Trong quang phổ vạch của nguyên tử hiđrô, ta chỉ xét ba dãy chính sau đây: Dãy Lai-man: được tạo thành khi êlectron chuyển từ các quỹ đạo dừng bên ngoài về quỹ đạo K và tất cả các vạ[r]
(1)Bài 33- MẪU NGUYÊN TỬ BO I- MƠ HÌNH HÀNH TINH NGUN TỬ
Năm 1911, dựa vào kết thí nghiệm dùng hạt α bắn phá kim loại mỏng, nhà Vật lí người Anh Rơ-dơ-pho xây dựng mẫu nguyên tử, gọi mẫu nguyên tử hành tinh, có nội dung sau: Ở tâm nguyên tử có hạt nhân mang điện dương, xung quanh hạt nhân có êlectron mang điện âm chuyển động giống hành tinh chuyển động quanh Mặt Trời Tuy nhiên mẫu khơng giải thích tính bền vững nguyên tử xuất quang phổ vạch nguyên tử
Năm 1913, Bo vận dụng thuyết lượng tử ánh sáng vào hệ thông nguyên tử đề mẫu nguyên tử gọi mẫu nguyên tử Bo Mẫu giải thích tạo thành quang phổ vạch nguyên tử, đặc biệt nguyên tử hiđrô
Trong mẫu này, Bo giữ mơ hình hành tinh nguyên tử Rơ-dơ-pho, ông cho hệ thống nguyên tử bị chi phối quy luật đặc biệt có tính lượng tử mà ơng đề dạng hai giả thuyết Người ta gọi chúng hai tiên đề Bo cấu tạo nguyên tử
II- CÁC TIÊN ĐỀ CỦA BO VỀ CẤU TẠO NGUYÊN TỬ 1 Tiên đề trạng thái dừng (Tiên đề thứ nhất)
Nguyên tử tồn số trạng thái có lượng xác định, gọi trạng thái dừng Khi trạng thái dừng ngun tử khơng xạ
Trong trạng thái dừng nguyên tử, êlectron chuyển động quanh hạt nhân quỹ đạo có bán kính hồn tồn xác định gọi quỹ đạo dừng
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 sống trung bình ngun tử trạng thái kích thích ngắn (chỉ vào cỡ
10 s) Sau nguyên tử chuyển trạng thái dừng có lượng
thấp hơn, cuối trạng thái
Đối với ngun tử hiđrơ, bán kính quỹ đạo dừng tăng tỉ lệ với bình phương số nguyên liên tiếp:
rn = n2r0
với n số nguyên r0 = 5,3.10–11 m (gọi bán kính Bo, bán kính quỹ đạo
êlectron ứng với trạng thái nguyên tử)
Người ta đặt tên cho quỹ đạo dừng electron ứng với n khác sau:
n … ∞
Tên quỹ đạo K L M N O P …
(2)2 Tiên đề xạ hấp thụ lượng nguyên tử (tiên đề thứ hai) Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có lượng En sang trạng thái có năng lượng Em nhỏ ngun tử phát phơtơn có lượng hiệu En – Em :
En – Em = hf
Ngược lại, nguyên tử trạng thái dừng có lượng Em mà hấp thụ được phơtơn có lượng hf hiệu En – Em chuyển sang trạng thái dừng có lượng En lớn
Tiên đề cho thấy: Nếu chất hấp thụ ánh sáng có bước sóng phát ánh sáng có bước sóng
III- QUANG PHỔ PHÁT XẠ VÀ HẤP THỤ CỦA NGUYÊN TỬ HIĐRÔ
Mẫu nguyên tử Bo giải thích cấu trúc quang phổ vạch hiđrơ định tính lẫn định lượng
Khi nhận lượng kích thích, nguyên tử hiđro chuyển từ trạng thái E1
lên trạng thái kích thích khác nhau, tức electron chuyển từ quỹ đạo dừng K (gần hạt nhân nhất) quỹ đạo dừng phía ngồi Khi chuyển trạng thái bản, nguyên tử hiđrô phát phơtơn (các xạ) có tần số khác Vì quang phổ nguyên tử hiđrơ quang phổ vạch
