Bài giảng Vật lí Lớp 12 - Bài 33: Mẫu nguyên tử Bo

BÀI GIẢNG VẬT LÝ 12 
BÀI 33: MẪU NGUYÊN TỬ BO 
KÍNH CHÀO TOÀN THỂ QUÍ THẦY CÔ GIÁO! 
KÍNH CHÀO TOÀN THỂ CÁC EM HỌC SINH! 
MÔ HÌNH HÀNH TINH 
NGUYÊN TỬ 
QUANG PHỔ PHÁT XẠ, 
QUANG PHỔ HẤP THỤ 
CỦA HIĐRÔ 
CÁC TIÊN ĐỀ CỦA BO 
GD 
BÀI 33: MẪU NGUYÊN TỬ BO 
I - MÔ HÌNH HÀNH TINH NGUYÊN TỬ 
Theo Rơ-dơ–pho: 
Nguyên tử được cấu tạo như thế nào ? 
Niels Bohn 
MÔ HÌNH HÀNH TINH 
NGUYÊN TỬ 
QUANG PHỔ PHÁT XẠ, 
QUANG PHỔ HẤP THỤ 
CỦA HIĐRÔ 
CÁC TIÊN ĐỀ CỦA BO 
GD 
BÀI 33: MẪU NGUYÊN TỬ BO 
Trong mẫu hành tinh nguyên tử: 
- Hạt nhân mang điện tích dương rất nhỏ, tập trung phần lớn khối lượng của nguyên tử ở trung tâm. 
- Còn các êlectron mang điện tích âm quay xung quanh hạt nhân trên các quỹ đạo giống như các hành tinh quay xung quanh Mặt Trời. 
I - MÔ HÌNH HÀNH TINH NGUYÊN TỬ 
Niels Bohn 
MÔ HÌNH HÀNH TINH 
NGUYÊN TỬ 
QUANG PHỔ PHÁT XẠ, 
QUANG PHỔ HẤP THỤ 
CỦA HIĐRÔ 
CÁC TIÊN ĐỀ CỦA BO 
GD 
BÀI 33: MẪU NGUYÊN TỬ BO 
I - MÔ HÌNH HÀNH TINH NGUYÊN TỬ 
Niels Bohn 
Mẫu này gặp khó khăn là không giải thích được tính bền vững của nguyên tử và sự tạo thành quang phổ vạch của nguyên tử 
MÔ HÌNH HÀNH TINH 
NGUYÊN TỬ 
QUANG PHỔ PHÁT XẠ, 
QUANG PHỔ HẤP THỤ 
CỦA HIĐRÔ 
CÁC TIÊN ĐỀ CỦA BO 
BÀI 33: MẪU NGUYÊN TỬ BO 
II - CÁC TIÊN ĐỀ CỦA BO VỀ CẤU TẠO NGUYÊN TỬ 
	1. Tiên đề về các trạng thái dừng 
	 - Nguyên tử chỉ tồn tại trong các trạng thái có năng lượng xác định, gọi là trạng thái dừng. Khi ở trạng thái dừng nguyên tử không bức xạ. 
	 - Trong các trạng thái dừng của nguyên tử , electron chỉ chuyển động trên các quỹ đạo có bán kính hoàn toàn xác định : Quỹ đạo dừng. 
Niels Bohn 
MÔ HÌNH HÀNH TINH 
NGUYÊN TỬ 
QUANG PHỔ PHÁT XẠ, 
QUANG PHỔ HẤP THỤ 
CỦA HIĐRÔ 
CÁC TIÊN ĐỀ CỦA BO 
GD 
BÀI 33: MẪU NGUYÊN TỬ BO 
II - CÁC TIÊN ĐỀ CỦA BO VỀ CẤU TẠO NGUYÊN TỬ 
Bán kính thứ nhất 
Bán kính thứ hai 
Bán kính thứ ba 
r 0 
4r 0 
9r 0 
Xét với nguyên tử hidro, các bán kính quỹ đạo tăng theo quy luật nào ? 
