1、第十八章 原子结构 第三节 氢原子光谱人教版选修人教版选修3-5卢瑟福所提出的原子核式结构是什么？卢瑟福所提出的原子核式结构是什么？电子在核的周围怎样运动？电子在核的周围怎样运动？它的能量怎样变化？它的能量怎样变化？一、光谱一、光谱牛顿发现了日光通过三牛顿发现了日光通过三棱镜后的色散现象，并棱镜后的色散现象，并把实验中得到的彩色光把实验中得到的彩色光带叫做带叫做光谱光谱光谱：光谱：用用光栅光栅或或棱镜棱镜把光按波长分开，获得把光按波长分开，获得光的波长光的波长(频率频率)和强度和强度分布的记录。（有时候只记录波长成分）分布的记录。（有时候只记录波长成分）1 1、发射光谱：、发射光谱：物体发光直
2、接产生的光谱。物体发光直接产生的光谱。(1)(1)连续光谱连续光谱由由连续连续分布的一切波分布的一切波长长的光的光组组成成 特点：特点：整个光谱区域都是亮的整个光谱区域都是亮的 产生：产生：炽热的固体、液体及高压气体的光谱炽热的固体、液体及高压气体的光谱 实例：实例：白炽灯丝发出的光、烛焰、炽热的钢水白炽灯丝发出的光、烛焰、炽热的钢水 二、二、光谱分类光谱分类光谱分为光谱分为发射光谱发射光谱和和吸收光谱吸收光谱(2)(2)线状光谱（明线光谱）线状光谱（明线光谱）产生：产生：稀薄气体或金属的蒸汽的发射光谱稀薄气体或金属的蒸汽的发射光谱 线状光谱由游离状态的原子发射的，也叫线状光谱由游离状态的原子
3、发射的，也叫原子光谱原子光谱 只含有一些只含有一些不连续的亮线不连续的亮线的光谱的光谱线状谱中的亮线叫谱线，各条谱线对应不同波长的光。线状谱中的亮线叫谱线，各条谱线对应不同波长的光。实例：实例：霓虹灯发出的光霓虹灯发出的光几种原子的发射光谱几种原子的发射光谱1、各种原子的发射光谱都是线状光谱，说明原子只发出几种特定频率的光。2、不同原子的亮线位置（谱线）不同，说明不同原子的发光频率不同。因此线状光谱的谱线被称为原子的特征谱线。3、吸收光谱、吸收光谱现象：现象：光谱区域存在一条条暗线光谱区域存在一条条暗线高温物体发出的白光（其中包含连续分布的一切波长的光）高温物体发出的白光（其中包含连续分布的一
4、切波长的光）通过低温物质时，通过低温物质时，某些波长某些波长的光的光被物质吸收被物质吸收后产生的光谱。后产生的光谱。各种原子的吸收光谱中的每一条暗线都跟该种原子的各种原子的吸收光谱中的每一条暗线都跟该种原子的发射光谱（线状光谱）中的一条明线相对应。发射光谱（线状光谱）中的一条明线相对应。吸收光谱也是原子的特征谱线吸收光谱也是原子的特征谱线太阳光谱是吸收光谱太阳光谱是吸收光谱 由于每种原子都有自己的特征谱线，因此可以由于每种原子都有自己的特征谱线，因此可以根据光谱来根据光谱来鉴别物质鉴别物质和和确定物质的化学组成确定物质的化学组成。这种。这种方法叫做光谱分析。方法叫做光谱分析。光是原子内部电子的
5、运动产生的光是原子内部电子的运动产生的，原子光谱的，原子光谱的不连续性反映出原子结构的不连续性，所以光谱分不连续性反映出原子结构的不连续性，所以光谱分析也可以用于探索原子的结构。析也可以用于探索原子的结构。实例：实例：利用太阳光的吸收光谱可以研究太阳高层利用太阳光的吸收光谱可以研究太阳高层大气层所含元素。大气层所含元素。三、光谱分析三、光谱分析灵敏度高。样本中一种元素的含量达到灵敏度高。样本中一种元素的含量达到1010-10-10g g时就可以被检测到时就可以被检测到气体放电管气体放电管光光谱谱分分析析仪仪金属导杆金属导杆感应圈感应圈电源电源四、氢原子光谱的实验规律四、氢原子光谱的实验规律 可
6、见光区氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。22111()3,4,5,.2Rnn 18851885年年,巴耳末对当时已知的巴耳末对当时已知的,在在可见光区可见光区的的4 4条谱线作条谱线作了分析了分析,发现这些谱线的波长可以用一个公式表示：发现这些谱线的波长可以用一个公式表示：1m7巴耳末公式 R=1.10 10里德伯常量n n的两层含义：的两层含义：第一：每一个第一：每一个n n值分别对应一条谱线。值分别对应一条谱线。第二：第二：n n只能取正整数只能取正整数3 3，4 4，5 5，不能取连续值，不能取连续值，反映了原子光谱波长的分立特性（线状光谱）。反
7、映了原子光谱波长的分立特性（线状光谱）。除了巴耳末系除了巴耳末系,后来发现的氢光谱在红外和紫个光后来发现的氢光谱在红外和紫个光区的其它谱线也都满足与巴耳末公式类似的关系式区的其它谱线也都满足与巴耳末公式类似的关系式.巴末耳公式巴末耳公式N 6 的符合巴耳末公式的光谱线（大部分在紫外区）巴耳末系巴耳末系人们把一系列符合巴耳末公式的光谱线统称为巴耳末系适用区域：适用区域：可见光区、紫外线区 巴尔末公式以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱。巴尔末公式以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱。即辐射波长的分离特征。卢瑟福的核式结构模型正确地即辐射波长的分离特征。卢瑟福的核式结构模型正确地指出了原子核的存在，很好的解释了粒子的散射实验。指出了原子核的存在，很好的解释了粒子的散射实验。但是用卢瑟福的核式结构模型和经典力学、电磁学的理但是用卢瑟福的核式结构模型和经典力学、电磁学的理论，却无法解释原子的稳定性，又无法解释原子光谱的论，却无法解释原子的稳定性，又无法解释原子光谱的分立特征。分立特征。五、五、经典理论的困难经典理论的困难 电子轨道半径连续变小电子轨道半径连续变小原子不稳定原子不稳定辐射电磁波频率连续变化辐射电磁波频率连续变化原子是稳定的原子是稳定的原子光谱是线状谱原子光谱是线状谱 分立分立核外电子绕核运动核外电子绕核运动辐射电磁波辐射电磁波
