Mẫu nguyên tử Bo, quang phổ nguyên tử Hiđrô

1. Mẫu nguyên tử của Rơ-dơ-pho 

  • Theo ông mẫu nguyên tử giống như mẫu hành tinh có nội dung
    • Ở tâm nguyên tử có một hạt nhân mang điện dương, xung quanh hạt nhân có các electron mang điện âm chuyển động giống như các hành tinh chuyển động quang Mặt Trời.
  • Nhưng mẫu này không giải thích được tính bền vững của nguyên tử và sự xuất hiện quang phổ vạch của nguyên tử.

2. Mẫu nguyên tử Bo

  • Đề giải thích được sự tạo thành quang phổ của nguyên tố đơn giản nhất là hiđrô, nhà vật lí Bo đã bổ sung vào mẫu hành tinh nguyên tử của Rơ-dơ-pho hai giả thuyết sau đây
    • Tiên đề về trạng thái dừng: 
      • Nguyên tử chỉ tồn tại trong một số trạng thái có năng lượng xác định \(E_n\), gọi là các trạng thái dừng. Khi ở trạng thái dừng, nguyên tử không bức xạ.
        • Nguyên tử ở trạng thái có năng lượng thấp nhất gọi là trạng thái cơ bản.
        • Trong các trạng thái dừng xác định của nguyên tử, electron chuyển động trên các quỹ đạo có bán kính hoàn toàn xác định, gọi là quỹ đạo dừng.
        • Bo đã tìm ra công thức tính bán kính của quỹ đạo dừng của electron trong nguyên tử hiđrô \(r = n^2n_0. \ \ (1)\)
    • Tiên đề về sự hấp thụ hay bức xạ nguyên tử
      • Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng \(E_n\) sang trạng thái dừng có năng lượng \(E_m\) thì nó phát ra một phôtôn có năng lượng đúng bằng \(hf_{nm}=E_n-E_m\) .
      • Khi nguyên tử chuyển tử trạng thái dưng có năng lượng \(E_m\) lên trạng thái dừng có năng lượng \(E_n\) thì nó cần hấp thụ một phôtôn có năng lượng đúng bằng  \(hf_{nm}=E_n-E_m\).

                                                                  E E n m hf nm hf nm

  • Nhận xét: Từ nội dung tiên đề này cho thấy một chất hấp thụ được ánh sáng có bước sóng nào thì nó cũng có thể phát ra ánh sáng có bước sóng đó.

3. Quang phổ vạch của nguyên tử hiđrô

Khi khảo sát thực nghiệm quang phổ của nguyên tử hi đrô, người ta  thấy cách vạch phát xạ của nguyên tử hiđrô sắp xếp thành các dãy khác khau.

  • Dãy Lai-man (Lyman): thuộc miền tử ngoại, được tạo thành khi electron chuyển từ các quỹ đạo dừng bên ngoài về quỹ đạo \(K\)\(L \rightarrow K; M \rightarrow K; N \rightarrow K; ...\)
  • Dãy Ban-me (Balmer): gồm các vạch nằm trong miền tử ngoại và một số vạch nằm trong miền áng sáng nhìn thấy (vạch đỏ \(H_{\alpha}\), vạch lam \(H_{\beta}\) , vạch chàm \(H_{\gamma}\), vạch tím \(H_{\delta}\)), được tạo thành khi electron chuyển từ các quỹ đạo dừng bên ngoài về quỹ đạo \(L\)\(M \rightarrow L; N \rightarrow L; O \rightarrow L; ...\)
  • Dãy Pa-sen (Paschen): thuộc miền hồng ngoại, được tạo thành khi electron chuyển từ các quỹ đạo dừng bên ngoài về quỹ đạo \(L\)\(N \rightarrow M; O \rightarrow M; P \rightarrow M; ...\)

                                                      K P O N M L n = 1 n = 6 n = 5 n = 4 n = 3 n = 2 n = ∞ Lai-man Ban-me α γ β δ Pa-sen

                            Hình 1  Sơ đồ chuyển mức năng lượng của nguyên tử hi đrô khi tạo thành các dãy quang phổ

Dựa vào sơ đồ ta có nhận xét

  • Bước sóng dài nhất trong dãy Lai-man ứng với chuyển mức năng lượng từ \(L (n=2)\rightarrow K (n=1)\) .
  • Bước sóng ngắn nhất trong dãy Lai-man ứng với việc electron chuyển từ  \(n=\infty \rightarrow K (n=1)\).
  • Bước sóng dài nhất trong dãy Ban-me ứng với chuyển mức năng lượng từ \(M (n=3)\rightarrow L (n=2).\)
  • Bước sóng ngắn nhất trong dãy Ban-me ứng với chuyển mức năng lượng từ \(n=\infty \rightarrow L (n=2).\)
  • Bước sóng dài nhất trong dãy Pa-sen ứng với chuyển mức năng lượng từ \(N (n=4)\rightarrow M (n=3).\)
  • Bước sóng ngắn nhất trong dãy Pa-sen ứng với chuyển mức năng lượng tử \(n=\infty \rightarrow M (n=3).\)

 

Hỏi đáp

Hỏi đáp, trao đổi bài Gửi câu hỏi cho chủ đề này
Luyện trắc nghiệm Trao đổi bài

Tài trợ


Tính năng này đang được xây dựng...