Trong ống phóng điện, dù nhỏ, có hàng tỉ tỉ nguyên tử khí; số ngun tử phát vạch quang phổ này, số khác lại phát vạch khác Nhờ lúc, ta thu nhiều dãy vạch, dãy lại có nhiều vạch
f
H HHH Vùng
hồng ngoại
Vùng nhìn thấy
Vùng tử ngoại
n
E
m
E
mn
(3)Nếu biểu diễn mức lượng ứng với quỹ đạo dừng vạch nằm ngang nội dung lý thuyết Bo chế tạo dãy quang phổ minh họa sơ đồ sau:
Theo tiên đề xạ hấp thụ lượng nguyên tử Bo, nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có mức lượng cao En trạng thái dừng có mức lượng thấp
Em (với En – Em) phát xạ (phơtơn) có tần số fnm, ứng với bước sóng λnm Nếu biết trước
năng lượng En Em từ cơng thức
n m nm
nm
hc
E E hf tính giá trị fnm λnm
* Dãy Lai-man: Dãy tạo thành êlectron chuyển từ quỹ đạo dừng bên quỹ đạo K (tất vạch phổ dãy nằm vùng tử ngoại)
* Dãy Ba-me: Dãy tạo thành êlectron chuyển từ quỹ đạo dừng bên quỹ đạo L (trong dãy có bốn vạch phổ màu đỏ, lam, chàm, tím nằm vùng ánh sáng nhìn thấy vạch phổ cịn lại nằm vùng tử ngoại)
* Dãy Pa-sen: Dãy tạo thành êlectron chuyển từ quỹ đạo dừng bên quỹ đạo M (tất vạch phổ dãy nằm vùng hồng ngoại)
Ngồi ra, cịn nhiều dãy phổ khác dãy Brakett (được tạo thành êlectron chuyển từ quỹ đạo dừng bên quỹ đạo N, tất vạch phổ dãy nằm vùng hồng ngoại), dãy Phudo (được tạo thành electron chuyển từ quỹ đạo dừng bên
n
E E0
0
1
E
2
E
3
E
4
E5 E
• • •
• n
6 n
6
E
5 n
4 n
3 n
2 n
1 n
• • • • •
L
K M N O P
1
r r2
r
4
r
5
r
6
r
HH H H
(4)PHÂN LOẠI BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI
Chủ đề 1: Xác định bán kính nguyên tử (tiên đề thứ nhất)
Đối với ngun tử hiđrơ, bán kính quỹ đạo dừng tăng tỉ lệ với bình phương số nguyên liên tiếp:
rn = n2r0
với n số nguyên r0 = 5,3.10–11 m (gọi bán kính Bo, bán kính quỹ đạo
êlectron ứng với trạng thái nguyên tử)
Người ta đặt tên cho quỹ đạo dừng electron ứng với n khác sau:
n … ∞
Tên quỹ đạo K L M N O P …
Bán kính quỹ đạo r0 4r0 9r0 16r0 25r0 36r0 … ∞ b
CÂU HỎI RÈN LUYỆN
Câu (THPT QG – 2017) Xét nguyên tử hiđrô theo mẫu nguyên tử Bo Gọi r0 bán kính Bo
Bán kính quỹ đạo dừng L có giá trị
A 3r0 B 2r0 C 4r0 D 9r0
Câu (TN – 2012) Theo mẫu ngun tử Bo, ngun tử hiđrơ, bán kính quỹ đạo dừng êlectron quỹ đạo K r0 Bán kính quỹ đạo dừng êlectron quỹ đạo N
A 4r0 B 16r0 C 25r0 D 9r0
Câu (ĐH, CĐ – 2008) Trong nguyên tử hiđrô, cho bán kính Bo r0 = 5,3.10–11 m Bán kính
quỹ đạo dừng N
A 132,5.10–11 m B 47,7.10–11 m C 84,8.10–11 m D 21,2.10–11 m
Câu (ĐH – 2013) Biết bán kính Bo r0 = 5,3.10–11 m Bán kính quỹ đạo dừng M
nguyên tử hiđro
A 84,8.10–11 m B 21,2.10–11 m C 132,5.10–11 m D 47,7.10–11 m
