第2講　原子結(jié)構(gòu)　原子核

第2講原子結(jié)構(gòu)原子核一、原子的核式結(jié)構(gòu)模型1．電子的發(fā)現(xiàn)：英國物理學(xué)家________發(fā)現(xiàn)了電子。2．α粒子散射實驗：(1)裝置：1909～1911年，英國物理學(xué)家________和他的助手進行了用α粒子轟擊金箔的實驗，實驗裝置如圖所示。湯姆孫盧瑟福(2)現(xiàn)象：實驗發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后基本上仍沿_____方向前進，但有少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)的角度甚至大于90°，也就是說它們幾乎被“撞”了回來。(如圖所示)3．原子的核式結(jié)構(gòu)模型：在原子中心有一個很小的核，原子全部的________和幾乎全部_____都集中在核里，帶負電荷的電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn)。二、氫原子光譜1．光譜：用光柵或棱鏡可以把各種顏色的光按波長展開，獲得光的______

(頻率)和強度分布的記錄，即光譜。原來正電荷質(zhì)量波長特征譜線三、玻爾的原子模型1．玻爾原子模型的三條假設(shè)(1)定態(tài)假設(shè)：原子只能處于一系列________的能量狀態(tài)中，在這些能量狀態(tài)中原子是______的，電子雖然繞核運動，但并不向外輻射能量。(2)躍遷假設(shè)：原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時，它輻射或吸收一定頻率的光子，光子的能量由這兩個定態(tài)的能量差決定，即hν＝_________。(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34J·s)(3)軌道假設(shè)：原子的不同能量狀態(tài)跟電子在不同的圓周軌道繞核運動相對應(yīng)。原子的定態(tài)是________的，因此電子的可能軌道也是________的。不連續(xù)穩(wěn)定Em－En不連續(xù)不連續(xù)2．氫原子的能量和能級躍遷(1)氫原子的能級圖：如圖所示。－13.6n2r1貝克勒爾自發(fā)復(fù)雜核子質(zhì)量數(shù)核外電子數(shù)核子數(shù)半數(shù)內(nèi)部無關(guān)4．放射性同位素(1)放射性同位素：有______放射性同位素和______放射性同位素兩類，放射性同位素的化學(xué)性質(zhì)相同。(2)應(yīng)用：消除靜電、工業(yè)探傷、做__________等。(3)防護：防止放射性對人體組織的傷害。5．核力和核能(1)核力：①概念：原子核內(nèi)部，_______所特有的相互作用力。天然人工示蹤原子核子間②特點：核力是強相互作用力、短程力，只發(fā)生在相鄰的核子間。(2)核能①質(zhì)能關(guān)系：E＝mc2②核能的釋放：核子在結(jié)合成原子核時出現(xiàn)質(zhì)量虧損Δm，其釋放的能量ΔE＝_______。③核能的吸收：原子核分解成核子時要吸收一定的能量，相應(yīng)的質(zhì)量增加Δm，吸收的能量為ΔE＝Δmc2。Δmc2中子鏈式反應(yīng)原子彈鎘棒質(zhì)量較大熱核反應(yīng)微點判斷

(1)原子中絕大部分是空的，原子核很小。

()(2)按照玻爾理論，核外電子均勻分布在各個不連續(xù)的軌道上。

()(3)如果某放射性元素的原子核有100個，經(jīng)過一個半衰期后還剩50個。

()(4)質(zhì)能方程表明在一定條件下，質(zhì)量可以轉(zhuǎn)化為能量。

(

)(5)核式結(jié)構(gòu)學(xué)說是盧瑟福在α粒子散射實驗的基礎(chǔ)上提出的。

()(6)人們認識原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)是從盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子開始的。

(

)(7)人們認識原子具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)是從英國物理學(xué)家湯姆孫研究陰極射線發(fā)現(xiàn)電子開始的。

()√×××√×√提能點(一)原子的核式結(jié)構(gòu)(自練通關(guān))1．[α粒子散射實驗現(xiàn)象]下圖是盧瑟福的α粒子散射實驗裝置，在一個小鉛盒里放有少量的放射性元素釙，它發(fā)出的α粒子從鉛盒的小孔射出，形成很細的一束射線，射到金箔上，最后打在熒光屏上產(chǎn)生閃爍的光點。下列說法正確的是

