專題18-1原子結(jié)構(gòu)單元知識(shí)脈絡(luò)與核心素養(yǎng)-2

(一)本章知識(shí)網(wǎng)絡(luò)(二)本章核心素養(yǎng)解析一、科學(xué)思維——原子核式結(jié)構(gòu)模型.a粒子散射實(shí)驗(yàn)(1)實(shí)驗(yàn)裝置：如下圖所示。(2)實(shí)驗(yàn)條件：金屬箔是由重金屬原子組成，很薄，厚度接近單原子的直徑，全部設(shè)備裝在真空環(huán)境中,因?yàn)閍粒子很容易使氣體電離，在空氣中只能前進(jìn)幾厘米.顯微鏡可在底盤上旋轉(zhuǎn)，可在360。的范圍內(nèi)進(jìn)行觀察。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：a粒子穿過(guò)金箔后，絕大多數(shù)沿原方向前進(jìn)，少數(shù)發(fā)生較大角度偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)偏轉(zhuǎn)角度大于90。，甚至被彈回。a粒子的大角度散射現(xiàn)象無(wú)法用湯姆孫的原子模型解釋，a粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果揭示了：①原子內(nèi)部絕大部分是空的；②原子內(nèi)部有一個(gè)很小的“核.核式結(jié)構(gòu)模型對(duì)a粒子散射實(shí)驗(yàn)的解釋(1)因?yàn)樵雍撕苄?，原子的大部分空間是空的，大部分a粒子穿過(guò)金箔時(shí)離核很遠(yuǎn)，受到的庫(kù)侖力很小，運(yùn)動(dòng)幾乎不受影響，因而大部分a粒子穿過(guò)金箔后，運(yùn)動(dòng)方向幾乎不改變。(2)只有少數(shù)a粒子從原子核附近飛過(guò)，受到原子核的庫(kù)侖力較大，才發(fā)生較大角度的偏轉(zhuǎn)。.核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)(1)核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)：在原子的中心有一個(gè)很小的原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部的質(zhì)量都集中在原子核內(nèi)，電子繞核運(yùn)轉(zhuǎn)。(2)電子由離核近的軌道躍遷到離核遠(yuǎn)的軌道，能量增加，電勢(shì)能增加，動(dòng)能減少，受到的庫(kù)侖力變小?！纠?】如圖所示為盧瑟福a粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖，圖中的顯微鏡可在圓周軌道上轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)顯微鏡前相連的熒光屏可觀察a粒子在各個(gè)角度的散射情況。下列說(shuō)法中正確的是()A.在圖中的A、8兩位置分別進(jìn)行觀察，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)一樣多B.在圖中的B位置進(jìn)行觀察，屏上觀察不到任何閃光C.盧瑟福選用不同金屬箔片作為a粒子散射的靶，觀察到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本相似D.?粒子發(fā)生散射的主要原因是a粒子撞擊到金原子后產(chǎn)生的反彈【答案】C【例2】圖示是a粒子(氮原子核)被重金屬原子核散射的運(yùn)動(dòng)軌跡，M、N、P、。是軌跡上的四點(diǎn)，在散射過(guò)程中可以認(rèn)為重金屬原子核靜止不動(dòng)。圖中所標(biāo)出的a粒子在各點(diǎn)處的加速度方向正確的是()A.M點(diǎn)B.N點(diǎn)、C.尸點(diǎn)D.。點(diǎn)【答案】C二、科學(xué)態(tài)度一一氫原子光譜問(wèn)題.氫原子的能級(jí)圖⑴能級(jí)圖如圖所示。(2)能級(jí)圖中相關(guān)量意義的說(shuō)明.