Niels Bohn 
MÔ HÌNH HÀNH TINH 
NGUYÊN TỬ 
QUANG PHỔ PHÁT XẠ, 
QUANG PHỔ HẤP THỤ 
CỦA HIĐRÔ 
CÁC TIÊN ĐỀ CỦA BO 
GD 
BÀI 33: MẪU NGUYÊN TỬ BO 
II - CÁC TIÊN ĐỀ CỦA BO VỀ CẤU TẠO NGUYÊN TỬ 
Với nguyên tử Hidro, bán kính các quỹ đạo dừng tăng tỉ lệ thuận với bình phương của các số nguyên liên tiếp: r n = n 2 r o với r o = 5,3.10 -11 m 
Tên quỹ đạo: K L 	 M N O P Bán kính: r 0 4r 0 	 9r 0 16r 0 25r 0 36r 0 ... 
Niels Bohn 
MÔ HÌNH HÀNH TINH 
NGUYÊN TỬ 
QUANG PHỔ PHÁT XẠ, 
QUANG PHỔ HẤP THỤ 
CỦA HIĐRÔ 
CÁC TIÊN ĐỀ CỦA BO 
GD 
BÀI 33: MẪU NGUYÊN TỬ BO 
II - CÁC TIÊN ĐỀ CỦA BO VỀ CẤU TẠO NGUYÊN TỬ 
2. Tiên đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng của nguyên tử: 
Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng E n sang trạng thái dừng có năng lượng E m thấp hơn thì nguyên tử phát ra một phôtôn có năng lượng đúng bằng hiệu: E n – E m :  = hf nm = E n - E m 
- Ngược lại, nếu nguyên tử đang ở trạng thái dừng có năng lượng E m mà hấp thụ được một phôtôn có năng lượng đúng bằng hiệu E n – E m thì nó chuyển sang trạng thái dừng có năng lượng E n cao hơn. 
E n 
E m 
hf nm 
E n 
E m 
hf nm 
Niels Bohn 
MÔ HÌNH HÀNH TINH 
NGUYÊN TỬ 
QUANG PHỔ PHÁT XẠ, 
QUANG PHỔ HẤP THỤ 
CỦA HIĐRÔ 
CÁC TIÊN ĐỀ CỦA BO 
GD 
BÀI 33: MẪU NGUYÊN TỬ BO 
Niels Bohn 
VẬN DỤNG 
Tiên đề còn cho thấy: Nếu một chất hấp thụ được ánh sáng có bước sóng nào thì nó cũng có thể phát ra ánh sáng có bước sóng ấy. 
Nếu phôtôn có năng lượng lớn hơn hiệu E n – E m thì nguyên tử có hấp thụ được không ? 
II - CÁC TIÊN ĐỀ CỦA BO VỀ CẤU TẠO NGUYÊN TỬ 
C 
J 
L 
L 1 
L 2 
F 
S 
P 
Quang phổ liên tục 
Quang phổ vạch hấp thụ 
 Quang phổ vạch phát xạ 
Đèn hơi H 2 
 Hiện tượng đảo sắc 
MẪU NGUYÊN TỬ BO VÀ QUANG PHỔ VẠCHCỦA NGUYÊN TỬ HIĐRÔ 
Đặc điểm quang phổ vạch phát xạ của nguyên tử hyđrô : 
– Dãy Laiman nằm trong vùng tử ngoại 
– Dãy Banme có một phần nằm trong vùng tử ngoại và một phần nằm trong vùng ánh sáng nhìn thấy, trong phần này có 4 vạch : vạch đỏ H (  = 0,6563  m), vạch lam H  (  = 0,4861  m), vạch chàm H  (  = 0,4340  m) và vạch tím H  (  = 0,4102  m) 
– Dãy Pasen nằm trong vùng hồng ngoại 
BÀI 33: MẪU NGUYÊN TỬ BO 
III - QUANG PHỔ PHÁT XẠ VÀ HẤP THỤ CỦA NGUYÊN TỬ HYĐRÔ 
K 
L 
M 
N 
O 
P 
Laiman 
Banme 
Pasen 
2. Giải thích sự tạo thành quang phổ vạch của hyđrô 
a. Đặc điểm quang phổ vạch phát xạ của nguyên tử hyđrô 