(

)A．該實驗是盧瑟福建立原子核式結(jié)構(gòu)模型的重要依據(jù)B．該實驗證實了湯姆孫原子模型的正確性C．α粒子與原子中的電子碰撞會發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)D．絕大多數(shù)的α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)解析：盧瑟福根據(jù)α粒子散射實驗，提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，選項A正確；盧瑟福提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型的假設(shè)，從而否定了湯姆孫原子模型的正確性，選項B錯誤；電子質(zhì)量太小，對α粒子的影響不大，選項C錯誤；絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后，幾乎仍沿原方向前進，選項D錯誤。答案：A

2．[α粒子散射實驗分析]下圖是α粒子(氦原子核)被重金屬原子核散射的運動軌跡，M、N、P、Q是軌跡上的四點，在散射過程中可以認為重金屬原子核靜止。圖中所標出的α粒子在各點處的加速度方向正確的是

(

)A．M點 B．N點C．P點 D．Q點解析：α粒子(氦原子核)和重金屬原子核都帶正電荷，互相排斥，加速度方向與α粒子所受斥力方向相同。帶電粒子加速度方向沿相應(yīng)點與重金屬原子核連線指向曲線的凹側(cè)，故只有選項C正確。答案：C

3．[盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型]盧瑟福通過對α粒子散射實驗結(jié)果的分析，提出了原子內(nèi)部存在

(

)A．電子 B．中子C．質(zhì)子 D．原子核解析：盧瑟福在α粒子散射實驗中觀察到絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后幾乎不改變運動方向，只有極少數(shù)的α粒子發(fā)生了大角度的偏轉(zhuǎn)，說明在原子的中央存在一個體積很小的帶正電荷的物質(zhì)，將其稱為原子核，故選項D正確。答案：D

提能點(二)氫原子能級及能級躍遷(題點精研)研微點1．[氫原子的能級躍遷問題](多選)由玻爾原子模型求得氫原子能級如圖所示，已知可見光的光子能量在1.62eV到3.11eV之間，則

(

)A．氫原子從高能級向低能級躍遷時可能輻射出γ射線B．氫原子從n＝3的能級向n＝2的能級躍遷時會輻射出紅外線C．處于n＝3能級的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線并發(fā)生電離D．大量氫原子從n＝4能級向低能級躍遷時可輻射出2種頻率的可見光解析：γ射線是原子核從高能級向低能級躍遷時輻射出來，選項A錯誤；氫原子從n＝3能級向n＝2能級躍遷時輻射出可見光，選項B錯誤；紫外線的光子最低的能量大于3.11eV，而n＝3能級的氫原子發(fā)生電離只需要1.51eV，因此選項C正確；大量氫原子從n＝4能級向低能級躍遷時可以輻射出6種光子，只有2種屬于可見光，因此選項D正確。答案：CD

2．[譜線條數(shù)的確定]

(多選)氫原子各個能級的能量如圖所示，氫原子由n＝1能級躍遷到n＝4能級，在它回到n＝1能級過程中，下列說法正確的是(

)A．可能激發(fā)出頻率不同的光子只有6種B．可能激發(fā)出頻率不同的光子只有3種C．可能激發(fā)出的光子的最大能量為12.75eVD．可能激發(fā)出的光子的最大能量為0.66eV答案：AC解析：入射光子使原子躍遷時，其能量應(yīng)正好等于原子的兩能級間的能量差，而電子使原子躍遷時，其能量大于等于原子兩能級間的能量差即可，發(fā)生電離而使原子躍遷時入射光子的能量要大于等于54.4eV，故選A。答案：A提能點(三)原子核的衰變及半衰期(題點精研)研微點1．[三種射線及其特性]“慧眼”硬X射線調(diào)制望遠鏡觀測的范圍是美麗的銀河系，γ射線暴是主要研究的對象之一。γ射線暴是來自天空中某一方向的γ射線強度在短時間內(nèi)突然增強，隨后又迅速減弱的現(xiàn)象，它是僅次于宇宙大爆炸的爆發(fā)現(xiàn)象。下列關(guān)于γ射線的論述中正確的是

(

)A．γ射線同α、β射線一樣，都是高速帶電粒子流B．γ射線的穿透能力比α射線強，但比β射線弱C．γ射線是原子核能級躍遷時產(chǎn)生的D．利用γ射線可以使空氣電離，消除靜電解析：γ射線是電磁波，不是高速帶電粒子流，A錯誤；α、β、γ三種射線中，γ射線能量最高，穿透能力最強，B錯誤；利用α射線的電離作用可以使空氣電離，將靜電泄出，從而消除有害靜電，D錯誤；γ射線是原子核能級躍遷時產(chǎn)生的，C正確。答案：

C答案：

BC提能點(四)核反應(yīng)方程1．核反應(yīng)的四種類型續(xù)