Câu (ĐH – 2013) Trong nguyên tử hiđro, tỉ số bán kính quỹ đạo dừng N bán kính quỹ đạo dừng P
A
3 B
3
2 C
4
9 D
9
(5)Câu (TN – 2013) Theo mẫu nguyên tử Bo, nguyên tử hiđrô trạng thái bản, êlectron nguyên tử chuyển động quỹ đạo dừng có bán kính r0 Khi ngun tử
hấp thụ phơtơn có lượng thích hợp êlectron chuyển lên quỹ đạo dừng có bán kính
A 11r0 B 10r0 C 12r0 D 9r0
Câu (TN – 2011) Trong nguyên tử hiđrô, với r0 bán kính Bo bán kính quỹ đạo dừng
của êlectron
A 12r0 B 16r0 C 25r0 D 9r0
Câu (ĐH – 2011) Trong nguyên tử hiđrô, bán kính Bo r0 = 5,3.10–11 m Ở trạng thái kích
thích ngun tử hiđrơ, êlectron chuyển động quỹ đạo dừng có bán kính r = 2,12.10–10 m
Quỹ đạo có tên gọi quỹ đạo dừng
A M B N C O D L
Câu (ĐH – 2010) Theo mẫu nguyên tử Bo, bán kính quỹ đạo K êlectron nguyên tử hiđrô r0 Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo N quỹ đạo L bán kính quỹ đạo giảm bớt
A 12r0 B 4r0 C 9r0 D 16r0
Câu 10 (CĐ – 2014) Theo mẫu nguyên tử Bo, ngun tử hiđrơ, bán kính quỹ đạo dừng K r0 Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo dừng N quỹ đạo dừng L bán kính quỹ đạo giảm
A 3r0 B 2r0 C 12r0 D 4r0
Câu 11 Theo mẫu ngun tử Bo, ngun tử hiđrơ, bán kính quỹ đạo dừng K r0 Khi
êlectron chuyển từ quỹ đạo dừng L lên quỹ đạo dừng O bán kính quỹ đạo tăng A 11r0 B 2r0 C 12r0 D 16r0
Câu 12 (Thử nghiệm – THPT QG – 2017) Xét nguyên tử hiđrô theo mẫu nguyên tử Bo, quỹ đạo dừng êlectron có hai quỹ đạo có bán kính rm rn Biết rm rn 36r , r0
là bán kính Bo Giá trị rm gần với giá trị sau ?
A 98r0 B 87r0 C 50r0 D 65r0
(6)Chủ đề 2: Xác định lượng, bước sóng phơtơn mà êlectron nguyên tử hiđrô hấp thụ hay phát xạ (tiên đề thứ hai)
Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có lượng En sang trạng thái có năng lượng Em nhỏ ngun tử phát phơtơn có lượng hiệu En – Em :
nm n m nm
nm
hc
E E hf
Ngược lại, nguyên tử trạng thái dừng có lượng Em mà hấp thụ được phơtơn có lượng hf hiệu En – Em chuyển sang trạng thái dừng có lượng En lớn
Thông thường, nguyên tử hiđrô lượng êlectron quỹ đạo dừng thứ n cho công thức E =n 13,62
n (eV)
Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái có mức lượng En trạng thái có mức lượng
Ei phát xạ (phơtơn) có bước sóng λni tần số fni; chuyển từ trạng thái có
mức lượng Ei trạng thái có mức lượng Em phát xạ (phơtơn) có bước
sóng λim tần số fim ; cịn chuyển từ trạng thái có mức lượng En trạng thái
có mức lượng Em phát xạ (phơtơn) có bước sóng λnm tần số fnm
nm ni im
1 1
fnm fni f (với m < i < n) im
Trong quang phổ vạch nguyên tử hiđrô, ta xét ba dãy sau đây: Dãy Lai-man: tạo thành êlectron chuyển từ quỹ đạo dừng bên quỹ đạo K tất vạch phổ dãy nằm vùng tử ngoại Dãy Ban-me: tạo thành êlectron chuyển từ quỹ đạo dừng bên quỹ đạo L; dãy có bốn vạch phổ màu đỏ (vạch Hα), màu lam (vạch Hβ), màu chàm (vạch Hγ), màu tím (vạch Hδ) nằm