– Dãy Banme có một phần nằm trong vùng tử ngoại và một phần nằm trong vùng ánh sáng nhìn thấy, trong phần này có 4 vạch : vạch đỏ H (  = 0,6563  m), vạch lam H  (   = 0,4861  m), vạch chàm H  (   = 0,4340  m) và vạch tím H  (   = 0,4102  m) 
K 
L 
M 
N 
O 
P 
H  
H  
H  
H 
Laiman 
Banme 
Pasen 
– Dãy Laiman nằm trong vùng tử ngoại 
– Dãy Pasen nằm trong vùng hồng ngoại 
a. Đặc điểm quang phổ vạch phát xạ của nguyên tử hyđrô 
– Dãy Laiman nằm trong vùng tử ngoại 
b. Giải thích 
– Nguyên tử Hyđrô có 1 electron quay xung quanh hạt nhân. Ở trạng thái c ơ bản nguyên tử Hyđrô có năng l ư ợng thấp nhất, electron chuyển động trên quỹ đạo K (gần hạt nhân nhất) 
b. Giải thích 
– Khi nguyên tử nhận đ ư ợc năng l ư ợng kích thích (đốt nóng hoặc chiếu sáng) electron chuyển lên quỹ đạo có mức năng l ư ợng cao h ơ n : L, M, N, O, P, . . . Lúc đó nguyên tử ở trạng thái kích thích, trạng thái này không bền vững (thời gian tồn tại khoảng 10 –8 s) nên ngay sau đó electron lần l ư ợt chuyển về các quỹ đạo có mức năng l ư ợng thấp h ơ n. 
hf mn 
hf mn 
– Mỗi lần electron chuyển từ 1 quỹ đạo có mức năng l ư ợng cao xuống một quỹ đạo có mức năng l ư ợng thấp h ơ n, theo tiên đề 2, nguyên tử phát ra một phôtôn có năng l ư ợng : hf = E cao – E thấp . Lúc đó, nguyên tử phát ra 1 sóng ánh sáng đ ơ n sắc có b ư ớc sóng  xác định ứng với 1 vạch màu xác định trên quang phổ. Do đó, quang phổ của Hyđrô là quang phổ vạch 
+ Dãy Banme đ ư ợc tạo thành khi electron chuyển từ các quỹ đạo bên ngoài về quỹ đạo L, trong đó : Vạch đỏ H (M L), vạch lam H  (N L), vạch chàm H  (O L), vạch H  (P L) 
+ Dãy Lyman đ ư ợc tạo thành khi electron chuyển từ quỹ đạo bên ngoài về quỹ đạo K. 
+ Dãy Pasen đ ư ợc tạo khi electron chuyển từ các quỹ đạo bên ngoài về quỹ đạo M . 
K 
L 
M 
N 
O 
P 
H  
H  
H  
H 
Laiman 
Banme 
Pasen 
MÔ HÌNH HÀNH TINH 
NGUYÊN TỬ 
QUANG PHỔ PHÁT XẠ, 
QUANG PHỔ HẤP THỤ 
CỦA HIĐRÔ 
CÁC TIÊN ĐỀ CỦA BO 
GD 
BÀI 33: MẪU NGUYÊN TỬ BO 
Niels Bohn 
VẬN DỤNG 
Câu 1: Chọn câu sai trong tiên đề về các trạng thái dừng ? 
a. Nguyên tử chỉ tồn tại trong một số trạng thái có năng 
lượng xác định gọi là các trạng thái dừng. 
b. Trong các trạng thái dừng, nguyên tử không bức xạ 
năng lượng. 
c. Trong các trạng thái dừng, electron chuyển động trên 
các quỹ đạo có bán kính hoàn toàn xác định. 
d. Trong trạng thái dừng, electron dừng lại không chuyển 
động. 
