Question

10．氦原子被電離一個(gè)核外電子，形成類氫結(jié)構(gòu)的氦離子．已知基態(tài)的氦離子能量為E₁=-54.4eV，氦離子能級(jí)的示意圖如圖所示．以下關(guān)于該基態(tài)的氦離子說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． 該基態(tài)氦離子吸收某種光子發(fā)生躍遷，當(dāng)能量為E₄=-3.4eV時(shí)，氦離子最穩(wěn)定
• B． 能量為48.4eV的光子，能被該基態(tài)氦離子吸收而發(fā)生躍遷
• C． 一個(gè)該基態(tài)氦離子吸收能量為51.0eV的光子后，向低能級(jí)躍遷能輻射6種頻率的光子
• D． 該基態(tài)氦離子吸收一個(gè)光子后，核外電子的動(dòng)能增大

Answer 1

分析 類氫結(jié)構(gòu)的氦離子可以使用玻爾理論來(lái)解答：處于基態(tài)的原子最穩(wěn)定；原子從一個(gè)能量狀態(tài)向另一個(gè)能量狀態(tài)躍遷時(shí)要吸收或放出一定頻率的光子，光子的能量等于兩個(gè)狀態(tài)的 能級(jí)差，即hν=E_m-E_n．結(jié)合庫(kù)侖力提供向心力分析核外電子動(dòng)能的變化．

解答 解：A、根據(jù)玻爾理論的假設(shè)可知，處于基態(tài)的原子最穩(wěn)定，故A錯(cuò)誤；
B、能量為48.4eV的光子，若能被該基態(tài)氦離子吸收，吸收后氦離子的能量：E=-54.4eV+48.4eV=-6.0eV，等于其第3能級(jí)的能量，所以能量為48.4eV的光子，能被該基態(tài)氦離子吸收而躍遷到第3能級(jí)．故B正確；
C、一個(gè)該基態(tài)氦離子吸收能量為51.0eV的光子后，能量為：E=-54.4eV+51eV=-3.4eV，能躍遷到第4能級(jí)，一個(gè)第4能級(jí)的電子向低能級(jí)躍遷時(shí)，最多能輻射3種頻率的光子．故C錯(cuò)誤；
D、該基態(tài)氦離子吸收一個(gè)光子后，核外電子的半徑增大，根據(jù)庫(kù)侖力提供向心力得：$\frac{k{e}^{2}}{{r}^{2}}=\frac{m{v}^{2}}{r}$，可知半徑增大，核外電子的動(dòng)能減�。�故D錯(cuò)誤．
故選：B

點(diǎn)評(píng) 該題中的類氫結(jié)構(gòu)的氦離子在發(fā)生躍遷時(shí)，其變化的規(guī)律與氫原子的情況是相似的，將玻爾理論的知識(shí)遷移過(guò)來(lái)即可正確解答．