạng thái dừng Em sang trạng thái dừng En ứng với nhảy electron từ quỹ đạo dừng có bán kính rm sang quỹ đạo dừng có bán kính rn ngược lại

b Quang phổ phát xạ hấp thụ nguyên tử hidrơ

-Ngun tử hiđrơ có trạng thái dừng khác EK, EL, EM, Khi electron chuyển động quỹ đạo dừng K, L, M, -Khi electron chuyển từ mức lượng cao (Ecao) xuống mức

lượng thấp (Ethấp) phát phơtơn có lượng xác định: hf = Ecao – Ethấp.

-Mỗi phơtơn có tần số f ứng với sóng ánh sáng đơn sắc có bước sóng  =

c

f

phổ vạch.

-Ngược lại nguyên tử hiđrô mức lượng Ethấp nào mà nằm chùm ánh sáng trắng, có tất phơtơn có lượng từ lớn đến nhỏ khác nhau, ngun tử hấp thụ phơtơn có lượng phù hợp  = Ecao – Ethấp để chuyển lên mức lượng Ecao. Như vậy, sóng ánh sáng đơn sắc bị hấp thụ, làm cho quang phổ liên tục xuất vạch tối Do quang phổ hấp thụ của nguyên tử hiđrô quang phổ vạch

II QUANG PHỔ VẠCH CỦA

NGUYÊN TỬ HYĐRÔ

1 Tóm tắt lý thuyết cơng thức:

Tiên đề Bo :

nm

n

m

hc

hf E E

e

l

= = =

-hấp thụ

bức xạ hfmn

En

Em

(2)

+ Bán kính quỹ đạo dừng thứ n electron nguyên tử hiđrô: rn = n2r0

Với r0 =5,3.10-11m 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 thu photon

Ecao Ethâphf

Lưu ý: Bước sóng dài NM e chuyển từ N  M

Bước sóng ngắn M e chuyển từ   M

+Bước sóng phát nguyên tử chuyển mức lượng: EnEm

nm nm n m hc

hf E E

l

= =

�

1 n m

nm

E E

hc



 

=> 2

1

( )

nm

n m

hc hc

E E E

n m

  

 

+Tần số phôtôn xạ

n m

nm nm

E E

c f

h





 

Với En > Em

+Mối liên hệ bước sóng tần số vạch quang phổ nguyên từ hiđrô:

31 32 21 1

1

 

   f31f32 f21 (như cộng véctơ)

+Công thức thực nghiệm: 2

1 1

H R

m n

  ��  ��

+Hằng số Rydberg:

7

0 13,6 1,0969140.10 1,097.10

H

E e

R m m

h c h c

   

( máy tính Fx RH

là R )

 Các dãy Quang phổ nguyên tử hidrô

- Dãy Laiman: e ( n>1) quĩ đạo K(m=1) phát vạch thuộc dãy Laiman: m= 1; n= 2,3,4…

1

λn 1= E0 hc

(

1 12−

1

n2

)

với n≥2 Các vạch thuộc vùng tử ngoại

- Dãy Banme: Khi e chuyển từ quĩ đạo ngồi (n>2) quĩ đạo L(m=2) phát vạch thuộc dãy Banme m= 2; n= 3,4,5…:

1

λn 2= E0 hc

(

1 22−

1

n2

)

với n≥3 Gồm vạch : đỏ Hα(0,656 μm) , lam

H

β

(

0,486 μm)

chàm

H

γ

(0, 434 μm)

Hδ

ngoại

-Dãy Pasen : e chuyển từ quĩ đạo bên (n>3) quĩ đạo M(m=3) : m = 3; n =

(3)

1

λn 3= E0 hc

(

1 32−

1

n2

)

n≥4

 Năng lượng êlectron ngun tử Hiđrơ có biểu thức:

+Năng lượng electron nguyên tử hiđrô:

0

2

13,6 ( ) n

E

E eV

n n

  

Với n  N*: lượng tử số.

E0 = - 13,6eV: lượng trạng thái ( Chú ý E0 < )

-n = ứng với quỹ đạo K ( lượng thấp ) -n = ứng với quỹ đạo L

 m1; n2, 3, 4, dãy Laiman (tử ngoại);

 m2; n3, 4, dãy Banme (một phần nhìn thấy)

 m3; n4, 5, 6, dãy Pasen (hồng ngoại)

 Các xạ dãy Banmer( nhìn thấy):

+ Vạch đỏ H :  ML32:

3 32

hc

E E

  

+ Vạch lam H: NL42: 42 hc

E E

  

+ Vạch chàmH :   OL52: 52 hc

E E

  

+ Vạch tím H : PL 62:

6 62

hc

E E

  

 Các vạch có bước sóng dài dãy:

+ Dãy Laiman:  : 21

2 21

hc

E E

   ;

+ Dãy Banmer: : 32

3 32

hc

E E

   ;

+ Dãy Paschen: :43

4 43

hc

E E

  

 Chú ý: Khi ngun tử trạng thái kích thích thứ n (khả dĩ) phát số xạ điện từ

cho bởi:

N=Cn2= n!

