原子核期末復(fù)習(xí)

1、氫光譜0.41010.65620.48610.4340m發(fā)射光譜發(fā)射光譜吸收光譜吸收光譜連續(xù)光譜連續(xù)光譜明線光譜明線光譜特征譜線特征譜線光譜分析光譜分析鑒別物質(zhì)鑒別物質(zhì)產(chǎn)生條件產(chǎn)生條件?1 1、在原子中心有很小的核、在原子中心有很小的核( (稱為原子核稱為原子核) )， 核外有電子繞核高速旋轉(zhuǎn)。核外有電子繞核高速旋轉(zhuǎn)。2 2、原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中、原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中 在原子核里。在原子核里。3 3、原子核的大?。?、原子核的大?。涸影霃綌?shù)量級為原子半徑數(shù)量級為10101010m, , 原子核大小數(shù)量級為原子核大小數(shù)量級為10101414m一、原子的核式結(jié)構(gòu)：一

2、、原子的核式結(jié)構(gòu)：盧瑟福盧瑟福原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)天然天然放射放射現(xiàn)象現(xiàn)象決定決定二、玻爾的原子模型二、玻爾的原子模型玻爾玻爾模型模型定態(tài)假說定態(tài)假說原子只能處于一系列不連續(xù)的能量原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，這些狀態(tài)稱為定態(tài)狀態(tài)中，這些狀態(tài)稱為定態(tài)。軌道假說軌道假說原子不同能量狀態(tài)跟電子沿不同軌道原子不同能量狀態(tài)跟電子沿不同軌道繞核運動相對應(yīng)。因定態(tài)不連續(xù)，所繞核運動相對應(yīng)。因定態(tài)不連續(xù)，所以電子可能軌道分布也是不連續(xù)的以電子可能軌道分布也是不連續(xù)的。躍遷假說躍遷假說原子從一種定態(tài)躍遷到另一定態(tài)時原子從一種定態(tài)躍遷到另一定態(tài)時,要輻射（或吸收）一定頻率的光子要輻射（或

3、吸收）一定頻率的光子,光子能量等于兩定態(tài)的能量差光子能量等于兩定態(tài)的能量差。nmEEh 高能級高能級低能級低能級放出光子放出光子吸收能量吸收能量En=E1/n2rn=n2r1三、能級：三、能級：1. 原子各個定態(tài)對應(yīng)的能量是不連續(xù)的，這原子各個定態(tài)對應(yīng)的能量是不連續(xù)的，這些能量值叫做能級。些能量值叫做能級。2. 基態(tài)和激發(fā)態(tài)：基態(tài)和激發(fā)態(tài)：能量最低的狀態(tài)（對應(yīng)能量最低的狀態(tài)（對應(yīng)n=1）叫做基態(tài)，）叫做基態(tài)，其它狀態(tài)（對應(yīng)其它狀態(tài)（對應(yīng)n=2、3、4）叫做激發(fā)態(tài)。）叫做激發(fā)態(tài)。3. 能級公式能級公式)( eV.EnEEn6131214. 能級圖能級圖 -0.851234n5-3.4-1.51-

4、0.540E/eV-13.6)( eV.EnEEn613121 例例1 1、如圖給出氫原子最低的四個能級，大量如圖給出氫原子最低的四個能級，大量氫原子在這些能級之間躍遷所輻射的光子的頻率氫原子在這些能級之間躍遷所輻射的光子的頻率最多有種，其中最小的頻率等于最多有種，其中最小的頻率等于赫（保留兩個數(shù)字）赫（保留兩個數(shù)字）。h=6.631034JSE（eV）3.42 21.513 30.854 413.61 1n624Cn nmEEh hEE3434191063. 6106 . 166. 0Hz14106 . 11.61014 例例2、 處于基態(tài)的一群氫原子受某種單色光的照射處于基態(tài)的一群氫原子受

