第2章 原子结构 章末复习课件（26张PPT）

阶段提升课
第2章
知识体系·思维导图
考点整合·素养提升
【核心素养——科学探究】
考　点　氢原子光谱实验规律的应用
1.氢原子光谱实验规律的应用:
(1)巴尔末公式只确定了氢原子发光中一个线系的波长,不能描述氢原子发出
的各种波长,也不能描述其他原子的发光。
(2)选用巴尔末公式 进行计算时,n只能取大于2的整数。
2.广义巴尔末公式:
广义的巴尔末公式 ,式中m=1,2,3,…,对每一个m,有n=m+1,
m+2,m+3,…,构成一个谱线系,当m=1,2,3,…时,分别对应赖曼系,巴尔末系,
帕邢系……
3.氢原子光谱关键词转化:
【典例1】如图所示为氢原子光谱中的三条谱线,这三条谱线均为可见光,遵循巴尔末公式,则对这三条谱线的描述中正确的是 (　　)

A.丙谱线光子能量最大
B.甲谱线是由激发态向基态跃迁发出的
C.乙谱线是在两个激发态间跃迁发出的
D.每条谱线对应核外电子绕核旋转的一条轨道,任一谱线的频率等于电子绕核做圆周运动的频率
【解析】选C。根据E=hν=h ,甲谱线光子能量最大,故A错误; 巴尔末系的
甲谱线是电子由激发态的高能级向第二能级跃迁时产生的,故B错误; 乙谱线
是电子由激发态的高能级向第二能级跃迁时产生的,故C正确;电子跃迁时辐射
的光子的频率等于能级差值,与电子绕核做圆周运动的频率无关,故D错误。故
选C。
【素养评价】
1.(多选)图甲所示为氢原子的能级,图乙为氢原子的光谱,氢原子光谱在可见光部分只有四条谱线,一条红色、一条蓝色、两条紫色,它们分别是从n=3、4、5、6能级向n=2能级跃迁时产生的,则 (　　)
A.红色光谱是氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时产生的
B.蓝色光谱是氢原子从n=6能级或n=5能级向n=2能级跃迁时产生的
C.红色光谱是氢原子从n=3能级向n=2能级跃迁时产生的
D.紫色光谱是氢原子从n=6能级和n=5能级向n=2能级跃迁时产生的
【解析】选C、D。四条谱线中,红色光谱的频率最小,知红色光谱是氢原子从n=3能级向n=2能级跃迁时产生的,故A错误,C正确;蓝色谱线的频率大于红色谱线,小于紫色谱线,知蓝色光谱是氢原子从n=4能级向n=2能级跃迁时产生的,故B错误;紫色光的频率最大,知两条紫色光谱是氢原子从n=6能级和n=5能级向n=2能级跃迁时产生的,故D正确。
2.根据巴尔末公式,可求出氢原子光谱在可见光的范围内波长最长的2条谱线,其波长分别为654.55×10-9 m和484.85×10-9 m,求所对应的n值。
【解析】据巴尔末公式 ,n=3,4,5,…得
=1.10×107× ,
=1.10×107×( ),
解得n1=3,n2=4。
答案:3　4
【加固训练】
1.氢原子光谱的巴尔末线系中波长最长的谱线的波长为λ1,其次为λ2。求:
(1) 等于多少?
(2)其中最长波长的光子能量是多少?
【解析】(1)由巴尔末公式可得:
所以
(2)当n=3时,对应的波长最长,代入巴尔末公式有:
=1.10×107×( ) m-1
解得λ1≈6.5×10-7 m
光子能量为E1=hν1=
=3.06×10-19 J。
答案:(1) 　 (2)3.06×10-19 J
2.在可见光范围内氢原子发光的波长最长的2条谱线所对应的n,求:
(1)它们的波长各是多少?
(2)其中波长最长的光对应的光子能量是多少?
【解析】(1)设当n=3,4时,氢原子发光所对应的波长分别为λ1,λ2,由巴尔