(

n−2

)

!2!

;

C

n

tổ hợp chập n.

2 Bài tập dãy quang phổ hidrơ:

Ví dụ bước sóng dãy Lymain (tử ngoại):

Hα Hβ

H H

E6

E5

E4

E3

E2

E1

L a i m a n

B a n m e

P a s e n

P O N

M

K L

Vùng khả kiến phần vùng tử ngoại

Vùng tử ngoại

(4)

Khi electron nguyên tử hiđro mức

n ng l

ă

ượ

ng

n ng l

ă

ượ

ng

+ Vạch có bước sóng lớn ứng với mức lượng m =1 -> n=

2 21

h c

E E

   = 2

13,6( ) 13,6( ) 3.13,6

( ) ( )

2

eV eV

eV

   

=> 21

.4 3.13,6

h c e

 

=1,215.10-7m =

0,1215m

Hoặc dùng công thức: 2

1 1

H R

m n



� �

 �  �

� � => Thế số

7 21

2

1, 215.10 0,1215 1

( )

1 H

m m

R

     



+Vạch thứ ứng mức lượng m= 1-> n = 3,

7 31

2

1, 025175.10 0,1025 1

( )

1 H

m m

R

     



+Vạch thứ ứng mức lượng m= > n = 4,

8 41

2

9, 72018.10 0,0972 1

( )

1 H

m m

R

     



+ Vạch thứ ứng mức lượng m= 1-> n = 5,

8 51

2

9, 492365.10 0,0949 1

( )

1 H

m m

R

     



+ Vạch thứ ứng mức lượng m= 1-> n = 6,

8 61

2

9,37303.10 0, 09373

1

( )

1

H

m m

R

     



-+Vạch cuối có

b

ướ

c sóng

n ng l

ă

ượ

ng

8

2

1

9,11267 0, 0911

1

( )

1 H

H

m m

R R

  

�    

 �

Ví dụ bước sóng dãy Banme ( có vạch nhìn thấy:

đỏ,

lam

,

chàm

,

tím

)

Khi electron nguyên tử hiđro mức

n ng l

ă

ượ

ng

n ng l

ă

ượ

ng

lam

chàm , tím)và phần thuộc vùng tử ngoại

thang sóng i n t

đ ệ ừ

a.Dùng công thức :

0

2

13, ( ) n

E

E eV

n n

  

với n = 2,3,4

(5)

+Vạch thứ có bước sóng lớn ( màu đỏ) ứng với mức lượng n =3 > m = 2, theo Anh xtanh:

32 hc

E E

   =>





0, 656 m



( màu đỏ )

+Vạch thứ có màu lam ứng mức lượng n= - > m = 2, có bước sóng xác định:

42 hc

E E

   =>





0, 486 m



màu lam

+Vạch thứ có màu chàm ứng mức lượng n= -> m = 2, có bước sóng xác định:

5 52

hc

E E

   =>



0, 434 m



màu chàm

+Vạch thứ có màu tím ứng mức lượng n= > m = 2, có bước sóng xác định:

62 hc

E E

   =>





0, 410 m



màu tím

b.Hoặc dùng cơng thức : 2

1 1

2 H R n  � �  �  �

� � => 2 1 ( ) H R n  

(dãy Balmer ứng với m =2) +Vạch thứ có bước sóng lớn màu đỏ ứng với mức lượng n =3 > m = 2, xác định:

32 2

1 1

2 H

R

  ��  �� =>

7 32 2 6,5611.10 0,656 1 ( ) H m m R       

=



( màu đỏ)

màu lam

42 2

1 1

2 H R  � �  �  �

� � =>

7 42

2

4,8600936.10 0, 486 1 ( ) H m m R       

=



màu lam

màu chàm

2 52

1 1

2 H R  � �  �  � � � => 52 2

4,33936.10 0, 434 1 ( ) H m m R       

=



màuchàm

màu tím

62 2

1 1

2 H

R

  ��  �� =>

7 62

2

4,1007.10 0, 410 1 ( ) H m m R       

=



màu tím

2

1 1

2 H R � � �  �  � � � � =>

7

2

1

3, 645068.10 0,3645

1 ( ) H m m R    �    

(6)