vùng ánh sáng nhìn thấy vạch phổ cịn lại nằm vùng tử ngoại Dãy Pa-sen: tạo thành êlectron chuyển từ quỹ đạo dừng bên quỹ đạo M tất vạch phổ dãy nằm vùng hồng ngoại Như vậy:
Lai-man Ban-me Pa-sen hay fLai-man fBan-me fPa-sen
Trong ngun tử hiđrơ, bước sóng dài (tần số nhỏ nhất) bước sóng ngắn (tần số lớn nhất) vạch phổ dãy xác định bởi:
m m
max m m
hc hc
=E E hay hfmin hfm m =Em 1 Em
m
min m
hc hc E hay
max m m
hf hf = E
n
E
m
E
mn
hf
mn
(7)CÂU HỎI RÈN LUYỆN
Câu 13 (TN – 2007) Phát biểu sau nói mẫu nguyên tử Bo ? A Nguyên tử xạ chuyển từ trạng thái lên trạng thái kích thích B Trong trạng thái dừng, động êlectron nguyên tử không C Khi trạng thái bản, nguyên tử có lượng cao
D Trạng thái kích thích có lượng cao bán kính quỹ đạo êlectron lớn Câu 14 (CĐ – 2011) Theo mẫu nguyên tử Bo, trạng thái dừng nguyên tử
A trạng thái trạng thái kích thích B trạng thái kích thích
C trạng thái mà êlectron nguyên tử ngừng chuyển động D trạng thái
Câu 15 (TN – 2008) Trong quang phổ vạch phát xạ nguyên tử hiđrơ (H), dãy Ban-me có
A tất vạch nằm vùng hồng ngoại
B bốn vạch thuộc vùng ánh sáng nhìn thấy Hα, Hβ, Hγ, Hδ; vạch lại thuộc vùng
hồng ngoại
C tất vạch nằm vùng tử ngoại
D bốn vạch thuộc vùng ánh sáng nhìn thấy Hα, Hβ, Hγ, Hδ; vạch lại thuộc vùng tử
ngoại
Câu 16 (TN – 2011) Trong quang phổ vạch phát xạ nguyên tử hiđrô, dãy Pa-sen gồm
A vạch miền ánh sáng nhìn thấy
B vạch miền tử ngoại số vạch miền ánh sáng nhìn thấy C vạch miền hồng ngoại
D vạch miền tử ngoại
Câu 17 (ĐH – 2009) Biết nguyên tử hiđrô trạng thái có mức lượng –13,6 eV Để chuyển lên trạng thái có mức lượng –3,4 eV ngun tử hiđrơ phải hấp thụ phơtơn có lượng
A 17 eV B 10,2 eV C eV D –10,2 eV
Câu 18 (ĐH – 2009) Đối với nguyên tử hiđrô, êlectron chuyển từ quỹ đạo M quỹ đạo K nguyên tử phát phơtơn có bước sóng 0,1026 μm Lấy h = 6,625.10–34 J.s; c = 3.108 m/s
và eV = 1,6.10–19 J Năng lượng phôtôn
A 12,1 eV B 121 eV C 11,2 eV D 1,21 eV
(8)Câu 19 (CĐ – 2011) Cho biết h = 6,625.10–34 J.s c = 3.108 m/s Nguyên tử hiđrơ chuyển
từ trạng thái kích thích trạng thái dừng có lượng thấp phát xạ có bước sóng 486 nm Độ giảm lượng nguyên tử hiđrô phát xạ
A 4,09.10–15 J B 4,86.10–19 J C 4,09.10–19 J D 3,08.10–20 J
Câu 20 (TN – GDTX – 2014) Lấy h = 6,625.10–34 J.s c = 3.108
m/s Trong nguyên tử hiđrơ, ngun tử chuyển từ trạng thái dừng có lượng En trạng thái dừng có lượng Em
thấp phát xạ có bước sóng 0,1218 μm (trong chân khơng) Độ chênh lệch hai mức lượng nói
A 1,63.10–20 J B 1,63.10–24 J C 1,63.10–18 J D 1,63.10–19 J
Câu 21 (ĐH, CĐ – 2007) Cho: h = 6,625.10–34 J.s; c = 3.108 m/s eV = 1,6.10–19 J Khi