5、某種單色光的照射時，時， 只發(fā)射波長為只發(fā)射波長為 的三種單色光，且的三種單色光，且 ，則照射光的波長為，則照射光的波長為( )212132323211.DCBA321、3211.513.4E（eV）2 23 313.61 1n132 D例例3、根據(jù)玻爾理論，氫原子由外層軌道躍遷、根據(jù)玻爾理論，氫原子由外層軌道躍遷到內(nèi)層軌道后到內(nèi)層軌道后（ ）A.原子的能量增加，電子的動能減小原子的能量增加，電子的動能減小B.原子的能量增加，電子的動能增加原子的能量增加，電子的動能增加C.原子的能量減少，電子的動能減小原子的能量減少，電子的動能減小D.原子的能量減少，電子的動能增加原子的能量減少，電子的動能增

6、加 D)( eV.EnEEn613121原子的能量等于電子動能加上電勢能，其原子的能量等于電子動能加上電勢能，其形式可與形式可與天體運動天體運動進(jìn)行類比。進(jìn)行類比。1 1、原子核的人工轉(zhuǎn)變、原子核的人工轉(zhuǎn)變發(fā)現(xiàn)質(zhì)子發(fā)現(xiàn)質(zhì)子)盧瑟福( 1117842147HOHeN發(fā)現(xiàn)中子發(fā)現(xiàn)中子)( 101264294查得威克nCHeBe2 2、原子核的組成：、原子核的組成： 質(zhì)子中子質(zhì)子中子 （質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子）（質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子）質(zhì)子的質(zhì)量質(zhì)子的質(zhì)量mp 中子的質(zhì)量中子的質(zhì)量mn一、原子核的組成一、原子核的組成二、天然放射現(xiàn)象二、天然放射現(xiàn)象 1 1、天然放射現(xiàn)象天然放射現(xiàn)象：某些元素能自發(fā)地放出

7、射線的現(xiàn)象：某些元素能自發(fā)地放出射線的現(xiàn)象 叫做天然放射現(xiàn)象。這些元素稱為放射性元素。叫做天然放射現(xiàn)象。這些元素稱為放射性元素。2 2、三種射線三種射線高速的高速的粒子流，粒子流，粒子是氦原子核，速度粒子是氦原子核，速度 約為光速約為光速1/101/10，貫穿能力最弱，電離能力最強。，貫穿能力最弱，電離能力最強。 高速的電子流，高速的電子流，粒子是速度接近光速的負(fù)粒子是速度接近光速的負(fù) 電子，貫穿能力稍強，電離能力稍弱。電子，貫穿能力稍強，電離能力稍弱。 能量很高的電磁波，能量很高的電磁波，粒子是波長極短的粒子是波長極短的 光子光子, , 貫穿能力最強貫穿能力最強, ,電離能力最弱。電離能力最

8、弱。 3.3.三種射線的來源：三種射線的來源： 粒子是核內(nèi)兩個質(zhì)子和兩個中子抱成團(tuán)一起射出粒子是核內(nèi)兩個質(zhì)子和兩個中子抱成團(tuán)一起射出。粒子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子時放出的粒子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子時放出的。射線經(jīng)常是伴隨射線經(jīng)常是伴隨射線和射線和射線產(chǎn)生的射線產(chǎn)生的。 射線名稱射線名稱比較項目比較項目射線射線射線射線射線射線組成組成高速氦核流高速氦核流高速電子流高速電子流光子流光子流(高高頻電磁波頻電磁波)帶電荷量帶電荷量2ee0質(zhì)量質(zhì)量4mp mp1671027 kg靜止質(zhì)靜止質(zhì)量為零量為零符號符號He速度速度0.1c0.99cc垂直電磁場垂直電磁場偏轉(zhuǎn)情況偏轉(zhuǎn)情況偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)不偏

