Bài 2. Quang phổ vạch của nguyên tử

Câu hỏi tr 58 CHMĐ

Mặt Trời là một quả cầu lửa khổng lồ nóng sáng với nhiệt độ bề mặt khoảng 6000 ℃ và ở cách chúng ta khoảng 150 triệt kilomet. Tuy Mặt Trời ở xa như vậy, nhưng nhờ nghiên cứu quang phổ của Mặt Trời mà ngườ0069 ta biết thành phần cấu tạo của nó. Quang phổ là gì? Có những loại quang phổ nào?

Phương pháp giải:

Vận dụng lí thuyết quang phổ vạch nguyên tử

Lời giải chi tiết:

Quang phổ là một dải màu sắc được tạo ra khi ánh sáng bị tán sắc bởi lăng kính hoặc lưới nhiễu xạ. Mỗi nguyên tố hoặc hợp chất khi bị kích thích sẽ phát ra ánh sáng có bước sóng đặc trưng, tạo nên quang phổ vạch riêng biệt của nó.

Có những loại quang phổ là: Quang phổ phát xạ, quang phổ hấp thụ.

Câu hỏi tr 59 CH 1

Dựa vào đặc điểm nào của quang phổ liên tục có thể xác định nhiệt độ của vật nóng ở rất xa.

Phương pháp giải:

Vận dụng lí thuyết quang phổ vạch nguyên tử

Lời giải chi tiết:

Dựa vào đặc điểm của quang phổ liên tục có thể xác định nhiệt độ của vật nóng ở rất xa đó là: vị trí của quang phổ liên tục.

Câu hỏi tr 59 CH 2

Hãy ước lượng bước sóng của vạch đỏ, vạch lam, vạch chàm và vạch tím trong quang phổ vạch phát xạ của hydrogen.

Phương pháp giải:

Vận dụng lí thuyết quang phổ vạch nguyên tử

Lời giải chi tiết:

Bước sóng của vạch đỏ khoảng 656 nm.

Bước sóng của vạch lam khoảng 486 nm.

Bước sóng của vạch chàm khoảng 434 nm.

Bước sóng của vạc tím khoảng 410 nm.

Câu hỏi tr 60 CH

Tại sao có thể nói quang phổ của ánh sáng mặt trời mà ta thu được trên Trái Đất là quang phổ hấp thụ?

Phương pháp giải:

Vận dụng lí thuyết quang phổ vạch nguyên tử

Lời giải chi tiết:

Có thể nói quang phổ của ánh sáng mặt trời mà ta thu được trên Trái Đất là quang phổ hấp thụ vì: điều kiện để thu được quang phổ vạch hấp thụ là nhiệt độ của đám khí hay hơi hấp thụ phải thấp hơn nhiệt độ của nguồn sáng phát ra quang phổ liên tục mà nhiệt độ của khí quyển Trái Đất thấp hơn nhiệt độ của Mặt Trời nên có thể coi nói quang phổ của ánh sáng mặt trời mà ta thu được trên Trái Đất là quang phổ hấp thụ.

Câu hỏi tr 61 LT

Lập bảng so sánh tính chất của quang phổ vạch phát xạ và quang phổ vạch hấp thụ.

Phương pháp giải:

Vận dụng lí thuyết quang phổ vạch nguyên tử

Lời giải chi tiết:

Câu hỏi tr 61 CH

Các nguyên tử của một nguyên tố nhất định chỉ có thể phát ra hoặc hấp thụ ánh sáng có bước sóng nhất định. Các nguyên tố khác nhau phát ra và hấp thụ các bức xạ có bước sóng khác nhau. Vì sao lại như vậy?

Phương pháp giải:

Vận dụng lí thuyết quang phổ vạch nguyên tử

Lời giải chi tiết:

Bời vì: mỗi nguyên tố đều có cấu tạo electron khác nhau, cũng như cách sắp xếp trong các phân lớp và phân mức năng lượng khác nhau. Cấu trúc electron này quyết định các trạng thái năng lượng mà electron có thể tồn tại trong nguyên tử.

Chính vì thế mà Bohr đã đưa ra các đề xuất về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng của nguyên tử nên các nguyên tố khác nhau phát ra và hấp thụ các bức xạ có bước sóng khác nhau.

Câu hỏi tr 62 CH

Vì sao nguyên tử có thể phát xạ quang phổ vạch?

Phương pháp giải:

Vận dụng lí thuyết quang phổ vạch nguyên tử

Lời giải chi tiết:

Vì khi một electron của nguyên tử chuyển từ mức năng lượng cao xuống mức năng lượng thấp hơn thì nó phát ra một photon với năng lượng bằng hiệu năng lượng giữa hai mức năng lượng. Hiệu năng lượng này có giá trị càng lớn thì photon phát ra có năng lượng càng cao. Mà mỗi photon có năng lượng xác định ứng với một ánh sáng có bước sóng xác định, do đó nguyên tử  có thể phát xạ quang phổ vạch.

Câu hỏi tr 63 LT

Năng lượng cần thiết để bứt electon ở trạng thái ứng với mức năng lượng thấp nhất khỏi nguyên tử được gọi là năng lượng ion hoá. Năng lượng này có thể được cung cấp bởi năng lượng của photon ánh sáng thích hợp, đó là sự ion hoá bằng ánh sáng. Dùng thông tin từ Hình 2.6, trang 61 tính bước sóng của bức xạ cần thiết để ion hoá nguyên tử hydrogen.

Phương pháp giải:

Vận dụng lí thuyết quang phổ vạch nguyên tử

Lời giải chi tiết:

Bước sóng của bức xạ cần thiết để ion hoá nguyên tử hydrogen: $\epsilon =\frac{hc}{\lambda }\Rightarrow 2,{18.10}^{-18}=\frac{{6,626.10}^{-34}{.3.10}^8}{\lambda }\Rightarrow \lambda =9,{1.10}^{-8}m$

Câu hỏi tr 63 VD

Giải thích cấu trúc quang phổ vạch của nguyên tử hydrogen bằng các đề xuất của Bohr.

Phương pháp giải:

Vận dụng lí thuyết quang phổ vạch nguyên tử

Lời giải chi tiết:

Theo mô hình nguyên tử Bohr:

- Electron trong nguyên tử chỉ chuyển động quanh hạt nhân theo các quỹ đạo tròn có bán kính xác định.

- Mỗi quỹ đạo có một năng lượng xác định đó là mức năng lượng.

- Khi electron chuyển từ mức năng lượng cao xuống thấp thì nó phát ra một photon có năng lượng tương đương với sự chênh lệch của hai mức năng lượng.

Mô hình nguyên tử Bohr chỉ áp dụng cho nguyên tử hydrogen và các nguyên tử có một electron duy nhất.