原子的核式结构、原子核的组成
原子与原子核——知识介绍

原子和原子核 ——知识介绍一.原子结构(一)原子的核式结构人们认识原子有复杂结构是从1897年汤姆生发现电子开始的。
汤姆生通过研究对阴极射线的分析发现了电子,从而知道,电子是原子的组成部分,为了保持原子的电中性,除了带负电的电子外,还必须有等量的正电荷。
因此汤姆生提出了“葡萄干面包”模型:正电荷部分连续分布于整个原子,电子镶在其中。
1909年卢瑟福在α粒子散射实验中,以α粒子轰击重金属箔发现:大多数α粒子穿过薄膜后的散射角很小,但还有八千分之一的α粒子,散射角超过了900,有些甚至被弹回来,散射角几乎达到1800。
1911年卢瑟福提出了原子核式结构模型:在原子的中心有一个很小的核称为原子核,原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里,带负电的电子在核外空间绕核高速旋转。
从α粒子散射实验的数据可以估计出原子核的大小约为10-15——10-14米,原子半径大约为10-10米。
原子核式结构模型较好的解释了α粒子散射实验现象,也说明了汤姆生的“葡萄干面包”模型是错误的。
(二)玻尔的氢原子理论1.1.巴耳末公式1885年,瑞士物理学家巴耳末首先发现氢原子光谱中可见光区的四条谱线的波长,可用一经验公式来表示:)121(122n R -=λ n =3,4,5……式中λ为波长,R =×10 7米-1称为里德伯恒量,上式称为巴耳末公式。
2.2.里德伯公式1889年,里德伯发现氢原子光谱德所有谱线波长可用一个普通的经验公式表示出来:)11(122n m R -=λ式中n=m+1,m+2,m+3……,上式称为里德伯公式。
对于每一个m ,上式可构成一个光谱系: m=1,n=2,3,4……赖曼系(紫外区)m=2,n=3,4,5……巴尔末系(可见光区)m=3,n=4,5,6……帕邢系(红外区)m=4,n=5,6,7……布喇开系(远红外区)3.3.玻尔的氢原子理论卢瑟福的原子核式结构模型能成功地解释α粒子散射实验,但无法解释原子的稳定性和原子光谱是明线光谱等问题。
原子核的组成和结构

原子核的组成和结构原子核是原子的中心部分。
它包含带有正电荷的质子和没有电荷的中性粒子——中子。
原子核是原子的能级结构和行为的重要组成部分。
了解原子核的组成和结构对于理解化学和物理学基础是非常重要的。
一、原子核的发现原子核的探索开始于1896年。
当时,法国物理学家亨利·贝克勒尔(Henri Becquerel)在研究射线时发现了放射性现象。
他发现铀晶体放射出一种射线,这种射线可以穿过一些物质并使他们发光。
几年后,在这个领域工作的人们发现了放射性核素的概念,这些元素以放射性方式分解。
放射性现象的研究推动了放射性粒子的发现。
玛丽·居里和皮埃尔·居里夫妇最初研究射线的时候,认为它们是原子中的一部分,但很快发现这些粒子比原子小。
他们发现了三种辐射:α粒子、β粒子和伽马射线。
这三种粒子中,α粒子在实验中有最强的影响力。
因此,物理学家认为他们可能是原子核的组成成分。
在1911年,欧内斯特·卢瑟福进行了一项著名的实验,他发现α粒子受到原子核的强力反弹,证明了这个想法。
二、原子核的组成原子核由质子和中子组成。
质子和中子是一种称为核子的粒子。
质子带有正电荷,中子是电中性的。
当数量相等的质子和中子结合起来时,它们形成了原子核。
原子核的构成物是质子和中子,它们对核的特性和反应起了很大作用。
一个原子核的质子数量也被称为原子序数,通常用一个字母“Z”代表。
原子核的中子数量被称为中子数,它通常用一个字母“N”代表。
因此,原子核的总数(即质子和中子的总和)通常表示为“Z+N”。
三、原子核的结构原子核的结构是非常有序的。
质子和中子排列成一定的模式,这些模式对原子核的稳定性具有重要意义。
核外的电子决定原子的化学特性。
在原子成分的透明条件下,两种或三种不同的原子可能有相同的化学特性。
因此,原子核中的化学性质是很清楚的但并不是很重要的。
然而,核的结构对原子的物理性质和行为起到了重要的作用。