Hay 2 hc

E E

 �

�

 

=>





0, 365 m



Vậy, Các xạ dãy Balmer có phần nằm vùng tử ngoại phần nằm vùng ánh sáng nhìn thấy Phần nhìn thấy có vạch là:

Đỏ: H ( = 0,656m); lam: H ( = 0,486m); chàm: H (  = 0,434m); tím: H (  = 0,410m)

Ví dụ bước sóng dãy Paschen ( Hồng ngoại)

Các xạ dãy

Paschen

thang sóng i n t

đ ệ ừ

Ta biết: mẫu nguyên tử Bor thì:

0

2

13,6 ( ) n

E

E eV

n n

  

với n = 1,2,3,4 xạ thuộc dãy Paschen ứng với trường hợp nguyên tử từ mức cao trở mức +Vạch có bước sóng lớn ứng với mức lượng n = > m =

theo Anh xtanh :

4 43

43

0,83

hc

E E





m



+Vạch cuối có bước sóng ngắn ứng với mức lượng n = > m =

theo Anh xtanh :

3

0,73

hc

E E





m



�

   

Vậy bước sóng thuộc dãy Paschen nằm khoảng 0,73m <  < 0,83m nên thuộc vùng hồng ngoại

3.Các dạng tập:

DẠNG 1: Tìm lượng photon, tần số hay bước sóng:

HD Giải : Áp dụng công thức

hc hf e

l

= =

Hay Ecao  Ethâp hf để suy đại lượng chưa

biết

Ví dụ 1 : Chiếu chùm sáng đơn sắc có bước sóng 0,72  Tìm tần số lượngm photon?

HD Giải : Áp dụng công thức f=c/

hc hf e

l

= =

Ví dụ 2 : Êlectron nguyên tử hiđrô chuyển từ mức lượng thứ mức lượng thứ Tính lượng phơtơn phát tần số phơtơn Cho biết lượng

nguyên tử hiđro mức lượng thứ n En =

-13 ,6

n2 (eV ) Hằng số Plăng h = 6,625.10-34

(J.s)

HD Giải : Năng lượng phôtôn phát :

ΔE=E3−E1=−13 , 6

(

1

12

)

(7)

Tần số dao động phôtôn : f =

ΔE

h ≈2,92.10

15(Hz )

DẠNG 2: Xác định bước sóng ánh sáng (hay tần số) mà phơton phát trình nguyên tử chuyển từ quỹ đạo có lượng cao quỹ đạo có mức lượng thấp hơn.

Hướng dẫn: - Khi chuyển từ mức lượng cao mức thấp nguyên tử phát phơton có

năng lượng:

nm nm n m hc

hf E E

e

l

= = =

-(En>Em) (10) từ suy được: Bước sóng hay tần

số

- Lưu ý: thường ta nên vẽ biểu đồ mức lượng để giải dễ nhận biết

Ví dụ 1 : Nguyên tử Hydro bị kích thích chuyển lên quỹ đạo có lượng cao Sau chuyển từ quỹ đạo có lượng E3 E1 phát ánh sáng đơn sắc có tần số f31=4200Hz Khi chuyển từ E3

về E2 phát ánh sáng đơn sắc có tần số f32= 3200Hz Tìm tần số ánh sáng chuyển từ

mức lượng E2 E1?

HD Giải : Vận dụng công thức nm nm n m

hc

hf E E

e

l

= = =

-(Em>En) (10) ta có:

E3-E1=(E3-E2)+(E2-E1) ⇔ hf31=hf32+hf21 ⇔ f31=f32+f21 Suy ra:f21=f31-f32

Mở rộng: Nếu tìm bước sóng ta có:

1

λ31=

1

λ32+

1

λ21 từ suy bước

sóng cần tìm

Ví dụ 2: Trong quang phổ hiđrơ, bước sóng λ (μm) vạch quang phổ sau: Vạch thứ dãy Lai-man λ21 =0,1216 μm; Vạch Hα dãy Ban-me λHα = 0,6563μm.Vạch đầu

dãy Pa-sen λ43 =1,8751μm

Tính bước sóng hai vạch quang phổ thứ hai, thứ ba dãy Lai-man vạch Hβ

HD Giải: Áp dụng công thức

1

λmn=

Em−En

hc với m > n

Dãy Lai-man :