9、轉(zhuǎn)不偏轉(zhuǎn) 射線名稱射線名稱比較項目比較項目射線射線射線射線射線射線貫穿本領(lǐng)貫穿本領(lǐng)最弱最弱用一張薄用一張薄紙能擋住紙能擋住較強較強穿透幾厘米穿透幾厘米厚的鋁板厚的鋁板最最強穿透幾厘強穿透幾厘米厚的鉛板米厚的鉛板對空氣的對空氣的電離作用電離作用很強很強較弱較弱很弱很弱在空氣中在空氣中的徑跡的徑跡粗、短、直粗、短、直細(xì)、較長、細(xì)、較長、曲折曲折最長最長通過膠片通過膠片感光感光感光感光感光感光三、衰變?nèi)?、衰變原子核放出射線后變成新的原子核原子核放出射線后變成新的原子核1. 1. 衰變規(guī)律衰變規(guī)律衰變衰變HeYXAZAZ4242質(zhì)量數(shù)質(zhì)量數(shù)-4,-4,電荷數(shù)電荷數(shù)-2 -2 衰變衰變eYXAZAZ01

10、1質(zhì)量數(shù)不變質(zhì)量數(shù)不變, ,電荷數(shù)電荷數(shù)+1 +1 原子核衰變時電荷數(shù)和質(zhì)量都守恒。原子核衰變時電荷數(shù)和質(zhì)量都守恒。2.2.半衰期半衰期 T： 放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變 所需的時間。所需的時間。半衰期短的元素衰變得快，放射性較強半衰期短的元素衰變得快，放射性較強半衰期只與元素本身有關(guān)半衰期只與元素本身有關(guān), ,與所處的物理、化學(xué)與所處的物理、化學(xué) 狀態(tài)及周圍環(huán)境、溫度等都無關(guān)。狀態(tài)及周圍環(huán)境、溫度等都無關(guān)。TtNN)21(0Ttmm)21(0衰變圖象衰變圖象半衰期是一種統(tǒng)計規(guī)律，對大量原子滿足，半衰期是一種統(tǒng)計規(guī)律，對大量原子滿足，對少數(shù)幾個原子不滿足。

11、對少數(shù)幾個原子不滿足。四、放射性同位素四、放射性同位素1、具有放射性的同位素，叫放射性同位素。、具有放射性的同位素，叫放射性同位素。2、放射性同位素的原子核不穩(wěn)定，能自發(fā)、放射性同位素的原子核不穩(wěn)定，能自發(fā)地放出地放出射線、射線、射線和射線和射線而衰變。射線而衰變。 3、應(yīng)用、應(yīng)用 ：一是利用它產(chǎn)生的射線，：一是利用它產(chǎn)生的射線， 二是作為示蹤原子。二是作為示蹤原子。 例例1 1、放射性原子核、放射性原子核 經(jīng)過一系列的經(jīng)過一系列的衰變和衰變和衰變后成新原子核衰變后成新原子核 , ,其中經(jīng)其中經(jīng)衰變的次數(shù)為衰變的次數(shù)為n n=_, =_, 衰變的次數(shù)衰變的次數(shù)n n=_ =_ 。U2 23 3

12、8 89 92 2Pb2 20 06 68 82 2分析：寫出核反應(yīng)方程式如下，分析：寫出核反應(yīng)方程式如下，PbeyHexU20682014223892)()(86例例2 2、關(guān)于元素放射性的半衰期下述正確的、關(guān)于元素放射性的半衰期下述正確的( ) ( ) A.A.放射性試樣的總質(zhì)量減半所需的時間放射性試樣的總質(zhì)量減半所需的時間B.B.放射性核的個數(shù)衰減到一半所需的時間放射性核的個數(shù)衰減到一半所需的時間C.C.加溫加溫, ,加壓時半衰期不變加壓時半衰期不變D.D.與其它物質(zhì)組成化合物時半衰期將變化與其它物質(zhì)組成化合物時半衰期將變化B C例例3、在中子、質(zhì)子、電子、正電子、在中子、質(zhì)子、電子、正