êlectron nguyên tử hiđrơ chuyển từ quỹ đạo dừng có lượng Em = –0,85 eV sang quỹ
đạo dừng có lượng En = –13,60 eV nguyên 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 22 (CĐ – 2009) Cho h = 6,625.10–34 J.s; c = 3.108
m/s eV = 1,6.10–19 J Đối với nguyên tử hiđrô, mức lượng ứng với quỹ đạo dừng K M có giá trị –13,6 eV –1,51 eV Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo dừng M quỹ đạo dừng K, ngun tử hiđrơ phát xạ có bước sóng
A 102,7 mm B 102,7 nm C 102,7 pm D 102,7 μm Câu 23 (TN – GDTX – 2012) Cho h = 6,625.10–34 J.s; c = 3.108
m/s eV = 1,6.10–19 J Nguyên tử hiđrô chuyển từ trạng thái dừng có lượng EM = –1,51 eV sang trạng thái dừng
có lượng EK = –13,6 eV phát phơtơn ứng với xạ có bước sóng
A 0,1210 μm B 0,1027 μm C 0,6563 μm D 0,4861 μm Câu 24 (TN – GDTX – 2013) Cho h = 6,625.10–34 J.s eV = 1,6.10–19 J.Theo tiên đề Bo,
khi nguyên tử hiđrô chuyển từ trạng thái dừng có lượng EM = –1,51 eV sang trạng thái
dừng có lượng EK = –13,6 eV phát phơtơn có tần số
A 2,92.1015 Hz B 2,28.1015 Hz C 4,56.1015 Hz D 0,22.1015 Hz
(9)Câu 25 (CĐ – 2014) Cho h = 6,625.10–34 J.s; c = 3.108
m/s eV = 1,6.10–19 J Khi êlectron quỹ đạo dừng K lượng ngun tử hiđrơ –13,6 eV cịn quỹ đạo dừng M lượng –1,51 eV Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo dừng M quỹ đạo dừng K nguyên tử hiđrơ phát phơtơn ứng với xạ có bước sóng
A 102,7 pm B 102,7 μm C 102,7 mm D 102,7 nm Câu 26 (ĐH – 2010) Cho biết h = 6,625.10–34 J.s; c = 3.108 m/s eV = 1,6.10–19 J Khi
êlectron quỹ đạo dừng thứ n lượng nguyên tử hiđrơ tính theo cơng thức
n
13,6 E =
n (eV) (với n = 1, 2, 3,…) Khi êlectron nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo dừng n = sang quỹ đạo dừng n = ngun tử hiđrơ phát phơtơn ứng với xạ có bước sóng
A 0,4350 μm B 0,4861 μm C 0,6576 μm D 0,4102 μm Câu 27 (ĐH – 2011) Khi êlectron quỹ đạo dừng thứ n lượng nguyên tử hiđrô xác định công thức E =n 13,62
n (eV) (với n = 1, 2, 3,…) Khi êlectron nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo dừng n = quỹ đạo dừng n = nguyên tử phát phơtơn có bước sóng λ1 Khi êlectron ngun tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo dừng n = quỹ đạo dừng
n = nguyên tử phát phơtơn có bước sóng λ2 Mối liên hệ hai bước sóng
A λ2 = 4λ1 B 27λ2 = 128λ1 C 189λ2 = 800λ1 D λ2 = 5λ1
Câu 28 Lấy h = 6,625.10–34 J.s; c = 3.108
m/s eV = 1,6.10–19 J Khi êlectron quỹ đạo dừng thứ n lượng ngun tử hiđrơ xác định công thức E =n 13,62
n (eV), (với n = 1, 2, 3,…) Biết tổng bán kính quỹ đạo dừng thứ n bán kính quỹ đạo dừng thứ n + bán kính quỹ đạo dừng thứ n + Khi êlectron nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo dừng thứ n + quỹ đạo dừng thứ n nguyên tử hiđrô phát phôtôn mang lượng