λ31=

E3−E1

hc =

E3−E2

hc +

E2−E1

hc =

1

λ32+

1

λ21 suy λ 31 =

0,1026 (μm)

1

λ42=

1

λ43+

1

λ32 suy λ

42 = 0,4861 (μm)

Ví dụ 3 : Khi kích thích nguyên tử hiđro trạnh thái bản, bán kính quỹ đạo dừng êlectron tăng lên lần Tính bước sóng xạ mà nguyên tử hiđro phát ra, biết

năng lượng trạng thái dừng nguyên tử hiđrô En =

−13,6

n2 (eV )

với n = 1;2;… Cho : h = 6,625.10-34 (J.s) ; c = 3.108 (m/s).

HD Giải: Nguyên tử hiđro trạng thái kích thích, êlectron trạng thái dừng ứng với n2 = => n

=

Sau electron trở lớp phát xạ có bước sóng λ31 ; λ32 ; λ21 hình

 Dãy Lai-man L M

K

λ3

λ

31 λ 21

(8)

λ31=

E3−E1 hc

⇒λ31=0, 103(μm )

λ21=

E2−E1 hc

⇒λ21=0, 121(μm)

 Dãy Ban-me

1

λ32=

E3−E2

hc ⇒λ32=0, 657( μm)

Ví dụ 4 : Cho biết lượng cần thiết tối thiểu để bứt điện tử khỏi nguyên tử hiđrô từ trạng thái 13,6eV Cho biết số Planck h = 6,625.10-34(J.s), c = 3.108(m/s) Bước sóng

ngắn vạch quang phổ dãy Pasen

A λP min = 0,622 μ m. B λP min = 0,822 μ m. C λPmin = 0,730 μ m. D λPmin = 0,922 μ m.

Giải:

Theo đề cho ta có cơng thức :

0

2

13,6 ( ) n

E

E eV

n n

  

+Vạch có bước sóng ngắn ứng với mức lượng: n = > = theo Anh xtanh :

19

3

13,6.1, 6.10

0 2, 72.10 ( )

2

hc

E E J





 �

�



    

=>

6

3 19

0,73.10 , : 0,73

2,72.10

h c

m Hay m





�    � 

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.

Giải: lực culong đóng vai trị lực hướng tâm nên ta có:

2

e v

k m hay

r  r

2

,

e e

v k v k

mr mr

 

2

16 16

v r

r r

v  r 

� �

mà bán kính Bo rn n r2 0vậy n= ứng với quỹ đạo N chuyển

quỹ đạo K (N K)

4.Bài tập có lời giải hướng dẫn:

L

K: n=1 E1 =

Hình vẽ

(9)

Bài Bước sóng vạch quang phổ dãy Laiman 0 = 122 nm, hai vạch

H H dãy Banme 1 = 656nm 2 = 486 nm Hãy tính bước sóng vạch

quang phổ thứ hai dãy Laiman vạch dãy Pasen

HD Giải:

hc λ31 = E

3 - E1 = E3 - E2 + E2 - E1 = hc

λ1 +0 hc

 31 =

λ0λ1

λ0+λ1 = 103 nm;

hc λ43 = E

4 - E3 = E4 - E2 + E2 - E3 = hc

λ2 - hc

λ1   43 =

λ1λ2

λ1−λ2 = 1875 nm.

Bài Trong quang phổ vạch ngun tử hiđrơ, vạch ứng với bước sóng dài dãy

Laiman 1 = 0,1216 m vạch ứng với chuyển electron từ quỹ đạo M quỹ

đạo K có bước sóng 2 = 0,1026 m Hãy tính bước sóng dài 3 dãy Banme

HD Giải:

hc λ3 = E

M - EL = EM - EK + EK - EL = hc

λ2 - hc

λ1   =

λ1λ2

λ1−λ2 = 0,6566 m.

Bài Các mức lượng nguyên tử hiđrô trạng thái dừng cho công thức: En

= -13,6

n2 eV với n số nguyên; n = ứng với mức K; n = 2, 3, 4, …ứng với mức

kích thích L, M, N,…

a) Tính Jun lượng iơn hố ngun tử hiđrơ b) Tính mét bước sóng vạch đỏ H dãy Banme

HD Giải:

a) Để ion hóa nguyên tử hiđrơ ta phải cung cấp cho lượng để electron nhảy từ quỹ đạo K (n = 1) khỏi mối liên kết với hạt nhân (n = ) Do E = E - E1 = -

(-13,6.1,6.10−19

12 ) = 21,76.10-19 J.

b) Ta có:

hc λ32 = E

3 – E2 = -

13,6.1,6.10−19 32 -

(-13,6.1,6.10−19

22 )  32 =

36hc

5.13,6.1,6.10−19

= 0.658.10-6 m.

