1、注意是“一个原子”还是“一群原子” 氢原子核外只有一个电子,这个电子在某个时刻只能处在某个可能的定态上,在某段时间内,由某一定态跃迁到另一个定态时——可能的情况只有一种,但是如果容器中盛有大量的氢原子,这些原子的核外电子跃迁时就会有各种情况出现了。 例1、有一群处于量子数n=4的激发态中的氢原子,在它们发光的过程中,发出的光谱线共有几条? 解析: 即发出的光谱线共有6条,能级跃迁如图1所示。 点评:处于量子数为的激发态的大量氢原子,发生能级跃迁可能发射不同频率的光谱线条数,可用组合数计算。 2、注意是“跃迁”还是“电离” 根据玻尔的氢原子理论,当原子从低能级向高能级跃迁时,必须吸收光子(或吸收能量)才能实现。相反,当原子从高能级向低能级跃迁时,必须辐射光子才能实现。不管是吸收还是辐射光子,其光子的能量都必须等于这两个能级的能量差,欲想把处于某一定态的原子的电子电离出去,就需要给原子一定的能量。如使氢原子从n=1的基态跃迁到的状态,这个能量的大小至少为13.6eV。 例2、氢原子的能级图如图2所示,欲使一处于基态的氢原子释放出一个电子而变成氢离子,该氢原子需要吸收的能量至少是( ) A. 13.6eV B. 10.20eV C. 0.54eV D. 27.20eV 解析:氢原子释放出一个电子而变成氢离子即电离过程,相当于原子从n=1的能级踵迁到的能级,电子所需的能量至少为。考生误选B是因为只注意到跃迁而忽略了电离的要求。所以本题的正确选项为A。 3、注意是“直接跃迁”还是“间接跃迁” 原子从一种定态跃迁到另一种定态时,有的可能是直接跃迁,有的可能是间接跃迁。两种情况下辐射(或吸收)光子的可能性及其频率可能不同。 例3、氢原子在某三个相邻能级之间跃迁时,可发出三种不同波长的辐射光。已知其中的两个波长分别为,且,则另一个波长可能是( ) A. B. C. D. 解析:假定该相邻三个能级的量子数为K、L、M,则其中一种可能是如图3甲所示,,则另一种光子的波长关系式应为故,选项D正确;另一种可能是如图3乙所示,则另一种光子的波长关系式应为故,选项C正确;不难证明,若情况如图3丙所示,,选项D正确。本题的正确选项为CD。 4、注意是“入射的光子”还是“入射的电子” 若是在光子的激发下引起原子的跃迁,则要求光子的能量必须等于原子的某两个定态的能级差,或等于或大于原子的某个定态的电离能;若是在电子的碰撞下引起原子的跃迁,则要求电子的能量必须等于或大于原子的某两个定态的能级差。这是因为电子的能量不是一份一份的,它与原子发生碰撞时,可把能量全部或部分地传递给原子,因此,只要电子的能量等于或大于原子的两个定态的能级差,就可以使原子发生能级跃迁,而多余的能量仍以电子的动能的形式存在,两种情况有所不同,应注意区分。 例4、用大量具有一定能量的电子轰击大量处于基态的氢原子,观测到了一定数目的光谱线。调高电子的能量再次进行观测,发现光谱线的数目比原来增加了5条。用△n表示两次观测中最高激发态的量子数n之差,E表示调高后电子的能量。根据氢原子的能级图可以判断,△n和E的可能值为( ) A. B. C. D. 解析:由原子在某一能级最多发射谱线数,可知 由题意可知比原来增加5条光谱线,则调高电子能量前后,最高激发态的量子数分别可能为2和4,5和6……△n=2和△n=1。 当△n=1时,原子吸收了实物粒子(电子)的能量,则一定由n=5能级跃迁到n=6能级,调高后电子的能量E满足:,代入能级图中所给数据可得,选项A正确。 当△n=2时,原子吸收了实数粒子(电子)的能量,则一定由n=2能级跃迁到n=4能级,调高后电子的能量E满足:,代入能级图中所给数据可得,选项D正确。 所以,本题的正确选项为AD。 热文推荐: |
|