一些重要的概念,用于解释核的结构,包括:1、质子互斥原理:对于结果i≠j的两个质子,在核能量给定的条件下,它们之间总是存在排斥力,使得势能有始有终。
《主题九 第一节 原子结构 原子核的组成》教学设计教学反思

《原子结构原子核的组成》教学设计方案(第一课时)一、教学目标1. 理解原子结构,了解原子的核式模型;2. 掌握原子核的组成,理解质子、中子的作用;3. 培养观察、分析和解决问题的能力。
二、教学重难点1. 教学重点:原子结构的核式模型,质子、中子的作用;2. 教学难点:理解原子核的组成,掌握核力等相关观点。
三、教学准备1. 准备教学PPT,包含图片、动画和视频等素材;2. 准备相关实验器械,如粒子加速器等;3. 准备习题集,供学生练习稳固所学知识。
四、教学过程:本节是《原子结构原子核的组成》的教学设计,分两个课时,第一课时主要是对原子结构的学习。
本节课我们主要介绍教学过程,包括教学目标、教学内容、教学步骤和教学方法等。
1. 教学目标(1)知识与技能:了解原子的构成,理解原子核的组成,掌握原子核中质子和中子的数量干系;(2)过程与方法:通过实验探究和理论分析,培养学生的观察、分析和解决问题的能力;(3)情感态度与价值观:激发学生对科学探索的兴趣,培养科学精神。
2. 教学内容(1)引入原子结构:通过一些常见的物质和现象,引导学生思考原子的构成;(2)原子核的组成:介绍原子核的组成,包括质子和中子;(3)质子数与中子数的干系:通过实验探究和理论分析,得出质子数与中子数之间的干系;(4)教学小结:总结本节课的主要内容,强调重点和难点。
3. 教学步骤(1)导入新课:通过一些常见的物质和现象,引导学生思考原子的构成;(2)讲解原子结构:介绍原子的构成,包括电子、质子和中子等;(3)实验探究:进行一些简单的实验,让学生观察原子核的组成;(4)理论分析:通过实验数据和计算结果,得出质子数与中子数之间的干系;(5)讨论与思考:引导学生思考原子核的其他性质和功能;(6)小结本节:总结本节课的主要内容,强调重点和难点。
4. 教学方法(1)观察法:通过观察物质和现象,引导学生思考原子的构成;(2)讨论法:通过讨论和思考,培养学生的观察、分析和解决问题的能力;(3)讲授法:通过教师的讲解,帮助学生理解原子核的组成和性质。
原子的核式结构范文

原子的核式结构范文原子是构成物质的最基本单位,由原子核和电子云组成。
原子核是原子的中心部分,其核式结构是指核内的粒子组织和排列方式。
下面将详细介绍原子核的结构和特点。
原子核由质子和中子组成。
质子带有正电荷,具有质量,中子不带电荷,也具有质量。
质子和中子称为核子。
质子和中子合称为核子是因为它们都存在于原子核内,与电子相比,核子具有更大的质量。
质子和中子以一种特定的方式排列在原子核内部。
质子和中子的数量决定了元素的原子核质量。
原子核的质量数等于质子数加上中子数。
不同元素的原子核可以有不同的质量数和质子数,从而形成不同的元素。
原子核的直径通常约为10^-15米,相比于整个原子的大小,原子核的体积非常小。
这也意味着原子核非常致密,其中包含了绝大部分原子的质量。
原子核的稳定性与核子的排列方式和核力有关。
核力是一种相对于电磁力和重力的短程力,它保持质子和中子在原子核内部的结合。
核力是一种非常强大的力量,能够克服质子之间的排斥力,使得原子核保持稳定。
当核子的排列方式和核力达到一定的平衡时,原子核就是稳定的。
然而,当核子的排列方式不稳定时,原子核就会发生衰变,放出粒子或辐射以保持稳定。
原子核的稳定性还与核子的质量数有关。
在相同的质子数下,中子数的增加会增加原子核的稳定性。
这是因为中子的加入会增加核力的作用范围,从而增加质子之间的吸引力。
然而,在质子数超过一定范围后,增加中子数将不再增加原子核的稳定性,甚至会减弱稳定性。
这将导致核子之间的斥力增加,使原子核变得不稳定。
核式结构还可以用核壳模型来解释。
核壳模型是描述原子核内部核子排列方式的模型。
它类似于原子外部的电子壳层结构。
核壳模型认为原子核由能级较低的核壳层和能级较高的核壳层组成,类似于电子的能级结构。
