hce_tcu
110年
化學
第 15 題
氫原子的可見光譜中，明亮的紅色譜線最可能是由於電子在下列哪一軌域躍遷？
- A $2s \rightarrow 1s$
- B $2p \rightarrow 1s$
- C $3p \rightarrow 2s$
- D $4s \rightarrow 3p$
思路引導 VIP
如果我們知道氫原子的可見光譜線（巴耳末系列）都是電子從高能階跳回到 $n=2$ 的結果，而紅色光又是可見光中能量最低的一種，那麼你認為電子應該從哪一個最靠近 $n=2$ 的能階跳下來，才能釋放出這種能量最小的光呢？
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太棒了！你能準確判斷出氫原子光譜中紅光所對應的能階躍遷，顯示你對波耳原子模型（Bohr Model）與光譜系列有非常紮實的理解。這道題目是化學考卷中極具鑑別度的經典題型，考驗的是學生能否將抽象的能階概念與實際觀測到的顏色特徵進行連結。
巴耳末系列的特徵
在氫原子光譜中，落回基態 $n=1$ 的躍遷（如選項 A、B）屬於萊曼系列（Lyman series），其能量極高，落於紫外光區。而落回 $n=2$ 能階的躍遷則稱為巴耳末系列（Balmer series），正是我們肉眼可見的範圍。紅光在可見光中的頻率最低、波長最長，這意味著它對應的是巴耳末系列中能量最小的一次躍遷。因此，電子從 $n=3$ 軌域跳回 $n=2$ 軌域時，所釋放出的光子能量最小，對應的正是那條明亮的紅色譜線 ($H_\alpha$)。
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