VẬN DỤNG 
Câu 1: Chọn câu sai trong tiên đề về các trạng thái dừng ? 
a. Nguyên tử chỉ tồn tại trong một số trạng thái có năng 
lượng xác định gọi là các trạng thái dừng. 
b. Trong các trạng thái dừng, nguyên tử không bức xạ 
năng lượng. 
c. Trong các trạng thái dừng, electron chuyển động trên 
các quỹ đạo có bán kính hoàn toàn xác định. 
d. Trong trạng thái dừng, electron dừng lại không chuyển 
động. 
MÔ HÌNH HÀNH TINH 
NGUYÊN TỬ 
QUANG PHỔ PHÁT XẠ, 
QUANG PHỔ HẤP THỤ 
CỦA HIĐRÔ 
CÁC TIÊN ĐỀ CỦA BO 
GD 
BÀI 33: MẪU NGUYÊN TỬ BO 
Niels Bohn 
VẬN DỤNG 
VẬN DỤNG 
Câu 2: Chọn câu sai trong tiên đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng ? : 
a. Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng cao 
E n sang trạng thái dừng có năng lượng thấp E m thì nó phát ra 
phôtôn có năng lượng đúng bằng E n – E m 
b . Khi nguyên tử đang ở trạng thái có năng lượng thấp E m hấp 
thu được một phôtôn có năng lượng đúng bằng hiệu E n – E m 
thì nó chuyển lên trạng thái năng lượng E n 
c. Khi nguyên tử phát xạ hoặc hấp thụ năng lượng, nó phải 
thay đổi trạng thái dừng 
d. Tiên đề 2 của Bo giải thích được sự phát xạ quang phổ liên 
tục của nguyên tử 
KIỂM TRA BÀI CŨ 
Câu 3. Câu nào dưới đây nói lên nội dung chính xác của khái niệm về quỹ đạo dừng? 
	A. Quỹ đạo có bán kính tỉ lệ với bình phương của các số nguyên liên tiếp. 
	B. Bán kính quỹ đạo có thể tính toán được một cách chính xác. 
	C.Quỹ đạo mà electron bắt buộc phải chuyển động trên đó. 
	D.Quỹ đạo ứng với năng lượng của các trạng thái dừng. 
Vận dụng 
Câu 4.Nội dung của tiên đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng của nguyên tử được phản ánh trong câu nào dưới đây? 
	 A. Nguyên tử phát ra một phôton mỗi lần bức xạ ánh sáng. 
	B. Nguyên tử thu nhận một phôton mỗi lần bức xạ ánh sáng. 
	C. Nguyên tử phát ra ánh sáng nào thì có thể hấp thụ ánh sáng đó. 
	D. Nguyên tử chỉ có thể chuyển từ trạng thái dừng này sang trạng thái dừng khác. Mỗi lần chuyển, nó bức xạ hay hấp thụ một phôton có năng lượng đúng bằng độ chênh lệch năng lượng giữa hai trạng thái đó. 
Vận dụng 
Câu 5. Cho 1eV = 1,6.10 -19 J; h = 6,625.10 -34 J.s; c = 3.10 8 m/s. Khi electron trong nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo dừng có năng lượng E n = -0,85eV sang quỹ đạo dừng có năng lượng E m = -13,60eV thì nguyên tử phát ra một phôtôn có bước sóng: 
	A. 0,0974 μ m.	 
	B. 0,4340 μ m. 
	C. 0,4860 μ m.	 
	D. 0,6563 μ m. 
Chào mừngThầy cô và các em đến với 
" Đố vui vật lí" 
Chân thành cám ơn thầy cô và các em học sinh 
CHÀO TẠM BIỆT! 
Bye  bye ! ! ! 
Chú ý: Bài khá dài slide 12-15 có thể không trình chiếu, mà GV chỉ giảng cho HS hiểu dựa vào tiên đề 2. Hướng dẫn HS học bài hoặc xem trong sgk chứ không nên ghi vô tập , để cò thời gian vận dụng 
GV nên kẻ thêm một bảng phụ về sơ đồ các mức năng lượng như slide 11 nhưng có bổ sung thêm vùng as của mỗi dãy quang phổ để thuận tiện khi vận dụng 
Mong được sự đóng góp của các bạn đồng nghiệp . Chúc các bạn thành công!