13、電子、粒子中粒子中選出一個適當(dāng)?shù)牧Ｗ樱謩e填在下列核反應(yīng)式選出一個適當(dāng)?shù)牧Ｗ?，分別填在下列核反應(yīng)式的橫線上的橫線上:_126429423491234902349023892CHeBePaThThUHe42粒子粒子e01電子電子n10中子中子核反應(yīng)方程：核反應(yīng)方程：例4、將天然放射性物質(zhì)放入頂端開有小孔的鉛盒S里，放射線便從小孔中射出，沿帶電平行金屬板A、B之間的中線垂直于電場方向進(jìn)入電場，軌道如圖所示，則軌跡 是射線，軌跡 是射線，軌跡 是射線. 板帶正電， 板帶負(fù)電.是射線的軌跡，是射線的軌跡.裝置在電場中利用偏側(cè)距裝置在電場中利用偏側(cè)距離的不同判斷離的不同判斷在磁場中利用圓周半徑不在磁場中

14、利用圓周半徑不同判斷同判斷1 1、核力：原子核中，將核子維系在一起的一、核力：原子核中，將核子維系在一起的一種短程強作用力種短程強作用力. .五、核能五、核能2、核能：核子結(jié)合為原子核時釋放的能量或、核能：核子結(jié)合為原子核時釋放的能量或原子核分解為核子時吸收的能量，叫做原子原子核分解為核子時吸收的能量，叫做原子核的結(jié)合能，亦稱核能核的結(jié)合能，亦稱核能.獲得核能的兩個基本獲得核能的兩個基本途徑是重核裂變和輕核聚變途徑是重核裂變和輕核聚變.3、質(zhì)量虧損：任何一個原子核的質(zhì)量總是小、質(zhì)量虧損：任何一個原子核的質(zhì)量總是小于組成它的所有核子的質(zhì)量和于組成它的所有核子的質(zhì)量和.這一個差值叫做這一個差值叫做

15、質(zhì)量虧損。質(zhì)量虧損。 E m c2 1 1、重核的裂變：重核俘獲一個中子后分裂為幾個中、重核的裂變：重核俘獲一個中子后分裂為幾個中等質(zhì)量的核的反應(yīng)過程等質(zhì)量的核的反應(yīng)過程. . 在裂變的同時要放出幾個中子在裂變的同時要放出幾個中子和大量的核能。和大量的核能。MeVnKrBanU6 .2001 10 09292363614114156561 10 02352359292+3+3+ + + 2 2、輕核的聚變：某些輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核的、輕核的聚變：某些輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核的核反應(yīng)過程，同時放出大量的核能。核反應(yīng)過程，同時放出大量的核能。MeVnHeHH6.1710422131六、裂變和聚變六

16、、裂變和聚變反反應(yīng)應(yīng)堆堆示示意意圖圖例例3 3、關(guān)于鈾核裂變，下述說法正確的是（、關(guān)于鈾核裂變，下述說法正確的是（ ）A.A.鈾核裂變的產(chǎn)物是多種多樣的，但只能裂鈾核裂變的產(chǎn)物是多種多樣的，但只能裂 變成兩塊變成兩塊B.B.鈾核裂變時還能同時釋放鈾核裂變時還能同時釋放2 2到到3 3個中子個中子C.C.為了使裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)容易產(chǎn)生，最好是為了使裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)容易產(chǎn)生，最好是 用純鈾用純鈾235235D.D.鈾塊的體積對產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)無影響鈾塊的體積對產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)無影響B(tài)C例例4 4、靜止在勻強磁場中的某放射性元素的核，、靜止在勻強磁場中的某放射性元素的核，放出一個放出一個 粒子，其速度方向與磁場