能級(jí)躍遷的幾個(gè)問(wèn)題相關(guān)量表示意義能級(jí)圖中的橫線表示氫原子可能的能量狀態(tài)——定態(tài)橫線左端的數(shù)字力,2,表示量子數(shù)橫線右端的數(shù)字“一13?6,一3.40…”表示氫原子的能級(jí)相鄰橫線間的距離表示相鄰的能級(jí)差，量子數(shù)越大相鄰的能級(jí)差越小帶箭頭的豎線表示原子由較高能級(jí)向較低能級(jí)躍遷，原子躍遷的條件為一當(dāng)原子吸收能量后從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)，放出能量后從高能級(jí)躍遷到低能級(jí)，不論是哪一種躍遷都要注意以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：一群原子和一個(gè)原子氫原子核外只有一個(gè)電子，這個(gè)電子在某個(gè)時(shí)刻只能處在某一個(gè)可能的軌道上，在某段時(shí)間內(nèi)，由某一軌道躍遷到另一個(gè)軌道時(shí)，可能的情況只有一種，但是如果容器中盛有大量的氫原子，這些原子的核外電子躍遷時(shí)就會(huì)有各種情況出現(xiàn)了。學(xué)科&網(wǎng)(2)躍遷與電離根據(jù)玻爾理論，當(dāng)原子從低能態(tài)向高能態(tài)躍遷時(shí)，必須吸收光子才能實(shí)現(xiàn)。相反，當(dāng)原子從高能態(tài)向低能態(tài)躍遷時(shí)，必須輻射光子才能實(shí)現(xiàn)，不管是吸收還是輻射光子，其光子的能量都必須等于這兩個(gè)能級(jí)的能量差。欲想把處于某一定態(tài)的原子的電子電離出去，就需要給原子一定的能量.如使氫原子從鹿=1的基態(tài)上升到八=8的狀態(tài)，這個(gè)能量的大小至少為13.6eVo(3)間接躍遷和直接躍遷原子從一種能量狀態(tài)躍遷到另一種能量狀態(tài)時(shí)，有時(shí)可能是直接躍遷，有時(shí)可能是間接躍遷。兩種情況下輻射(或吸收)光子的頻率可能不同。(4)入射光子與入射電子若是在光子的激發(fā)下引發(fā)原子的躍遷，則要求光子的能量必須等于原子的某兩個(gè)能級(jí)差值；若是在電子的碰撞下引起原子的躍遷，則要求電子的能量必須大于或等于原子的某兩個(gè)能級(jí)差值，兩種情況有所不同，要引起注意?！纠?】用大量具有一定能量的電子轟擊大量處于基態(tài)的氫原子，觀測(cè)到了一定數(shù)目的光譜線。調(diào)高電子的能量再次進(jìn)行觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)光譜線的數(shù)目比原來(lái)增加了5條。用△〃表示兩次觀測(cè)中最高激發(fā)態(tài)的量子數(shù)〃之差，石表示調(diào)高后電子的能量。根據(jù)氫原子的能級(jí)圖可以判斷，△〃和石的可能值為()A.△〃=1,13.22eV<E<13.32eVB.An=2,13.22eV<￡<13.32eVC.\n=1,12.75eV<E<13.06eVD.D.bn=2,D.bn=2,12.75eV<E<13.06eV【答案】D.bn=2,12.75eV<E<13.06eV當(dāng)加z=2時(shí),n=2,調(diào)整后的能級(jí)為〃=4,此時(shí)能極差為：\E=-0.85-(-13.6)=12.75eV,因此提高電子的動(dòng)能應(yīng)該大于此時(shí)的能級(jí)差，但是應(yīng)該小于基態(tài)和第5能級(jí)之間的能級(jí)差，否則將躍遷到更高能級(jí)，即小于△石=—0.54—(—13.6)=13.06eV,所以B、D選項(xiàng)中D正確，B錯(cuò)誤。故選A、D。［例4］根據(jù)玻爾原子結(jié)構(gòu)理論，氮離子(He+)的能級(jí)圖如圖所示。電子處在〃=3軌道上比處在n=5軌道上離氨核的距離(選填"近"或"遠(yuǎn)當(dāng)大量He+處在〃=4的激發(fā)態(tài)時(shí)，由于躍遷所發(fā)射的譜線nHe+e(eV)TOC