Bài Khi êlectron quỹ đạo dừng thứ n lượng ngun tử hiđrơ tính theo cơng

thức En = -

13,6

n2 (eV) (n = 1, 2, 3,…) Tính bước sóng xạ nguyên tử hiđrô

phát êlectron nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo dừng n = sang quỹ đạo dừng n =

HD Giải: E3 = -

13,6

32 eV = - 1,511 eV; E2 = - 13,6

22 eV = - 3,400 eV;

E3 - E2 = hc

λ32   32 =

hc

E3−E2 = 6,576.10-7 m = 0,6576 m.

Bài Năng lượng trạng thái dừng nguyên tử hiđrô EK = -13,60 eV; EL =

-3,40 eV; EM = -1,51 eV; EN = -0,85 eV; EO = -0,54 eV Hãy tìm bước sóng xạ tử

(10)

HD Giải: LK = hc

EL−EK = 0,1218.10-6m;  MK =

hc

EM−EK = 0,1027.10-6m;

NK = hc

EN−EK = 0,0974.10-6m;  OK =

hc

EO−EK = 0,0951.10-6m.

Bài Biết bước sóng hai vạch dãy Laiman nguyên tử hiđrô L1 = 0,122

m L2 = 103,3 nm Biết mức lượng trạng thái kích thích thứ hai -1,51 eV

Tìm bước sóng vạch H quang phổ nhìn thấy nguyên tử hiđrô, mức lượng

trạng thái trạng thái kích thích thứ

HD Giải:

hc λα = E

M - EL = EM - EK - (EL - EK) = hc λL2 -

hc

λL1    =

λL 1λL2

λL1−λL2 = 0,6739

m

hc λL2 = E

M – EK  EK = - EM - hc

λL2 = - 13,54 eV; E

L = EK + hc

λL1 = - 3,36 eV.

Bài Chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,30 m vào chất thấy chất phát ánh sáng có bước sóng 0,50 m Cho công suất chùm sáng phát quang 0,01 cơng suất chùm sáng kích thích Hãy tính tỉ số số phơtơn ánh sáng phát quang số phơtơn ánh sáng kích thích phát khoảng thời gian

HD Giải: n =

W ε =

W hc λ

=Wλ

hc

; n’ =

W ' ε' =

W ' hc λ '

=W ' λ'

hc

;  H =

n' n=

W ' λ' Wλ =

0,01Wλ'

Wλ =

0,017 = 1,7 %

Bài 8: Trong nguyên tử hidro e nhảy từ quỹ đạo N L phát xạ λ1, từ quỹ đạo O M phát λ2 Tìm tỷ số λ1/ λ2

HD Giải: Năng lượng nguyên tử hydro có dạng: n

hc 13 eV E

n ,   



Khi e nhảy từ N L tức quỹ đạo quỹ đạo 2,năng lượng là:

4

hc

E E

  

Hay: N L 2

hc 13 13 51

E E eV

20

4

 

    



, , . ( )

Khi e nhảy từ O M tức quỹ đạo quỹ đạo 3,năng lượng là:

5

hc

E E

  

Hay: O M 2

hc 13 13 1088

E E eV

1125

5

 

    



, , ( )

Lấy (2) chia (1) ta có: 6751=2562=>

1

256 675

  

(11)

A 0,122µm B 0,0911µm C 0,0656µm D 0,5672µm

HD Giải: 1

h c

E E

 �

�  

= 2

13,6( ) 13,6( ) 13,6

( ) ( ( ) 13,6

1

eV eV

      

�

=>

13,

h c e

� 

=9,11648.10-8m = 0,091165m Chọn B

Bài 10: Biết bước sóng với vạch dãy Laiman là: 210,122 m vạch cuối của

dãy banme �2 0,365 m Tìm lượng ion hóa nguyên tử hidro.

HD Giải: Với vạch dãy laiman ta có: 21

L K

hc

E E

  

(1)

Với vạch cuối dãy banme ta có:

L hc

E E

 �

�

 

(2) Năng lượng ion hóa nguyên tử hidro: E = E - EK

Từ (1) (2) ta có 21

hc

E







Thay số đổi đơn vị ta có kết E = 13,6eV

Bài 11: Mức lượng trạng thái dừng nguyên tử hiđrô En = -13,6/n2 (eV); với n = 1, 2, Một electron 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 electron sau va chạm

A 2,4 eV. B 1,2 eV. C 10,2 eV. D 3,2 eV.