A 0,166 eV B 0,396 eV C 1,889 eV D 0,661 eV
1
(10)Câu 29 (Tham khảo – THPT QG – 2017) Theo mẫu nguyên tử Bo, nguyên tử hiđrơ tồn trạng thái dừng có lượng tương ứng EK = –144E, EL = –36E, EM = –16E, EN = –9E,…
(E số) Khi nguyên tử hiđrô chuyển từ trạng thái dừng có lượng EM trạng
thái dừng có lượng EK phát phơtơn có lượng
A 135E B 128E C 7E D 9E
Câu 30 (ĐH – 2013) Các mức lượng trạng thái dừng nguyên tử hiđrô xác định biểu thức E =n 13,62
n (eV) (n = 1, 2, 3,…) Nếu ngun tử hiđrơ hấp thụ phơtơn có lượng 2,55 eV bước sóng nhỏ xạ mà ngun tử hiđrơ phát
A 9,74.10–19 m B 1,46.10–8 m C 1,22.10–8 m D 4,87.10–8 m
Câu 31 (ĐH – 2010) Theo tiên đề Bo, êlectron nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo L sang quỹ đạo K nguyên tử phát phơtơn có bước sóng , êlectron nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo M sang quỹ đạo L ngun tử phát phơtơn có bước sóng , êlectron ngun tử hiđrơ chuyển từ quỹ đạo M sang quỹ đạo K nguyên tử phát phơtơn có bước sóng Biểu thức xác định
A B C D
Câu 32 (TN – 2014) Đối với nguyên tử hiđrô, êlectron chuyển từ quỹ đạo L quỹ đạo K nguyên tử phát phơtơn ứng với bước sóng 121,8 nm Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo M quỹ đạo L, ngun tử phát phơtơn ứng với bước sóng 656,3 nm Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo M quỹ đạo K, nguyên tử phát phôtôn ứng với bước sóng
A 95,7 nm B 102,7 nm C 309,1 nm D 534,5 nm
21
32
31
31
32 21
31
21 32
31 32 21 31 32 21
32 21
31
32 21
(11)Câu 33 (CĐ – 2009) Trong quang phổ vạch ngun tử hiđrơ, bước sóng dài vạch quang phổ dãy Lai-man dãy Ban-me Bước sóng dài thứ hai thuộc dãy Lai-man có giá trị
A B C D
Câu 34 (ĐH, CĐ – 2008) Trong quang phổ nguyên tử hiđrơ, biết bước sóng dài vạch quang phổ dãy Lai-man bước sóng vạch kề với dãy
bước sóng vạch quang phổ dãy Ban-me
A B C D
Câu 35 (ĐH – 2012) Theo mẫu nguyên tử Bo, nguyên tử hiđrô, êlectron chuyển từ quỹ đạo P quỹ đạo K ngun tử phát phơtơn ứng với xạ có tần số Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo P quỹ đạo L ngun tử phát phơtơn ứng với xạ có tần số Nếu êlectron chuyển từ quỹ đạo L quỹ đạo K ngun tử phát phơtơn ứng với xạ có tần số
A B C D
1
2
1
1
2( )
11 22
21 21
11 22
1
2
H
1
( )
1
( 1 2)
1
1
1
f
2
f
3
f f f 3
1
f f f
f f
(12)Chủ đề 3: Số vạch tối đa mà nguyên tử hiđrô phát êlectron chuyển trạng thái dừng có mức lượng thấp
Khi đám nguyên tử hiđrô chuyển từ trạng thái dừng thứ n trạng thái dừng có mức lượng thấp phát tối đa
n n
2 vạch
CÂU HỎI RÈN LUYỆN
Câu 36 (ĐH – 2009) Một đám ngun tử hiđrơ trạng thái kích thích mà êlectron chuyển động quỹ đạo dừng N Khi êlectron chuyển quỹ đạo dừng bên quang phổ vạch phát xạ đám nguyên tử có vạch ?