核壳模型解释了为什么一些特定核子的数目更稳定。
例如,在一些原子核中,质子或中子的数目正好达到一些特定值时,原子核更稳定。
这被称为“魔数”现象。
魔数对应着核壳层的填充情况,类似于电子壳层填充到满壳时的稳定性。
山东省高中物理第十八章原子结构第2节原子的核式结构模型讲义(含解析)新人教版

第2节原子的核式结构模型1.α粒子散射实验结果:绝大多数α粒子穿过金箔后,基本上仍沿原来的方向前进,但有少数α粒子发生了大角度偏转,偏转的角度甚至大于90°。
2.原子结构模型:在原子的中心有一个很小的核叫原子核,原子的所有正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里,带负电的电子在核外空间里绕核旋转。
3.原子核由质子和中子组成,原子核的电荷数等于原子核中的质子数。
4.原子半径的数量级为10-10m,原子核半径的数量级为10-15 m。
一、汤姆孙的原子模型汤姆孙于1898年提出了原子模型,他认为原子是一个球体,正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内,电子镶嵌在球中。
汤姆孙的原子模型,小圆点代表正电荷,大圆点代表电子。
汤姆孙的原子模型被称为西瓜模型或枣糕模型,该模型能解释一些实验现象,但后来被α粒子散射实验否定了。
二、α粒子散射实验1.α粒子α粒子是从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子,含有两个单位的正电荷,质量为氢原子质量的4倍。
2.实验方法用α粒子源发射的α粒子束轰击金箔,用带有荧光屏的放大镜,在水平面内不同方向对散射的α粒子进行观察,根据散射到各方向的α粒子所占的比例,可以推知原子中正、负电荷的分布情况。
3.实验装置4.实验现象(1)绝大多数的α粒子穿过金箔后,基本上仍沿原来的方向前进。
(2)少数α粒子发生了大角度偏转;偏转的角度甚至大于90°,它们几乎被“撞了回来”。
5.实验意义卢瑟福通过α粒子散射实验,否定了汤姆孙的原子模型,建立了核式结构模型。
三、卢瑟福的核式结构模型1.核式结构模型:1911年由卢瑟福提出,原子中带正电的部分体积很小,但几乎占有全部质量,电子在正电体的外面运动。
2.原子核的电荷与尺度1.自主思考——判一判(1)汤姆孙的枣糕式模型认为原子是一个球体,正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内。
(√)(2)α粒子带有一个单位的正电荷,质量为氢原子质量的2倍。
(×)(3)α粒子散射实验证实了汤姆孙的枣糕式原子模型。
化学九年级上册知识点原子

化学九年级上册知识点原子在化学的世界中,原子是构成一切物质的基本单位。
对于九年级的学生来说,理解原子的基本概念和相关知识点是非常重要的。
本文将从原子的结构、原子的组成以及原子的性质等方面详细介绍九年级上册化学中关于原子的知识。
一、原子的结构原子是物质的最小单位,由原子核和电子云组成。
原子核位于原子的中心,由带电的质子和不带电的中子组成。
电子云则是环绕原子核运动的带负电荷的粒子。
原子的结构可以用以下公式表示:原子 = 质子 + 中子 + 电子。
1.1 原子核原子核是原子的中心部分,由带正电的质子和不带电的中子组成。
质子的质量约为1.67 × 10^-27千克,电荷为+1。
质子的数量决定了元素的原子序数,也就是元素周期表中的序号。
中子的质量与质子相近,但不带电。
1.2 电子云电子云是环绕原子核的带电粒子的区域。
电子的质量非常轻,约为9.11 × 10^-31千克,电荷为-1。
电子云并不是一个轨道,而是一个模糊的区域,表示了电子的可能位置。
电子云的分布与能级有关,能级越低,电子云越接近原子核。
二、原子的组成原子由带电的质子和不带电的中子组成原子核,周围环绕着带负电荷的电子。
这些组成部分的数量决定了原子的特性。
2.1 质子数质子数决定了原子的元素。
不同的元素具有不同数量的质子。
