Примеры выполнения тестовых заданий

Задание 1. У атома полностью заполнены К и L оболочки. Число состояний электрона в атоме равно …

1)

2

2)

8

3)

10

4)

18

Выполнение задания. Электронной оболочкой называется совокупность электронных состояний в атоме с одинаковым значением главного квантового числа n. Электроны с n = 1 принадлежат К-оболочке, а с n = 2 – L-оболочке.

Состояние электрона в атоме определяется 4 квантовыми числами:

- главное квантовое число n (n = 1,2,3,…);

- орбитальное квантовое число l (l = 0,1,2,…, n-1);

- магнитное квантовое число m (m = 0, ±1, ±2,…, ± l);

- спиновое магнитное квантовое число m_s (m_s = ±1/2).

Число состояний электрона в атоме определяется выражением

N = 2n² = 2·1² + 2·2² = 10.

Ответ: 3) 10

Задание 2. На рисунке изображены стационарные орбиты атома водорода согласно модели Бора, а также условно изображены 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 Бальмера соответствует переход…
1)	2)
3)	4)
5)	6)

Выполнение задания. Согласно второму постулату Бора атомы при переходе из стационарного состояния n₂ с большей энергией в стационарное состояние n₁ с меньшей энергией излучают в виде светового кванта энергию, равную разности энергий и этих состояний

.

С учетом возможных энергетических состояний атома частоты линий в линейчатом спектре атома водорода определяются по формуле

,

где m – масса электрона, e – заряд электрона, h – постоянная Планка, ε_o – электрическая постоянная, R – постоянная Ридберга.

Серии линий водородного спектра:

серия Лаймана n₁ = 1 и n₂ = 2,3,4,…;

серия Бальмера n₁ = 2 и n₂ = 3,4,5,…;

серия Пашена n₁ = 3 и n₂ = 4,5,….

Следовательно, наибольшей частоте кванта в серии Бальмера согласно условию задания соответствует переход .

Ответ: 4)

Задание 3. 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. рисунок) запрещенным переходом является… 1) 4s – 3d 2) 3s – 2p 3) 2p – 1s 4) 4s – 3p

Выполнение задания. Испускание и поглощение света происходит при переходе электрона с одного энергетического уровня на другой. В квантовой механике доказывается, что наиболее вероятны (возможны) только такие переходы, при которых изменение орбитального квантового числа l равно

,

где - разность орбитальных квантовых чисел двух состояний.

Это условие называется правилом отбора.

В зависимости от значений орбитального квантового числа приняты следующие обозначения состояний электрона в атомах:

s-состояние при l = 0; p-состояние при l = 1; d-состояние при l = 2 и т.д. Серии Лаймана (СЛ) соответствуют переходы (n = 2,3,...), серии Бальмера (СБ) – , и (n = 3,4,…) и т.д. (см. рисунок). Следовательно, запрещенным переходом является переход 4s – 3d.

Ответ: 1) 4s – 3d