A B C D
Câu 37 (CĐ – 2011) Các nguyên tử hiđrô trạng thái dừng ứng với êlectron chuyển động quỹ đạo có bán kính lớn gấp lần so với bán kính Bo Khi chuyển trạng thái dừng có lượng thấp nguyên tử phát xạ có tần số khác Có thể có nhiều tần số ?
A B C D
Câu 38 Chiếu vào đám nguyên tử hiđrô (đang trạng thái bản) chùm đơn sắc mà phôtôn chùm có lượng ε = EO – EK (với EO EK lượng nguyên tử
hiđrơ trạng thái O K) Sau nghiên cứu quang phổ vạch phát xạ đám nguyên tử hiđrơ nói trên, ta thu tối đa vạch ?
A 15 B 10 C D
Câu 39 Khi êlectron quỹ đạo dừng thứ n lượng ngun tử hiđrơ xác định công thức E =n 13,62
n (eV) (n = 1, 2, 3,…) Khi đám nguyên tử hiđrô trạng thái nhận lượng 12,75 eV chuyển lên trạng thái kích thích Khi lại trạng thái bản, quang phổ đám nguyên tử có tối đa vạch phổ ?
A B C D
(13)Câu 40 Khi êlectron quỹ đạo dừng thứ n lượng ngun tử hiđrơ xác định công thức E =n 13,62
n (eV) (n = 1, 2, 3,…) Khi chiếu vào đám khí hiđrơ trạng thái xạ có tần số f chúng phát tối đa xạ Giá trị f
A 1,92.1034 Hz B 1,92.1028 Hz C 3,08.109 Hz D 3,08.1015 Hz
Câu 41 (THPT QG – 2015) Một đám nguyên tử hiđrô trạng thái Khi chiếu xạ có tần số vào đám nguyên tử chúng phát tối đa xạ, Khi chiếu xạ có tần số vào đám nguyên tử chúng phát tối đa 10 xạ Biết lượng ứng với trạng thái dừng ngun tử hiđrơ tính theo biểu thức
n
E E
n (E số
dương, n = 1, 2, 3,…) Tỉ số
f f A 10
3 B
27
25 C
3
10 D
25 27
Câu 42 Một đám nguyên tử hiđrô trạng thái Khi chiếu xạ có tần số f vào đám nguyên tử chúng phát tối đa vạch Gọi bước sóng nhỏ bước sóng lớn xạ đám nguyên tử hiđrô phát Biết lượng ứng với trạng thái dừng nguyên tử hiđrơ tính theo biểu thức
n
E E
n (E số dương, n = 1, 2, 3,…) Hệ thức sau ?
A B C D
1
f
2
f
1
2
1
(14)Chủ đề 4: Chuyển động tròn êlectron trạng thái dừng
Giả sử, trạng thái dừng, êlectron chuyển động tròn quanh hạt nhân Lực tương tác êlectron hạt nhân: e n2
n
0 n
m v e
F k
n r r (Fn ~
1 n ) Vận tốc êlectron: n
e
e k
v =
n m r (vn ~ n)
Tốc độ góc (tốc độ quay) êlectron: n 3 e
e k
n m r (ωn ~
1 n )
Chu kỳ quay êlectron (thời gian êlectron quay vòng quanh hạt nhân):
e 03
n
m r n T
e k (Tn ~ n3)
trong đó, k = 9.109 N.m2/C2: số điện; e = 1,6.10–19 C: điện tích ngun tố;
trong đó, me = 9,1.10–31: khối lượng êlectron; r0 = 5,3.10–11: bán kính Bo
CÂU HỎI RÈN LUYỆN
Câu 43 (ĐH – 2012) Theo mẫu nguyên tử Bo, nguyên tử hiđrô, chuyển động êlectron quanh hạt nhân chuyển động tròn Tỉ số tốc độ êlectron quỹ đạo K tốc độ êlectron quỹ đạo M
A B C D
Câu 44 (THPT QG – 2016) Theo mẫu nguyên tử Bo ngun tử hiđrơ, coi êlectron chuyển động trịn quanh hạt nhân tác dụng lực tĩnh điện êlectron hạt Gọi vL
và vN tốc độ êlectron chuyển động quỹ đạo L N Tỉ số L
N
v
v
A B 0,25 C D 0,5
Câu 45 (THPT QG – 2017) Xét nguyên tử hiđrô theo mẫu nguyên tử Bo Êlectron nguyên tử chuyển từ quỹ đạo dừng m1 quỹ đạo dừng m2 bán kính giảm 27r0 (r0 bán kính Bo),
đồng thời động êlectron tăng thêm 300% Bán kính quỹ đạo dừng m1 có giá trị gần
số với giá trị sau ?