例如,氧原子的质子数为8,铁原子的质子数为26。
我们可以通过查看元素周期表来确定不同元素的质子数。
2.2 中子数中子数是指原子核中不带电的粒子的数量。
相同元素的不同同位素具有不同数量的中子。
例如,氧的同位素有氧-16和氧-17,分别具有8个和9个中子。
2.3 原子序数原子序数即为元素周期表中的序号,它等于原子核中的质子数。
原子序数决定了元素的特性和元素在周期表中的位置。
例如,氧的原子序数为8,铁的原子序数为26。
三、原子的性质原子具有一系列的性质,包括原子的尺寸、原子的质量以及原子的化学活性等。
3.1 原子的尺寸原子的尺寸极小,约为0.1纳米(1纳米等于10^-9米)。
2020高考备考物理重难点《原子结构和原子核》(附答案解析版)

重难点10 原子结构和原子核【知识梳理】一、氢原子光谱、氢原子的能级、能级公式 1.原子的核式结构(1)电子的发现:英国物理学家汤姆孙发现了电子。
(2)α粒子散射实验:1909~1911年,英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验,实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进,但有少数α粒子发生了大角度偏转,偏转的角度甚至大于90°,也就是说它们几乎被“撞”了回来。
(3)原子的核式结构模型:在原子中心有一个很小的核,原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里,带负电的电子在核外空间绕核旋转。
2.光谱 (1)光谱用光栅或棱镜可以把光按波长展开,获得光的波长(频率)和强度分布的记录,即光谱。
(2)光谱分类有些光谱是一条条的亮线,这样的光谱叫做线状谱。
有的光谱是连在一起的光带,这样的光谱叫做连续谱。
(3)氢原子光谱的实验规律巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线,其波长公式1λ=R ⎝⎛⎭⎫122-1n 2,(n =3,4,5,…),R 是里德伯常量,R =1.10×107 m -1,n 为量子数。
3.玻尔理论(1)定态:原子只能处于一系列不连续的能量状态中,在这些能量状态中原子是稳定的,电子虽然绕核运动,但并不向外辐射能量。
(2)跃迁:原子从一种定态跃迁到另一种定态时,它辐射或吸收一定频率的光子,光子的能量由这两个定态的能量差决定,即hν=E m -E n 。
(h 是普朗克常量,h =6.63×10-34 J·s ) (3)轨道:原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应。
原子的定态是不连续的,因此电子的可能轨道也是不连续的。
4.氢原子的能级、能级公式 (1)氢原子的能级 能级图如图所示(2)氢原子的能级和轨道半径①氢原子的能级公式:E n=1n2E1(n=1,2,3,…),其中E1为基态能量,其数值为E1=-13.6 eV。
原子核式结构模型

原子核式结构模型原子核是原子的核心部分,由质子和中子组成。
原子核的结构可以使用原子核式结构模型来描述。
该模型最早由曼谷教授鲁特福德于1911年提出,通过实验验证得到了广泛认可。
本文将详细介绍原子核式结构模型及其主要特点。
原子核式结构模型的核心概念是原子核的存在和构成方式。
根据实验结果,鲁特福德提出了原子核中心存在着正电荷和质量集中的核,质子和中子是核的基本组成部分。
质子带有正电荷,中子没有电荷,两者的质量几乎相等。
原子核的直径约为10^-15米,而整个原子的直径约为10^-10米,原子核占据原子体积只有极小的比例。
在原子核式结构模型中,原子核由质子和中子组成。
质子和中子存在于核的特定位置,形成一个紧密排列的结构。
质子和中子通过强相互作用力紧紧地束缚在一起,使得原子核保持了相对稳定的结构。
质子和中子的数量决定了原子核的质量数,在同位素中,质子数相同而质量数不同的原子核被称为同位素。
原子核的正电荷主要来自于质子,而质子数量决定了原子核的电荷数。
