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第四章　原子結構
光譜與氫原子光譜
2
了解光譜分析的原理,知道氫原子光譜的實驗規(guī)律。
1
知道什么是光譜,掌握連續(xù)光譜與線狀光譜的區(qū)別
難點
重點
把食鹽放在火中灼燒，會發(fā)出黃色的光。食鹽為什么發(fā)黃光而不發(fā)其他顏色的光呢
發(fā)出的黃光是鈉原子發(fā)光形成的光譜。
焰色反應，食鹽NaCl中的鈉離子使火焰變黃色，
每種金屬離子有不同的顏色。
光譜
線狀譜：光譜看起來是一條條分立的光帶為線狀譜
連續(xù)譜：光譜是連在一起的光帶為連續(xù)譜
光譜：用棱鏡或光柵把物質發(fā)出的光按波長(頻率)展開，獲得波長(頻率)和強度分布的記錄。
每種元素都只能發(fā)出具有本身特征的某些波長的光
線狀譜也叫原子的特征譜線。
根據(jù)光譜來鑒別物質和確定物質的組成成分。
光譜分析
優(yōu)點：靈敏度高。
一種元素的含量達到10-13g時就可以被檢測到。
如圖所示為不同物體發(fā)出的不同光譜。
(1)鎢絲白熾燈的光譜與其他三種光譜有什么區(qū)別
答案　鎢絲白熾燈的光譜是連續(xù)的,中間沒有暗線或亮線。而其他三種光譜是由一些不連續(xù)的亮線組成的。
(2)鐵電極弧光燈的光譜、分子狀態(tài)的氫光譜、鋇光譜的特征相同嗎
答案　這三種光譜中亮線的位置是不同的,即特征不同。
[梳理與總結]
1.光譜
當復色光經(jīng)過棱鏡或光柵后,被色散開的單色光按 (或頻率)大小依次排列的圖案,稱為光譜。
2.光譜的類型
(1)連續(xù)光譜:包含有 且連續(xù)分布的光譜稱為連續(xù)光譜。
(2)線狀光譜:有些光譜不是連續(xù)的,而是由一條條的 組成,這種光譜稱為線狀光譜。
波長
各種色光
亮線
(3)發(fā)射光譜:物體自身 形成的光譜稱為發(fā)射光譜,發(fā)射光譜又分為__________和 。
(4)吸收光譜:高溫物體發(fā)出的包含連續(xù)分布的各種波長的光通過其他物質時,某些波長的光被該種物質吸收后,在連續(xù)光譜中相應波長的位置上便出現(xiàn)了 ,這樣的光譜稱為吸收光譜。
發(fā)光
連續(xù)光譜
線狀光譜
暗線
3.光譜分析
(1)原子的特征譜線
①原子的發(fā)射光譜都是線狀光譜,這些亮線稱為原子的 。每種原子都有 的特征譜線,不同原子的特征譜線 。
②白光通過某種物質時產生的吸收光譜的暗線與該物質元素的線狀光譜的明線位置相對應,即吸收光譜的暗線與原子的特征譜線相對應。
特征譜線
獨自
不同
(2)光譜分析
①光譜分析:利用原子的 來鑒別物質或確定物質的化學組成,這種方法稱為光譜分析。
②優(yōu)點:光譜分析極為靈敏,它的精確度遠高于化學分析和其他分析手段;在不破壞、不接觸研究對象的情況下,獲取其內部信息。
③應用:人們通過光譜分析發(fā)現(xiàn)了若干新元素;通過光譜分析檢查半導體的純度等,另外,光譜分析在考古學、醫(yī)學、空氣質量和環(huán)境污染探測中也有重要應用。
特征譜線
答案　在連續(xù)譜的背景上出現(xiàn)一些不連續(xù)的暗線。
(1)太陽光譜有什么特點？
答案　太陽光中含有各種顏色的光，但當太陽光透過太陽的高層大氣射向地球時，太陽高層大氣中含有的元素會吸收它自己特征譜線的光，然后再向四面八方發(fā)射出去，到達地球的這些譜線看起來就弱了，這就形成了明亮背景下的暗線。
(2)太陽光譜產生的原因是什么？
答案　吸收光譜。
(3)太陽光譜屬于哪類光譜？
太陽的大氣層
(1)線狀譜和連續(xù)譜都可以用來鑒別物質。(　　)
(2)利用發(fā)射光譜的線狀譜和吸收光譜都可以鑒別物質。(　　)
×
√
1.(多選)下列關于光譜和光譜分析的說法中，正確的是
A.太陽光譜和白熾燈光譜都是線狀譜
B.煤氣燈火焰中燃燒的鈉蒸氣或霓虹燈產生的光譜都是線狀譜
C.進行光譜分析時，可以用線狀譜，不能用連續(xù)光譜
D.我們能通過光譜分析鑒別月球的物質成分
√
√
2.(多選)關于原子的特征譜線,下列說法正確的是
A.不同原子的發(fā)光頻率是不一樣的,每種原子都有自己的特征譜線
B.使熾熱固體發(fā)出的白光通過低溫鈉蒸氣,可得到鈉元素的特征譜線
C.可以用特征譜線進行光譜分析來鑒別物質和確定物質的組成成分
D.同一種物質的線狀光譜的亮線與吸收光譜的暗線沒有聯(lián)系
√
√
√
氫原子是最簡單的原子，光譜也最簡單。
原子為什么會發(fā)光呢？
原子內部電子的運動是原子發(fā)光的原因。
光譜是探索原子結構的一條重要途徑
氫原子光譜
氫原子光譜的實驗規(guī)律
仔細觀察，仔細觀察，氫原子光譜具有什么特點？
答案 從右至左，相鄰譜線間的距離越來越小。
氫原子的光譜
原子內部電子的運動是原子發(fā)光的原因。因此 是探索原子結構的
光譜
[梳理與總結]
1.氫原子光譜的特點
(1)Hα~Hδ的這幾個波長數(shù)值構成了 的“印記”,不論是何種化合物的光譜,只要它里面含有 的光譜線,就能斷定這種化合物里一定含有氫。
(2)從長波到短波,Hα~Hδ兩相鄰光譜線間的距離 ,表現(xiàn)出明顯的規(guī)律性。
氫原子
這些波長
越來越小
/ nm
Hδ
Hγ
Hβ
Hα
2.巴耳末公式
氫原子在可見光區(qū)域遵循的規(guī)律:
=R(n=3,4,5,6,…),式中R叫作 常量,
其值為R=1.096 775 81×107 m-1。滿足該公式的光譜線稱為巴耳末系。
3.其他譜線系
人們通過實驗先后發(fā)現(xiàn)了氫原子其他譜線系的規(guī)律,如在紅外區(qū)的帕邢系,在紫外區(qū)的賴曼系等。
里德伯
巴爾末
/ nm
Hδ
Hγ
Hβ
Hα
3.氫原子光譜巴耳末系最小波長與最大波長之比為
A.　　B.　　C.　　D.
√
氫原子光譜和玻爾的原子模型
目標一 光譜
目標二
氫原子光譜
1．定義：用棱鏡或光柵把物質發(fā)出的光按波長(頻率)展開，獲得波長(頻率)和強度分布的記錄．
2．分類
3．特征譜線：不同原子的發(fā)光頻率不一樣，光譜中的亮線稱為原子的特征譜線．
4．應用：光譜分析
(1) 連續(xù)譜
(2) 線狀譜
規(guī)律
以簡潔的形式反映了氫原子的線狀光譜的特征

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