HD giải: Năng lượng mà nguyên tử hiđro nhận: W = W2 – W1 = - 13,6/4 (eV) – (- 13,6) (eV) = 10,2 (eV)

Động electron sau va chạm : Wđ = 12,6 (eV) – 10,2 (eV) = 2,4 (eV) Chọn A

Bài 12: Kích thích cho nguyên tử hidro chuyển từ trạng thái lên trạng thái kích thích cho bán kính quỹ đạo dừng tăng 25 lần Trong quang phổ phát xạ nguyên tử hidro sau đó, tỉ số bước

sóng dài bước sóng ngắn là: A

128 B

128

9 . C.

128 16 D

64 .

HD giải: Nguyên tử hidro chuyển từ trạng thái lên trạng thái kích thích cho bán kính quỹ đạo dừng tăng 25 lần (tức chuyển lên trạng thái n=5 - Trạng thái 0)

Bước sóng dài

λ54= hc

E5−E4 (năng lượng bé – chuyển từ trạng thái sang trạng thái 4)

Bước sóng ngắn

λ51= hc

E5−E1 (năng lượng lớn – chuyển từ trạng thái sang trạng thái 1)

Vậy

2

54 51

2

13,6 13,

384 128

5

13,6 13,

5

E E

 

 



   

(12)

Bài 13: Cho mức lượng nguyên tử hirdo xác định công thức

0 n

E E

n 

(

0 13,6 , 1, 2,3,

E   eV n ) Để xạ tối thiểu photon Nguyên 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

HD Giải: Để xạ tối thiểu photon nguyên tử

Hiđro phải hấp thụ photon để chuyểnlên quỹ đạo từ N trở lên tức n ≥4 Năng lượng photon hấp thụ

 ≥ E4 – E1 = E0(

1 42−

1 12

) = -13,6.(-15/16) eV=12,75eV Chọn : A

Bài 14: Theo mẫu nguyên tử Bo nguyên tử hiđrơ, bán kính quỹ đạo dừng electron

trên quỹ đạo rn = n2ro, với ro=0,53.10-10m; n=1,2,3, 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

9 v

B 3v C

v

D

v

HD Giải: Khi e chuyển động quỹ đạo lực tĩnh điện Culơng đóng vai trò lực

hướng tâm

k|q1q2| r2 =

mv2 r ↔ k

|e2|

r =mv

2↔ v=

√

ke2

mr

e|

√

k m n2r0=

|e| n

√

k m r0

Ở quỹ đạo K n=1 nên

v ==

|

e|

1

√

k

m.r

v ' ==

|

e|

9

√

k

m.r

v'

v =

1 9→v'=

v

9

Bài 15: Trong nguyên tử hiđrô, electron chuyển động quĩ đạo dừng có bán kính rn=r0.n2 (với r0=0,53A0 n=1,2,3….) Tốc độ electron quĩ đạo dùng thứ hai là:

A.2,18.106 m/s B.2,18.105m/s C.1,98.106m/s D.1,09.106 m/s

Giải:

 

2

1 13,6

1, 09.10

2mv  eV �v m/s

Bài 16: Mức lượng ng tử Hyđrơ có biểu thức En = – 13,6/n2 (eV) Khi kích thích ng 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 ng tử hidro phát là:

A 1,46.10–6m B 9,74.10–8m C 4,87.10–7m D 1,22.10–7m

Giải: rm = m2r0; rn = n2r0 ( với r0 bán kính Bo) rn

rm = n

m2

= 4=> n = 2m=> En – Em = - 13,6 (

1

n2

-1

m2

) eV = 2,55 eV

N: n =4 M: n =

L: n =2

(13)

=> - 13,6 (

1 4 m2

-

1

m2

) eV = 2,55 eV=>

3 4 m2

13,6 = 2,55=> m = 2; n =

bước sóng nhỏ ng tử hidro phát ra: hc

λ = E4 – E1 = -13,6.(

1

n2 - 1) eV = 13,6

15 16

,1,6.10-19 = 20,4 10-19 (J)

=>  = hc E4−E1 =

6,625 10−343.108

20 ,4.10−19 = 0,974.10-7m = 9,74.10-8m Chọn đáp án B

5 Luyện tập trắc nghiệm:

Câu 1: 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 4

Câu : Trong nguyên tử hiđrô, êlectrôn từ quỹ đạo L chuyển quỹ đạo K có lượng EK = –13,6eV. Bước sóng xạ phát =0,1218m Mức lượng ứng với quỹ đạo L :