A 60r0 B 50r0 C 40r0 D 30r0
(15)Câu 46 Theo mẫu nguyên tử Bo, nguyên tử hiđrô, chuyển động êlectron quanh hạt nhân chuyển động tròn Cho biết r0 = 5,3.10–11 m; me = 9,1.10–31 kg; k = 9.109 N.m2/C2
và e = 1,6.10–19 C Tốc độ electron trạng thái kích thích thứ ba
A 1,09.106 m/s B 7,28.105 m/s C 4,37.105 m/s D 5,46.105 m/s
Câu 47 Theo mẫu nguyên tử Bohr, nguyên tử hydro, chuyển động electron quanh hạt nhân chuyển động tròn Cho biết r0 = 5,3.10–11 m; me = 9,1.10–31 kg; k = 9.109 N.m2/C2
và e = 1,6.10–19 C Tốc độ quay electron trạng thái
A 4,12.1016 vòng/s B 6,56.1015 vòng/s
C 5,15.1015 vòng/s D 5,66.1015 vòng/s
Câu 48 (THPT QG – 2017) Xét nguyên tử hiđrô theo mẫu nguyên tử Bo, êlectron nguyên tử chuyển động trịn quỹ đạo dừng M có tốc độ v (m/s) Biết bán kính Bo r0 Nếu êlectron chuyển động quỹ đạo dừng với thời gian chuyển động hết vòng
0 144 r
v (s) êlectron chuyển động quỹ đạo
A P B N C M D O
Câu 49 Theo mẫu Bo nguyên tử hiđrô, lực tương tác tĩnh điện êlectron hạt nhân electron chuyển động quỹ đạo dừng M F1 electron chuyển động quỹ đạo
dừng O, lực F2 Chọn hệ thức
A 9F1 = 25F2 B 81F1 = 625F2 C 81F2 = 625F1 D 9F2 = 25F1
(16)Câu 50 (ĐH – 2014) Theo mẫu Bo nguyên tử hiđrô, lực tương tác tĩnh điện electron hạt nhân electron chuyển động quỹ đạo dừng L F êlectron chuyển động quỹ đạo dừng N, lực
A F
25 B
F
16 C
F
4 D
F
Câu 51 (Minh họa – THPT QG – 2017) Xét nguyên tử hiđrô theo mẫu nguyên tử Bo Gọi F độ lớn lực tương tác điện êlectron hạt nhân êlectron chuyển động quỹ đạo dừng K Khi độ lớn lực tương tác điện êlectron hạt nhân F
16 êlectron đag chuyển động quỹ đạo dừng ?
A Quỹ đạo dừng L B Quỹ đạo dừng N C Quỹ đạo dừng M D Quỹ đạo dừng O
Câu 52 (Minh họa – THPT QG – 2018) Xét nguyên tử hiđrô theo mẫu nguyên tử cuả Bo Cho biết r0 = 5,3.10–11 m; me = 9,1.10–31 kg; k = 9.109 N.m2/C2 e = 1,6.10–19 C Khi chuyển động
trên quỹ đạo dừng M, quãng đường mà êlectron thời gian 10–8 s
A 12,6 mm B 72,9 mm C 1,26 mm D 7,29 mm