4.3　光谱与氢原子光谱 课件(共23张PPT)

(共23张PPT)
第四章　原子结构
光谱与氢原子光谱
2
了解光谱分析的原理,知道氢原子光谱的实验规律。
1
知道什么是光谱,掌握连续光谱与线状光谱的区别
难点
重点
把食盐放在火中灼烧，会发出黄色的光。食盐为什么发黄光而不发其他颜色的光呢
发出的黄光是钠原子发光形成的光谱。
焰色反应，食盐NaCl中的钠离子使火焰变黄色，
每种金属离子有不同的颜色。
光谱
线状谱：光谱看起来是一条条分立的光带为线状谱
连续谱：光谱是连在一起的光带为连续谱
光谱：用棱镜或光栅把物质发出的光按波长(频率)展开，获得波长(频率)和强度分布的记录。
每种元素都只能发出具有本身特征的某些波长的光
线状谱也叫原子的特征谱线。
根据光谱来鉴别物质和确定物质的组成成分。
光谱分析
优点：灵敏度高。
一种元素的含量达到10-13g时就可以被检测到。
如图所示为不同物体发出的不同光谱。
(1)钨丝白炽灯的光谱与其他三种光谱有什么区别
答案　钨丝白炽灯的光谱是连续的,中间没有暗线或亮线。而其他三种光谱是由一些不连续的亮线组成的。
(2)铁电极弧光灯的光谱、分子状态的氢光谱、钡光谱的特征相同吗
答案　这三种光谱中亮线的位置是不同的,即特征不同。
[梳理与总结]
1.光谱
当复色光经过棱镜或光栅后,被色散开的单色光按 (或频率)大小依次排列的图案,称为光谱。
2.光谱的类型
(1)连续光谱:包含有 且连续分布的光谱称为连续光谱。
(2)线状光谱:有些光谱不是连续的,而是由一条条的 组成,这种光谱称为线状光谱。
波长
各种色光
亮线
(3)发射光谱:物体自身 形成的光谱称为发射光谱,发射光谱又分为__________和 。
(4)吸收光谱:高温物体发出的包含连续分布的各种波长的光通过其他物质时,某些波长的光被该种物质吸收后,在连续光谱中相应波长的位置上便出现了 ,这样的光谱称为吸收光谱。
发光
连续光谱
线状光谱
暗线
3.光谱分析
(1)原子的特征谱线
①原子的发射光谱都是线状光谱,这些亮线称为原子的 。每种原子都有 的特征谱线,不同原子的特征谱线 。
②白光通过某种物质时产生的吸收光谱的暗线与该物质元素的线状光谱的明线位置相对应,即吸收光谱的暗线与原子的特征谱线相对应。
特征谱线
独自
不同
(2)光谱分析
①光谱分析:利用原子的 来鉴别物质或确定物质的化学组成,这种方法称为光谱分析。
②优点:光谱分析极为灵敏,它的精确度远高于化学分析和其他分析手段;在不破坏、不接触研究对象的情况下,获取其内部信息。
③应用:人们通过光谱分析发现了若干新元素;通过光谱分析检查半导体的纯度等,另外,光谱分析在考古学、医学、空气质量和环境污染探测中也有重要应用。
特征谱线
答案　在连续谱的背景上出现一些不连续的暗线。
(1)太阳光谱有什么特点？
答案　太阳光中含有各种颜色的光，但当太阳光透过太阳的高层大气射向地球时，太阳高层大气中含有的元素会吸收它自己特征谱线的光，然后再向四面八方发射出去，到达地球的这些谱线看起来就弱了，这就形成了明亮背景下的暗线。
(2)太阳光谱产生的原因是什么？
答案　吸收光谱。
(3)太阳光谱属于哪类光谱？
太阳的大气层
(1)线状谱和连续谱都可以用来鉴别物质。(　　)
(2)利用发射光谱的线状谱和吸收光谱都可以鉴别物质。(　　)
×
√
1.(多选)下列关于光谱和光谱分析的说法中，正确的是
A.太阳光谱和白炽灯光谱都是线状谱
B.煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气或霓虹灯产生的光谱都是线状谱
C.进行光谱分析时，可以用线状谱，不能用连续光谱
D.我们能通过光谱分析鉴别月球的物质成分
√
√
2.(多选)关于原子的特征谱线,下列说法正确的是
A.不同原子的发光频率是不一样的,每种原子都有自己的特征谱线
B.使炽热固体发出的白光通过低温钠蒸气,可得到钠元素的特征谱线
C.可以用特征谱线进行光谱分析来鉴别物质和确定物质的组成成分
D.同一种物质的线状光谱的亮线与吸收光谱的暗线没有联系
√
√
√
氢原子是最简单的原子，光谱也最简单。
原子为什么会发光呢？
原子内部电子的运动是原子发光的原因。
光谱是探索原子结构的一条重要途径
氢原子光谱
氢原子光谱的实验规律
仔细观察，仔细观察，氢原子光谱具有什么特点？
答案 从右至左，相邻谱线间的距离越来越小。
氢原子的光谱
原子内部电子的运动是原子发光的原因。因此 是探索原子结构的
光谱
[梳理与总结]
1.氢原子光谱的特点
(1)Hα~Hδ的这几个波长数值构成了 的“印记”,不论是何种化合物的光谱,只要它里面含有 的光谱线,就能断定这种化合物里一定含有氢。
(2)从长波到短波,Hα~Hδ两相邻光谱线间的距离 ,表现出明显的规律性。
氢原子
这些波长
越来越小
/ nm
Hδ
Hγ
Hβ
Hα
2.巴耳末公式
氢原子在可见光区域遵循的规律:
=R(n=3,4,5,6,…),式中R叫作 常量,
其值为R=1.096 775 81×107 m-1。满足该公式的光谱线称为巴耳末系。
3.其他谱线系
人们通过实验先后发现了氢原子其他谱线系的规律,如在红外区的帕邢系,在紫外区的赖曼系等。
里德伯
巴尔末
/ nm
Hδ
Hγ
Hβ
Hα
3.氢原子光谱巴耳末系最小波长与最大波长之比为
A.　　B.　　C.　　D.
√
氢原子光谱和玻尔的原子模型
目标一 光谱
目标二
氢原子光谱
1．定义：用棱镜或光栅把物质发出的光按波长(频率)展开，获得波长(频率)和强度分布的记录．
2．分类
3．特征谱线：不同原子的发光频率不一样，光谱中的亮线称为原子的特征谱线．
4．应用：光谱分析
(1) 连续谱
(2) 线状谱
规律
以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱的特征