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1、第十八章原子结构第十八章原子结构 第第3 3节节 氢原子光谱氢原子光谱 早在早在1717世纪，牛顿就发现了日世纪，牛顿就发现了日光通过三棱镜后的色散现象，并把光通过三棱镜后的色散现象，并把实验中得到的实验中得到的彩色光带彩色光带叫做叫做光谱光谱.一、光谱一、光谱 光谱光谱是电磁辐射（不论是在可见是电磁辐射（不论是在可见光区域还是在不可见光区域）的波长光区域还是在不可见光区域）的波长成分和强度分布的记录。有时只是波成分和强度分布的记录。有时只是波长成分的记录。长成分的记录。发射光谱可分为两类：发射光谱可分为两类：连续光谱连续光谱和和明线光谱明线光谱。1.1.发射光谱发射光谱物体发光直接产生的光谱
2、叫做物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱发射光谱（1 1）连续光谱）连续光谱 连续分布连续分布的包含有从红光的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱。续光谱。炽热的固体、液体和炽热的固体、液体和高压气体高压气体的发射光谱是连续光的发射光谱是连续光谱。例如白炽灯丝发出的光、谱。例如白炽灯丝发出的光、烛焰、炽热的钢水发出的光都烛焰、炽热的钢水发出的光都形成连续光谱。形成连续光谱。（2 2）明线光谱）明线光谱 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叫的光谱叫做明线光谱。明线光谱中的亮线叫谱线，做明线光谱。明线光谱中的亮线叫谱线，各条谱线对应不同波长的光。各条
3、谱线对应不同波长的光。稀薄气体稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱或金属的蒸气的发射光谱是明线光谱。是明线光谱。明线光谱是由游离状态的原子发射的，明线光谱是由游离状态的原子发射的，所以也叫原子的光谱。实践证明，原子所以也叫原子的光谱。实践证明，原子不同，发射的明线光谱也不同，每种原不同，发射的明线光谱也不同，每种原子只能发出具有本身特征的某些波长的子只能发出具有本身特征的某些波长的光，因此光，因此明线光谱的谱线也叫原子的特明线光谱的谱线也叫原子的特征谱线。征谱线。2.2.吸收光谱吸收光谱 高温物体发出的白光（其中包含连续高温物体发出的白光（其中包含连续分布的一切波长的光）通过物质时，某些分布的一切波
4、长的光）通过物质时，某些波长的光被物质吸收后产生的光谱，叫做波长的光被物质吸收后产生的光谱，叫做吸收光谱。各种原子的吸收光谱中的每一吸收光谱。各种原子的吸收光谱中的每一条暗线都跟该种原子的原子的发射光谱中条暗线都跟该种原子的原子的发射光谱中的一条明线相对应。这表明，的一条明线相对应。这表明，低温气体原低温气体原子吸收的光，恰好就是这种原子在高温时子吸收的光，恰好就是这种原子在高温时发出的光发出的光。因此吸收光谱中的暗谱线，也。因此吸收光谱中的暗谱线，也是原子的特征谱线。太阳的光谱是吸收光是原子的特征谱线。太阳的光谱是吸收光谱。谱。3.3.光谱分析光谱分析 由于每种原子都有自己的特征谱线，由于每
5、种原子都有自己的特征谱线，因此可以根据光谱来鉴别物质和确定的化因此可以根据光谱来鉴别物质和确定的化学组成。这种方法叫做光谱分析。学组成。这种方法叫做光谱分析。原子光谱的不连续性反映出原子结原子光谱的不连续性反映出原子结构的不连续性，所以光谱分析也可以用于构的不连续性，所以光谱分析也可以用于探索原子的结构。探索原子的结构。氢原子是最简单的原子，其光氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单谱也最简单二、氢原子光谱二、氢原子光谱221111()3,4,5,.2Rnnm7巴耳末公式 R=1.10 10里德伯常量 按经典理论电子绕核旋转，作按经典理论电子绕核旋转，作加速运动，电子将不断向四周辐射加速运动，电
6、子将不断向四周辐射电磁波，它的能量不断减小，从而电磁波，它的能量不断减小，从而将逐渐靠近原子核，最后落入原子将逐渐靠近原子核，最后落入原子核中核中;卢瑟福原子核式模型无法解卢瑟福原子核式模型无法解释氢原子光谱的规律释氢原子光谱的规律:轨道及转动频率不断变化，轨道及转动频率不断变化，辐射电磁波频率也是连续的，辐射电磁波频率也是连续的，原原子光谱应是连续的光谱。实验表子光谱应是连续的光谱。实验表明原子相当稳定，这一结论与实明原子相当稳定，这一结论与实验不符。实验测得原子光谱是不验不符。实验测得原子光谱是不续的谱线。续的谱线。发射光谱发射光谱定义：定义：由发光体直接产生的光谱由发光体直接产生的光谱连
7、续光谱连续光谱产生条件：炽热的固体、液体产生条件：炽热的固体、液体和高压气体发光形成的和高压气体发光形成的光谱的形式：连续分布，一光谱的形式：连续分布，一切波长的光都有切波长的光都有线状光谱线状光谱（原子光谱）（原子光谱）产生条件：稀薄气体发光产生条件：稀薄气体发光形成的光谱形成的光谱光谱形式：一些不连续的明光谱形式：一些不连续的明线组成，不同元素的明线光线组成，不同元素的明线光谱不同（又叫特征光谱）谱不同（又叫特征光谱）各种光谱的特点及成因：各种光谱的特点及成因：吸收光谱吸收光谱定义：定义：连续光谱中某些波长的光连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的光谱被物质吸收后产生的光谱产生条件：产生条件：炽热的白光通过温炽热的白光通过温度较白光低的气体后，再色散度较白光低的气体后，再色散形成的形成的光谱形式：光谱形式：用分光镜观察时，用分光镜观察时，见到连续光谱背景上出现一些见到连续光谱背景上出现一些暗线（与特征谱线相对应）暗线（与特征谱线相对应）各种光谱的特点及成因：各种光谱的特点及成因：