原子核的电荷数和质量数不同构成了不同元素的原子核,以及同位素的不同核。
原子的核电荷数决定了原子的化学性质,是元素之间发生化学反应的重要因素。
由于原子核的直径极小,通过实验观察原子核结构是非常困难的。
鲁特福德利用了阿尔法粒子散射实验,发现阿尔法粒子在经过薄金属膜时会被散射。
根据散射角的测量结果,鲁特福德得出了原子核式结构模型。
通过计算散射粒子的运动和能量,他得出了原子核的直径和正电荷的分布情况。
原子核式结构模型的主要特点是原子核中心存在着具有正电荷和质量集中的核,质子和中子是原子核的基本组成部分。
原子核质量数通过质子和中子的数量决定,而电荷数通过质子的数量决定。
原子核的直径约为10^-15米,是原子体积的一小部分。
原子核通过强相互作用力将质子和中子紧密地束缚在一起,保持着相对稳定的结构。
总结起来,原子核式结构模型是对原子核的结构和构成方式的描述。
它通过实验证据得到了广泛认可,成为了解释原子核性质和行为的重要模型。
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一、单选题:本大题共18小题,从第1小题到第3小题每题3分小计9分;从第4小题到第18小题每题4分小计60分;共计69分。
1、根据玻尔理论,氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道后[ ]A.原子的能量增加,电子的动能减少B.原子的能量增加,电子的动能增加C.原子的能量减少,电子的动能减少D.原子的能量减少,电子的动能增加2、如图所示,是原子核人工转变实验装置示意图,A是α粒子源,F是铝箔,S为荧光屏.在容器中充入氮气后屏S上出现闪光,该闪光是由于[ ] A.α粒子射到屏上产生的B.α粒子从氮核里打出的粒子射到屏上产生的C.α粒子从F上打出的某种粒子射到屏上产生的D.粒子源中放出的γ射线射到屏上产生的3、氢原子光谱在可见光部分有4条光谱线.一条红色,一条蓝色,两条紫色,它们分别是从n=3、4、5、6能级向n=2的能级跃迁产生的,则[ ]A.色光谱线是氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁产生的.B.蓝色光谱线是氢原子从n=6或n=5能级向n=2能级跃迁产生的.C.从n=6能级向n=1能级跃迁将产生紫外光.D.若原子从n=6向n=2能级跃迁所产生的辐射不能使金属产生光电效应,则原子从n=6向n=3能级跃迁所产生的辐射可能使金属产生光电效应.4、根据卢瑟福的原子核式结构模型,下列说法正确的是[]A.原子中的正电荷均匀分布在整个原子范围内B.原子中的质量均匀分布在整个原子范围内C.原子中的正电荷和质量都均匀分布在整个原子范围内D.原子中的正电荷和几乎全部质量都集中在很小的区域范围内5、图为粒子轰击金原子核发生散射现象的实验中,一同学绘制的四个粒子的轨迹示意图,其中绘制基本正确的是[ ]A.①、②、④粒子的径迹 B.①、②、③粒子的径迹C.②、③、④粒子的径迹 D.①、③、④粒子的径迹6、两个同位素原子核符号分别为Y,那么正确的是[ ]A.M=N B.A=BC.M-A=N-B D.M-N=A-B7、目前普遍认为,质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成,u夸克带电量为,d夸克带电量为,e为元电荷,则:[ ]A.质子由1个u夸克和1个d夸克组成,中子由1个u夸克和2个d夸克组成B.质子由2个u夸克和1个d夸克组成,中子由1个u夸克和2个d夸克组成C.质子由1个u夸克和2个d夸克组成,中子由2个u夸克和1个d夸克组成D.质子由2个u夸克和1个d夸克组成,中子由1个u夸克和1个d夸克组成8、卢瑟福做α粒子散射实验时用的“靶”是金箔,这是由于金是延展性最好的金属,薄的金箔可以做到只有几十纳米厚.例如某金箔的厚度是80nm(1nm=10-9m),并认为其中的金原子是紧密排列的,那么α粒子在穿过这金箔的过程中,需要穿过的金原子数最接近下面的哪一个?