17、方向垂直，粒子，其速度方向與磁場方向垂直，測得測得 粒子和反沖核軌道半徑之比粒子和反沖核軌道半徑之比Rr=301Rr=301，如圖所示，則（如圖所示，則（ ）A. 粒子與反沖核的動量大小相等，方向相反粒子與反沖核的動量大小相等，方向相反B.反沖核的原子序數(shù)為反沖核的原子序數(shù)為62C.原來放射性元素的原子序數(shù)為原來放射性元素的原子序數(shù)為62D.反沖核與反沖核與粒子的速度之比為粒子的速度之比為1 62ACZAX 42He+A-4Z-2Y動量等大。動量等大。R=mv/qBR:r=(z-2):2所以所以z=621、氫原子的核外電子從一個軌道躍遷到另、氫原子的核外電子從一個軌道躍遷到另一軌道時一軌道時,

18、可能發(fā)生的情況有可能發(fā)生的情況有( ).(A)放出光子放出光子,電子動能減少電子動能減少,原子勢能增加，原子勢能增加，原子能量減少原子能量減少(B)放出光子放出光子,電子動能增加電子動能增加,原子勢能減少，原子勢能減少，原子能量減少原子能量減少(C)吸收光子吸收光子,電子動能減少電子動能減少,原子勢能增加，原子勢能增加，原子能量減少原子能量減少(D)吸收光子吸收光子,電子動能增加電子動能增加,原子勢能減少，原子勢能減少，原子能量增加原子能量增加 B關(guān)于原子結(jié)構(gòu)理論與關(guān)于原子結(jié)構(gòu)理論與粒子散射實驗的關(guān)系，下列說法正確粒子散射實驗的關(guān)系，下列說法正確的是的是 ()A盧瑟福做盧瑟福做粒子散射實驗是為

19、了驗證湯姆孫的棗糕模型粒子散射實驗是為了驗證湯姆孫的棗糕模型 是錯誤的是錯誤的B盧瑟福認(rèn)識到湯姆孫盧瑟福認(rèn)識到湯姆孫“棗糕模型棗糕模型”的錯誤后提出了的錯誤后提出了“核核式式 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)”理論理論C盧瑟福的盧瑟福的粒子散射實驗是為了驗證核式結(jié)構(gòu)理論的正粒子散射實驗是為了驗證核式結(jié)構(gòu)理論的正 確性確性D盧瑟福依據(jù)盧瑟福依據(jù)粒子散射實驗的現(xiàn)象提出了原子的粒子散射實驗的現(xiàn)象提出了原子的“核式核式 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)”理論理論答案答案D1氦原子核由兩個質(zhì)子與兩個中子組成，這兩個質(zhì)子之間存氦原子核由兩個質(zhì)子與兩個中子組成，這兩個質(zhì)子之間存在著萬有引力、庫侖力和核力，則在著萬有引力、庫侖力和核力，則3種力從大到小的排

20、列種力從大到小的排列順序是順序是 ()A核力、萬有引力、庫侖力核力、萬有引力、庫侖力B萬有引力、庫侖力、核力萬有引力、庫侖力、核力C庫侖力、核力、萬有引力庫侖力、核力、萬有引力D核力、庫侖力、萬有引力核力、庫侖力、萬有引力解析解析核力是核子之間的一種強相互作用，其相互作用力核力是核子之間的一種強相互作用，其相互作用力巨大，兩核子之間的萬有引力極其微小，所以我們在平時巨大，兩核子之間的萬有引力極其微小，所以我們在平時的計算時不考慮的計算時不考慮答案答案D3解析解析核反應(yīng)類型分四種，方程特點各有不同，衰變方程的核反應(yīng)類型分四種，方程特點各有不同，衰變方程的左邊只有一個原子核，右邊出現(xiàn)左邊只有一個原