末公式 ,(n=3,4,5,…)知,
当n=3时, =1.10×107×( ) m-1,
解得λ1=6.5×10-7 m。
当n=4时, =1.10×107×( ) m-1,
解得λ2=4.8×10-7 m。
(2)n=3时,对应的氢原子巴尔末线系中的波长最长,即为λ1,因此
E1=
=3.06×10-19 J。
答案:(1)6.5×10-7 m　4.8×10-7 m
(2)3.06×10-19 J
【核心素养——科学思维】
考　点　能级跃迁规律的应用
1.能级跃迁规律的应用:
(1)能级之间发生跃迁时,吸收(放出)光子的频率由能级间的能量差决定,hν=Em-En。
(2)原子若是吸收光子的能量而被激发,其光子的能量必须等于两能级的能量差,而原子吸收外来实物粒子(例如,自由电子)的能量被激发时,实物粒子的动能可部分地被原子吸收。
(3)一个氢原子发生跃迁可能发出的光谱线条数最多为(n-1)。
(4)一群氢原子发生跃迁可能发出的光谱线条数为N=
2.能级跃迁规律的关键词转化:
【典例2】如图所示为氢原子的四个能级,其中E1为基态,若氢原子A处于激发态E2,氢原子B处于激发态E3,则下列说法正确的是 (　　)
A.原子A可能辐射出3种频率的光子
B.原子B可能辐射出3种频率的光子
C.原子A能够吸收原子B发出的光子并跃迁到能级E4
D.原子B能够吸收原子A发出的光子并跃迁到能级E4
【解析】选B。原子A处于激发态E2,因此其辐射光子频率数目只能有1种,A错,
原子B处于n=3的能级 =3种,B正确。由氢原子能级的量子性及吸收光子必须
满足hν=Em-En,可知C、D错。
【素养评价】
1.(2020·三明高二检测)汞原子的能级图如图所示,现让一束单色光照射到大量处于基态的汞原子上,汞原子只发出三种不同频率的单色光。那么,关于入射光的能量,下列说法正确的是 (　　)
A.可能大于或等于7.7 eV
B.可能大于或等于8.8 eV
C.一定等于7.7 eV
D.包含2.8 eV、4.9 eV、7.7 eV三种
【解析】选C。由玻尔理论可知,轨道是量子化的,能级是不连续的,只能发射不连续的单色光,要发出三种不同频率的光,只有从基态跃迁到n=3的激发态上,其能级差ΔE=E3-E1=7.7 eV,选项C正确。
2.光子能量为E的一束光照射容器中的氢(设氢原子处于n=3的能级),氢原子吸收光子后,能发出频率为ν1,ν2,…,ν6的六种光谱线,且ν1<ν2<…<ν6,则E等于 (　　)
A.hν1 B.hν6
C.h(ν5-ν1) D.h(ν1+ν2+…+ν6)
【解析】选A。对于量子数n=3的一群氢原子,当它们向较低的激发态或基态跃
迁时,可能产生的谱线条数为 =3,
由此可判定氢原子吸收光子后的能量的能级是n=4,且从n=4到n=3放出的光子
能量最小,频率最低即为ν1,因此,处于n=3能级的氢原子吸收频率为ν1的光子
(能量E=hν1),从n=3能级跃迁到n=4能级后,方可发出6种频率的光谱线,选项A
正确。
3.如图所示为氢原子最低的四个能级,当氢原子在这些能级间跃迁时:

(1)有可能放出________种能量的光子。?
(2)在哪两个能级间跃迁时,所放出光子波长最长?波长是多少?
【解析】(1)N= =6种。
(2)由第四能级向第三能级跃迁时能级差最小,辐射的光子波长最长。
由hν=E4-E3,得h =E4-E3,
所以λ=
≈1.88×10-6 m。
答案:(1)6　(2)由第四能级跃迁到第三能级　1.88×10-6 m