A 3,2eV B –3,4eV * С –4,1eV D –5,6eV

Câu : 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 tử H chuyển sang quỹ đạo :

A M * B L C O D N

Câu 4: Cho: 1eV = 1,6.10-19J ; h = 6,625.10-34Js ; c = 3.108m/s Khi êlectrôn (êlectron) nguyên tử hiđrô chuyển từ quĩ đạo dừng có lượng Em = - 0,85eV sang quĩ đạo dừng có lượng E = - 13,60eV ngun tử phát xạ điện từ có bước sóng

A 0,0974 μm.* B 0,4340 μm C 0,4860 μm D 0,6563 μm

Câu : Trong nguyên tử hiđrô, bán kính Bo ro = 5,3.10-11m Bán kính quỹ đạo dừng N

A 47,7.10-11m B 84,8.10-11m.* C 21,2.10-11m D 132,5.10-11m. HD: Quỹ đạo dừng N ứng với n = => r = n2r

0 = 16.5,3.10-11 = 8,48.10-10m.= 84,8.10-11m.*

Câu 6: Cho bán kính quỹ đạo Bo thứ 0,53.10-10 m Bán kính quỹ đạo Bo thứ năm là:

A 2,65 10-10 m B 0,106 10-10 m C 10,25 10-10 m D 13,25 10-10 m Câu : Biết số Plăng h = 6,625.10-34J.s độ lớn điện tích nguyên tố 1,6.10-19C Khi nguyên tử hiđrô chuyển từ trạng thái dừng có lượng -1,514 eV sang trang thái dừng có lượng -3,407 eV nguyên tử phát xạ có tần số

A. 2,571.1013 Hz. B 4,572.1014Hz.* C. 3,879.1014Hz. D. 6,542.1012Hz.

Câu 8: Cho: 1eV = 1,6.10-19 J; h = 6,625.10-34 J.s; c = 3.108 m/s Khi êlectrôn (êlectron) nguyên tử hiđrô chuyển từ quĩ đạo dừng có lượng -0,85 eV sang quĩ đạo dừng có lượng -13,60 eV ngun tử phát xạ điện từ có bước sóng

A. 0,4340 m B. 0,4860 m C 0,0974 m * D. 0,6563 m

Câu 9.,Một nguyên tử hiđrô chuyển từ trạng thái dừng có lượng EM = -1,5eV sang trạng

thái lượng EL = -3,4ev Bước sóng xạ phát là:

A 0,434m B 0,486m C 0,564 D 0,654m*

Câu 10 Bước sóng dài dãy Banme 0,6560 μm Bước sóng dài dãy Laiman là 0,1220 μm Bước sóng dài thứ hai dãy Laiman

A 0,0528 μm B 0,1029 μm* C 0,1112 μm D 0,1211 μm

Câu 11 Cho bước sóng vạch quang phổ nguyên tử Hyđro dãy Banme vạch đỏ

0,6563

H  m, vạch lam H 0, 4860m, vạch chàm H 0, 4340m, vạch tím

0, 4102

(14)

A 43 53 63

1,8729 1, 093 1, 2813

m m

m

 

 � �  � � 

� B

43 53 63

1,8729 1, 2813 1, 093

m m m

 

 � �  � � 

� C

43 53 63

1,7829 1,8213 1,093

m m m

 

 � �  � � 

� D.

43 53 63

1,8729 1, 2813 1,903

m m m

 

 � �  � �  �

Câu 12: Trong quang phổ vạch hiđrô bước sóng dài dãy Laiman 1215A0 , bước sóng ngắn trongdãy Ban-me 3650A0 Tìm lượng ion hoá nguyên tử hiđro electron trên quỹ đạo có lương thấp : ( cho h= 6,625.10-34Js ; c= 3.108m/s ; 1A0=10-10 m)

A 13,6(ev) B -13,6(ev) C 13,1(ev) D -13,1(ev)

Câu 13..Biết mức lượng ứng với quĩ đạo dừng n nguyên tử hiđrô : En = -13,6/n2 (eV);

n = 1,2,3, Electron nguyên tử hiđrơ trạng thái kích thích chuyển lên trạng thái có bán kính quĩ đạo tăng lên lần Khi chuyển dời mức ngun tử phát xạ có lượng lớn