[ ] A.2000 B.200C.20 D.29、粒子散射实验:用粒子轰击金箔,实验中发现粒子[ ]A.全部穿过或发生很小的偏转B.绝大多数穿过,只有少数发生很大偏转,甚至极少数被弹回C.绝大多数发生很大偏转,甚至被弹回,只有少数穿过D.全部发生很大的偏转10、在粒子散射实验中,粒子轰击金箔后可以观察到的现象是[ ]A.粒子全部穿过金箔或几乎不发生偏转B.绝大多数粒子穿过金箔,只有少数发生很大偏转,甚至极少数被弹回C.绝大多数粒子发生很大偏转,甚至被弹回,只有极少数能穿过D.粒子全部发生很大偏转,甚至被弹回11、氧核中,是由若干质子和若干中子组成的[ ] A.8个质子,17个中子;B.8个质子,9个中子;C.17个质子,8个中子;D.9个质子,8个中子.12、卢瑟福α粒子散射实验的结果[ ]A、证明了质子的存在B、证明了原子核是由质子和中子组成的C、说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上D、说明原子中的电子只能在某些不连续的轨道上运动13、卢瑟福的α粒子散射实验证明了[ ]A.原子核的存在B.原子能级的存在C.电子的存在 D.原子核具有放射性14、在卢瑟福的α粒子散射实验中,有少数α粒子发生很大角度偏转,其原因是[ ]A.原子的正电荷和绝大部分质量都集中在一个很小的核上B.正电荷在原子中不是集中分布的C.原子中存在着带负电的电子D.原子只能处于一系列不连续的能量状态中15、卢瑟福提出的原子的核式结构学说,包括下列内容中的哪一些?[ ](1)原子中心有一个很小的原子核(2)原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里(3)原子核由质子、中子和电子组成的(4)电子在核外绕原子核旋转A.只包括(1)(3) B.只包括(1)(2)(4)C.只包括(2)(3)(4) D.(1)(2)(3)(4)都包括16、对一种未知特性的X粒子进行有关实验,获得如下结果:X粒子在磁场中的偏转方向与α粒子相同,X粒子的荷质比是α粒子的荷质比的2/3.下列符号中哪一个对X粒子最合适[]17、同位素是指[ ]A.核子数相同而中子数不同的原子B.核子数相同而质子数不同的原子C.中子数相同而核子数不同的原子D.质子数相同而核子数不同的原子18、根据卢瑟福的原子核式结构模型,下列说法正确的是:[ ]A.原子中的正电荷均匀分布在整个原子范围内B.原子中的质量均匀分布在整个原子范围内C.原子中的正电荷和质量都均匀分布在整个原子范围内D.原子中的正电荷和几乎全部质量都集中在很小的区域范围内二、填空题:本大题共3小题,从第19小题到第20小题每题4分小计8分;第21小题为6分;共计14分。
19、根据原子的核式结构来分析:当一束α粒子穿过金箔后,为何能出现把α粒子按绝大多数、少数、极少数这样分类的三种不同运动轨迹?答:______________________________________________________.20、α粒子与金核Au197发生对心碰撞时,能够接近金核的最小距离为2×m,试估算金核的密度为_________.(1u=1.660×10-27kg)21、图为一名宇航员“漂浮”在地球外层空间的照片,根据照片展现的情景提出两个与物理知识有关的问题(所提的问题可以涉及力学、电磁学、热学、光学、原子物理学等各个部分,只需要提出问题,不必作出回答和解释):例:这名“漂浮”在空气中的宇航员相对地球是运动还是静止.①___________________________________.②___________________________________.三、多选题:本大题共1小题,第22小题为4分;共计4分。
22、同位素指的是[] A.具有相同的核子数而质子数不同的原子B.具有相同的质子数而核子数不同的原子C.具有相同的核子数而中子数不同的原子D.具有相同的质子数而中子数不同的原子四、计算题:本大题共1小题,第23小题为10分;共计10分。
