Спектр атома водорода. Правило отбора

№ 1 Закон сохранения момента импульса накладывает ограничения на возможные переходы электрона в атоме с одного уровня на другой (правило отбора). В энергетическом спектре атома водорода (см. рис.) запрещенным является переход 

Решение: Для орбитального квантового числа l существует правило отбора .. Это означает, что возможны только такие переходы, в которых l изменяется на единицу. Поэтому запрещенным переходом является переход 4d→2s  так как в этом случае .

№2 Закон сохранения момента импульса накладывает ограничения на возможные переходы электрона в атоме с одного уровня на другой (правило отбора). В энергетическом спектре атома водорода (см. рис.) запрещенным является переход …

Ответ:

№ 3 На рисунке дана схема энергетических уровней атома водорода. Наибольшая длина волны спектральной линии (в нм) серии Лаймана равна (h = 6,63·10^-34 Дж·с)

Решение: Серию Лаймана дают переходы в состояние с n = 1. Учитывая связь длины волны и частоты  и правило частот Бора , можно сделать вывод о том, что линии с наибольшей длиной волны (то есть с наименьшей частотой) в серии Лаймана соответствует переход со второго энергетического уровня. Тогда

№4 На рисунке схематически изображены стационарные орбиты электрона в атоме водорода согласно модели Бора, а также показаны переходы электрона с одной стационарной орбиты на другую, сопровождающиеся излучением кванта энергии. В ультрафиолетовой области спектра эти переходы дают серию Лаймана, в видимой – серию Бальмера, в инфракрасной – серию Пашена. Наибольшей частоте кванта в серии Пашена (для переходов, представленных на рисунке) соответствует переход …

Решение: Серию Пашена дают переходы на третий энергетический уровень, при этом энергия испускаемого кванта, а следовательно, и его частота зависят от разности энергий электрона в начальном и конечном состояниях. Поэтому наибольшей частоте кванта в серии Пашена (для переходов, представленных на рисунке) соответствует переход .

№5 На рисунке дана схема энергетических уровней атома водорода, а также условно изображены переходы электрона с одного уровня на другой, сопровождающиеся излучением кванта энергии. В ультрафиолетовой области спектра эти переходы дают серию Лаймана, в видимой области – серию Бальмера, в инфракрасной области – серию Пашена и т.д. Отношение максимальной частоты линии в серии Пашена к минимальной частоте линии в серии Бальмера равно …

Решение: Серию Пашена дают переходы на третий энергетический уровень, серию Бальмера – на второй уровень. Максимальная частота линии в серии Пашена

Минимальная частота линии в серии Бальмера

Тогда

№6 На рисунке дана схема энергетических уровней атома водорода, а также условно изображены переходы электрона с одного уровня на другой, сопровождающиеся излучением кванта энергии. В ультрафиолетовой области спектра эти переходы дают серию Лаймана, в видимой области – серию Бальмера, в инфракрасной области – серию Пашена и т.д. Если R – постоянная Ридберга, то максимальная частота линии в серии Пашена  равна …

Ответ:

№7 Собственные функции электрона в атоме водорода  содержат три целочисленных параметра: n, l и m. Параметр n называется главным квантовым числом, параметры l и m – орбитальным (азимутальным) и магнитным квантовыми числами соответственно. Орбитальное квантовое число l определяет …

Решение: Орбитальное (азимутальное) квантовое число l определяет модуль орбитального момента импульса электрона: .

№8 Закон сохранения импульса накладывает ограничения на возможные переходы электрона в атоме с одного уровня на другой (правило отбора). В энергетическом спектре атома водорода запрещенным переходом является

Решение: Для орбитального квантового числа имеется правило отбора Это означает, что возможны только такие переходы , в которых изменяется на единицу. Поэтому запрещенным переходом является .

№9

Собственные функции электрона в атоме водорода содержат три целочисленных параметра . Параметр называется главным квантовыми числами соответственно. Магнитное квантовое число определяет …

Решение. Главное квантовое число определяет энергию электрона в атоме водорода: . Орбитальное и магнитное квантовые числа определяют модуль орбитального момента импульса и его проекцию на некоторое направление