高考物理一轮总复习专题12原子与原子核第2讲原子结构课件

• (2)原子的核式结构模型 • 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所有质量都集中在 原子核里，带负电的电子在核外绕核旋转． • (3)核式结构模型的局限性 • 卢瑟福的原子核式结构模型能够很好地解释 α粒子散射实验现象，但不能解释原子光谱 是特征光谱和原子的稳定性．
• 例1 如图所示是卢瑟福的α粒子散射实验装置，在一个小铅盒里放有 少量的放射性元素钋，它发出的α粒子从铅盒的小孔射出，形成很细的 一束射线，射到金箔上，最后打在荧光屏上产生闪烁的光点．下列说 法正确的是( ) • A．该实验是卢瑟福建立原子核式结构 模型的重要依据 • B．该实验证实了汤姆孙原子模型的正 确性 • C．α粒子与原子中的电子碰撞会发生大 角度偏转 • D．绝大多数的α粒子发生大角度偏转
2．[对能级跃迁的考查]用频率为 ν0 的光照射大量处于基态的氢原子，在所发 射的光谱中仅能观测到频率分别为 ν1，ν2，ν3 的 3 条谱线，且 ν3＞ν2＞ν1，则( A．ν0＜ν1 C．ν0＝ν1＋ν2＋ν3 B．ν3＝ν2＋ν1 1 1 1 D． ν ＝ ν ＋ ν 1 2 3 )
• 【答案】B • 【解析】大量氢原子跃迁时，只有3个频率 的光谱，这说明是从n＝3能级向低能级跃迁， 根据能量守恒有hν3＝hν2＋hν1，解得ν3＝ν2 ＋ν1，B正确．
1 E1 解：(1)由 En＝n2E1 得 E4＝ 42 ＝－0.85 eV.
2 2 v e (2)因为 rn＝n2r1，所以 r4＝42r1，由圆周运动知识得 kr2＝m r 4 4
－19 2 9 1 2 ke2 9.0×10 ×1.6×10 所以 Ek4＝2mv ＝32r ＝ J≈ 0.85 eV. －10 32 × 0.53 × 10 1
(3)要使处于 n＝2 的氢原子电离，照射光的光子能量应能使电子从第 2 能级 E1 跃迁到无限远处，最小频率的电磁波的光子能量应为 hν＝0－ 4 得 ν ≈8.21×1014 Hz.
•考点1
原子的核式结构
• 1．汤姆孙原子模型 • (1)电子的发现：1897年，英国物理学家汤姆 孙通过对阴极射线的研究发现了电子．电子 的发现证明了原子是可再分的． • (2)汤姆孙原子模型：原子里面带正电荷的物 质均匀分布在整个原子球体中，而带负电的 电子则一粒粒镶嵌在球内．
• 2．α粒子散射实验 • (1)α粒子散射实验装置
• (2)α粒子散射实验的结果：绝大多数α粒子穿 过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但少 数α粒子穿过金箔后发生了大角度偏转，极 少数α粒子甚至被“撞了回来”．
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3．原子的核式结构模型 (1)α粒子散射实验结果分析 ①核外电子不会使α粒子的速度发生明显改变． ②汤姆孙模型不能解释α粒子的大角度散射． ③绝大多数α粒子沿直线穿过金箔，说明原子中绝大部分是 空的；少数α粒子发生较大角度偏转，反映了原子内部集中 存在着对α粒子有斥力的正电荷；极少数α粒子甚至被“撞 了回来”，反映了个别α粒子正对着质量比α粒子大得多的 物体运动时，受到该物体很大的斥力作用．
第2讲
原子结构
【考纲解读】1.知道两种原子结构模型，会用玻尔理论解
释氢原子光谱；2.掌握氢原子的能级公式并能结合能级图求解
原子的跃迁问题．
•考点O 讲堂梳理自查
一、原子的核式结构 1．α 粒子散射实验的结果 绝大多数 α 粒子穿过金箔后， 基本上仍沿原来的方向前进，
少数 粒子发生了大角度偏转，________α 极少数 粒子的偏转 但________α
• 1．[对α粒子散射的考查]在卢瑟福α粒子散射实验中，有少 数α粒子发生了大角度偏转，其原因是( ) • A．原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上 • B．正电荷在原子内是均匀分布的 • 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 • 【答案】A
• 【解析】卢瑟福α粒子散射实验中使卢瑟福 惊奇的就是α粒子发生了较大角度的偏转， 这是由于α粒子带正电，而原子核极小，且 原子核带正电，A项正确，B项错误．α粒子 能接近原子核的机会很小，大多数α粒子都 从核外的空间穿过，而与电子碰撞时如同子 弹碰到尘埃一样，运动方向不会发生改 变．C、D两项的说法没错，但与题意不 符．
超过了 90° ，有的甚至被撞了回来，如图所示． 2．原子的核式结构
正电荷 质量 几乎都集中在 在原子中心有一个很小的核，原子全部的________ 和________
核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转．
• 二、玻尔理论 不连续 • 1．定态：原子只能处于一系列________ 的能量状态中，在 稳定 这些能量状态中原子是________ 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 吸收 一定频率的光子，光子的能量由这两 辐射 ________ 或________ Em－En 个定态的能量差决定．即hν＝________.( h是普朗克常量，h ＝6.626×10－34 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，因此电子的轨道 不连续 可能也是________ 的．
3．[对玻尔理论的考查]氢原子基态能量 E1＝－13.6 eV，电子绕核做圆周运动 的半径 r1＝0.53×10
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1 m． (已知能量关系 En＝n2E1， 半径关系 rn＝n2r1， k＝9.0×109
N· m2/C2，e＝1.6×10－19 C，普朗克常量 h＝6.63×10－34 J· s)求氢原子处于 n＝4 激 发态时：(1)原子系统具有的能量； (2)电子在 n＝4 轨道上运动的动能； (3)若要使处于 n＝2 轨道上的氢原子电离，至少要用频率为多大的电磁波照 射氢原子？
4．氢原子的能级、能级公式 1 (1)氢原子的能级公式：En＝n2E1(n＝1,2,3，…)，其中 E1 为基态能量，其数值 式为 E1＝－13.6 eV. (2)氢原子的半径公式：rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)，其中 r1 为基态半径，又称玻 尔半径，其数值为 r1＝0.53×10
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