23、氢原子处于基态时,能量为-13.6eV,电子轨道半径为r1,电子电量为e,静电引力恒量为k.若氢原子的电子跃迁到n=3的轨道上,求①原子将吸收或放出多少能量?②电子在n=3的轨道上运动时,轨道半径为多少?③电子在n=3的轨道上运动的动能E k3为多少?一、单选题:本大题共18小题,从第1小题到第3小题每题3分小计9分;从第4小题到第18小题每题4分小计60分;共计69分。
1、◆标准答案:D★ 试题提示:根据玻尔理论原子的能级公式为E n=,从外层轨道跃迁到内层轨道,量子数由大变小,所以原子的能量减少.原子减少的能量以光子的形式辐射出去.由于原子核对电子的库仑力为电子绕核做匀速做圆周运动的向心力.根据牛顿第二运动定律、库仑定律和向心加速度公式,有:,又根据玻尔理论的轨道公式:r n=n2 r1.综合上述公式可知,电子在轨道上运动时的动能为:.当轨道量子数减少时,电子的动能增加.此题涉及原子能量、电子动能和势能两方面问题.玻尔应用量子化假设很好地解释了氢原子能级(能量)问题.氢原子只能处于一些不连续的能量状态,这些能量状态与核外电子沿不同的圆形轨道绕核运转(动能+势能)相对应.量子数为n(对应电子在第n条轨道上)的氢原子能量为.氢原子由于吸收或辐射光子而使能量改变时,能量的改变不能是任意的,只能为两个能级之差.当氢原子核外电子从高能级向低能级(从n较大的高轨道向n较小的低轨道)跃迁时,氢原子辐射光子能量后减少;电子动能(速度)增加;电场力对电子做正功,电子的电势能减少.在分析核外电子动能变化时,一些考生把电子绕氢原子核运转与行星运转规律相类比,以为电子跃迁到不同轨道上绕氢原子核运转过程中能量守恒,电子从较高轨道跃迁到较低轨道过程中,总能量不变,动能则增加,这样理解是不对的.还有的同学死套公式最容易出现以下的错误:从外层轨道跃迁到内层轨道,量子数由大变小,n2减小,根据E n=,原子的能量增加.这样做错误的直接原因是忘记了原子能量的规定:设电子距离原子核无限远处时为原子的能量零点,在各层轨道上原子的能量均为负值.2、◆标准答案:B★ 试题提示:这是卢瑟福用来发现质子的实验装置,荧光屏上的闪光是α粒子轰击氮核后的新粒子撞击在荧光屏上.F是铝箔,选择适当厚度的铝箔可以吸收α粒子,使其不能打到荧光屏.3、◆标准答案:C★ 试题提示:依照题意做出氢原子能级图,如图所示.①氢原子从高能级向低能级跃迁的过场中向外辐射光子,每份光子所具有的能量由氢原子跃迁的两个能级差所决定:.根据可以判断,从n=3、4、5、6能级向n=2的能级跃迁的过程中,从n=6能级向n=2能级跃迁所辐射的光子能量是最大的,这份光子的频率也是最高:.氢原子跃迁辐射光子的频率的关系是.已知的四条光谱线的频率关系是:所以ν4对应着题目中所给的红光,ν3对应着蓝光,ν1和ν2对应着紫光.②同理,.题目中说可见光部分只有4条谱线,所以ν5是不可见的,应该是紫外光.③由光电效应的规律可知,只有大于金属极限频率的入射光照射金属才能产生光电效应.当原子从n=6向n=2能级跃迁所产生的辐射不能使金属产生光电效应,说明ν1小于极限频率,那么原子从n=6向n=3能级跃迁所产生辐射光的频率比ν1小,所以也不能产生光电效应.氢原子的特征光谱中,多条不同颜色谱线的产生,是氢原子在不同的两个能级间跃迁的结果.不同颜色的光,频率是不同的,红光的频率最低,紫光的频率最高.而高频率的光是原子在两个较大能量差值的能级间跃迁时放出的.解决类似问题时,一定要画出能级图进行分析,画出各能级之间可能的跃迁过程,将抽象的物理问题具体化.4、◆标准答案:D5、◆标准答案:A6、◆标准答案:B7、◆标准答案:B8、◆标准答案:B★ 试题提示:一般原子的大小数量级都是10-10m,金原子是比较大的原子,约200个金原子紧密排列,接近80nm.9、◆标准答案:B10、◆标准答案:B11、◆标准答案:B12、◆标准答案:C13、◆标准答案:A14、◆标准答案:A15、◆标准答案:B16、◆标准答案:B17、◆标准答案:D18、◆标准答案:D二、填空题:本大题共3小题,从第19小题到第20小题每题4分小计8分;第21小题为6分;共计14分。