21、子核，右邊出現(xiàn)或或粒子聚變方程的左邊粒子聚變方程的左邊是兩個輕核反應(yīng)，右邊是中等原子核裂變方程的左邊是重是兩個輕核反應(yīng)，右邊是中等原子核裂變方程的左邊是重核與中子反應(yīng)，右邊是中等原子核人工核轉(zhuǎn)變方程的左邊核與中子反應(yīng)，右邊是中等原子核人工核轉(zhuǎn)變方程的左邊是氦核與常見元素的原子核反應(yīng)，右邊也是常見元素的原子是氦核與常見元素的原子核反應(yīng)，右邊也是常見元素的原子核，由此可知核，由此可知B、D兩選項正確兩選項正確答案答案BD現(xiàn)已建成的核電站發(fā)電的能量來自于現(xiàn)已建成的核電站發(fā)電的能量來自于 ()A天然放射性元素衰變放出的能量天然放射性元素衰變放出的能量B人工放射性同位素放出的能量人工放射性同位素放出的能

22、量C重核裂變放出的能量重核裂變放出的能量D化學(xué)反應(yīng)放出的能量化學(xué)反應(yīng)放出的能量解析解析現(xiàn)在核電站所用原料主要是鈾，利用鈾裂變放出的現(xiàn)在核電站所用原料主要是鈾，利用鈾裂變放出的核能發(fā)電，故核能發(fā)電，故C項正確項正確答案答案C5根據(jù)玻爾理論，在氫原子中量子數(shù)根據(jù)玻爾理論，在氫原子中量子數(shù)n越大，則越大，則 ()A電子軌道半徑越小電子軌道半徑越小 B核外電子速度越小核外電子速度越小C原子能級能量越小原子能級能量越小 D原子的電勢能越小原子的電勢能越小答案答案B6如圖如圖133(甲甲)是是、三種射線穿透能力的示意圖，圖三種射線穿透能力的示意圖，圖133(乙乙)是工業(yè)上利用射線的穿透性來檢查金屬內(nèi)部的傷

23、痕的示是工業(yè)上利用射線的穿透性來檢查金屬內(nèi)部的傷痕的示意圖，請問圖意圖，請問圖133(乙乙)中的檢查是利用了哪種射線中的檢查是利用了哪種射線 ()圖圖1337A射線射線 B射線射線C射線射線 D三種射線都可以三種射線都可以答案答案C在未來的中國，從沿海的廣東、浙江、福建到內(nèi)陸的湖北、在未來的中國，從沿海的廣東、浙江、福建到內(nèi)陸的湖北、湖南、江西，幾十座核電站將拔地而起發(fā)展核電既是中湖南、江西，幾十座核電站將拔地而起發(fā)展核電既是中國發(fā)展突破能源、交通、環(huán)保瓶頸的上策，也符合國務(wù)院國發(fā)展突破能源、交通、環(huán)保瓶頸的上策，也符合國務(wù)院總理溫家寶在總理溫家寶在政府工作報告政府工作報告中關(guān)于中關(guān)于“節(jié)能減

24、排節(jié)能減排”的號的號召下列關(guān)于核電站的說法中正確的是召下列關(guān)于核電站的說法中正確的是 ()10D答案答案D圖圖136所示為氫原子的四個能級，其中所示為氫原子的四個能級，其中E1為基態(tài)，若氫原子為基態(tài)，若氫原子A處于激發(fā)態(tài)處于激發(fā)態(tài)E2，氫，氫原子原子B處于激發(fā)態(tài)處于激發(fā)態(tài)E3，則下列說法正確的，則下列說法正確的是是 ()A原子原子A可能輻射出可能輻射出3種頻率的光子種頻率的光子B原子原子B可能輻射出可能輻射出3種頻率的光子種頻率的光子C原子原子A能夠吸收原子能夠吸收原子B發(fā)出的光子并躍發(fā)出的光子并躍 遷到能級遷到能級E4D原子原子B能夠吸收原子能夠吸收原子A發(fā)出的光子并躍發(fā)出的光子并躍 遷到能級遷到能級E4【變式【變式1】圖圖136B解析解析本題考查對玻爾理論的理解及推理能力本題考查對玻爾理論的理解及推理能力原子原子A從激發(fā)態(tài)從激發(fā)態(tài)E2躍遷到躍遷到E1，只輻射