A 13,6 eV B 12,1 eV C 10,2 eV D 4,5 eV

Câu 14 Mức lượng quỹ đạo dừng ngun tử hiđrơ từ ngồi

E1 = - 13,6 eV; E2 = - 3,4 eV; E3 = - 1,5 eV; E4 = - 0,85 eV Nguyên tử trạng thái có khả

năng 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 15 Trong nguyên tử hiđrô mức lượng ứng với quỹ đạo dừng thứ n cho bởi: En =

- 13,6 eVn2 Năng lượng ứng với vạch phổ H là:

A 2,55 eV B 13,6 eV C 3,4 eV D 1,9 eV

Câu 16: Bước sóng ứng với bốn vạch quang phổ Hyđro vạch tím:

0,4102μm

0,4340 μm

0,4861μm

0,6563μm

êlectron nguyên tử Hyđro từ quỹ đạo M, N, O P quỹ đạo L Hỏi vạch lam ứng với chuyển ?

A Sự chuyển M →L B Sự chuyển N�L C Sự chuyển O→ L D Sự chuyển P→ L

Câu 17 Cho h = 6,625.10-34J.s ; c = 3.108 m/s Mức lượng quỹ đạo dừng của

nguyên tử hiđrô từ – 13,6 eV; - 3,4 eV; - 1,5 eV … với: En =

13,6 eV2

n ; n = 1, 2, …

Khi electron chuyển từ mức lượng ứng với n = n = phát xạ có tần số: A 2,9.1014 Hz B 2,9.1015 Hz C 2,9.1016 Hz D 2,9.1017 Hz

Câu 18: Biết vạch thứ hai dãy Lyman quang phổ nguyên tử hiđrô có bước sóng 102,6nm 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 83,2nm B 0,8321m C 1,2818m D 752,3nm

Câu 19 Bước sóng dài dãy Banme 0,6560m Bước sóng dài dãy Laiman

là 0,1220m Bước sóng dài thứ hai dãy Laiman

(15)

Câu 20 Bước sóng vạch quang phổ thứ dãy Laiman 1220 nm, bước sóng vạch quang phổ thứ thứ hai dãy Banme 0,656m 0,4860m Bước sóng vạch thứ ba dãy Laiman

A 0,0224m B 0,4324m C 0,0975m D 0,3672m

* Sử dụng kiện sau:Trong nguyên tử hiđrô, giá trị cá mức nượng ứng với quỹ đạo K, L, M, N, O -13,6 eV; -3,4 eV; -1,51 eV; -0,85 eV; -0,54 eV Trả lời câu 21; 22:

Câu 21: nguyên tử có mức lượng mức đây? Chọn kết kết sau:

A E = -2,42.10-20J B E = -2,42.10-19J C E = -2,40.10-19J D E = 2,42.10 -19J

Câu 22: nguyên tử hiđrơ phát xạ có bước sóng chân khơng bước sóng đây? Chọn kết kết sau:

A  = 102,7m B  = 102,7 pm C  = 102,7 nm D  = 102,7 m

Câu 23: Cho biết bước sóng dài dãy Laiman , Banme pasen quang phổ phát xạ nguyên tử hyđrô 1 ,2,3 Có thể tìm bước sóng xạ khác A/ B/ C/ D/5

Câu 24: Khi electron quĩ đạo dừng thứ n lượng ngun tử Hydro tính theo công thức En=−13 ,6

n2

eV (n = 1, 2, 3, ) Khi electron nguyên tử Hydro chuyển từ quĩ đạo dừng thứ n = sang quĩ đạo dừng n = nguyên tử Hydro phát photon ứng với xạ có bước sóng bằng:

A 0,4350 m B 0,4861 m C 0,6576 m D 0,4102 m

Câu 25: Tần số lớn bước sóng nhỏ dãy Laiman là:

A

0 max

0

E h

f ;

hc E

  

B

0 max

0

E h

f ;

h E

  

C

0 max

0

E hc

f ;

h E

  

D

0 max

0

E hc

f ;

hc E

  

Câu 26: Tần số lớn bước sóng nhỏ dãy Banme là:

A

0

max

0

E 4h

f ;

4hc E

  

B

0 max

0

E 4hc

f ;

4h E

  

C

0 max

0

E 4h

f ;

4h E

  

D

0

max

0

E 4hc

f ;

4hc E

  

Câu 27 Tần số lớn bước sóng nhỏ dãy Pasen là:

A

0 max

0

E 9hc

f ;

9h E

  

B

0

max

0

E 9h

f ;

9hc E

  

C

0 max

0

E 9hc

f ;

9hc E

  

D

0 max

0

E 9h

f ;

9h E