9.原子核的组成教案（人教版选修3-5）

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1、19.1《原子核的组成》教案（人教版选修3-5） 【教学结构】原子结构一、原子核式结构：原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，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里绕核旋转。1．卢瑟福α粒子散射实验：（1）实验装置：铅盒内放有少量放射性元素钋，向外发射具有一定能量的α粒子，一束α粒子射线射到金箔上。穿过金箔的α粒子打到荧光屏上产生一个亮点，用显微镜可以观察到，整个装置放在真空容器中。（2）实验现象：绝大部分α粒子穿过金箔后仍然沿原来方向前进；少数α粒子发生较大偏转，极少数α粒子偏转角大于90°，甚至有的α粒子原路返回。（3）分析实验现

2、象：绝大部分α粒子不改变运动方向，说明穿过时没受到阻碍。少数α粒子有较大偏转。其原因是这部分α粒子受到斥力的作用，施力者不是电子，因电子质量太小，只能是有一个带正电的大质量的“物体”、极少数α粒子方向改变180°，只能是带正电α粒子与大质量“物体”正碰的结果。比较绝大多数、少数、极少数，可知一定有一个体积很小“物体”存在，且带正电，集中了几乎原子的全部质量，得到原子核式结构的结论。根据实验数据计算可知原子的直径约为10－10m，原子核直径约为10－14m。二、玻尔原子理论：是本章教材的重点内容之一，应熟练掌握。1．理论内容：（一）原子只能处于一系列不连续的能量状态中，

3、这些状态是稳定的叫定态。（二）原子从一种定态（设其能量为EM），跃迁到另一个定态（设其能量为EN）时，它辐射或吸收一定频率的光子。光子的能量与两个定态能量之差的关系是：h·v=EM－EN。（三）原子的不同能量状态对应于电子的不同运行轨道，电子的可能轨道是不连续的。2．氢原子的电子可能轨道的能级用r1表示第一条可能轨道的半径，n是正整数，叫做量子数，表示轨道序数。rn=n2r1，En=E1，rn，En表示第n条轨道半径和电子在第n条轨道上运动的能量。E1表示在第一轨道上运动的能量。玻尔计算出r1=0.53×10－10m，E1=－13.6eV。依上式可计算出在任意轨道上运

4、动时的轨道半径和原子能量。能级：原子在各定态的能量值。正常状态下，原子处于最低能级，电子在离原子核最近轨道上运动，这种定态叫基态，除去基态，电子在离原子核更远的轨道上运动，这些定态叫激发态。3．玻尔理论对氢光谱的解释（1）氢原子的能级图如图1所示。此能级图是根据En=E1计算即可得到。应掌握能级计算公式，记住E1=－13.6eV。（2）氢光谱，参考教科首页插图，氢明线光谱。可见到4条明线，均为可见光，实际上在红光外侧有红外线，紫光外侧还有紫外线。当电子从n=2，3，4，5……的能级跃迁到n=1能级时，用h·v=En－E1，可计算出辐射出的光线均为紫外线。当电子从n=3

5、，4，5，6能级跃迁到n=2能级时，辐出的光子正好四条明线相对应。当电子从n=5，6，7……跃迁到n=4的能级时，辐射出的光线在红外区。由于氢原子各能级的值是一定的，跃迁时辐射光子的能量也是一定的，因此光谱线就是一定的，光谱线也就成为这种元素的特征谱线。（3）吸收光谱也是特征谱线。白光通过稀薄氢气时，吸收了白光中某些频率的光子，从低能跃迁到高能级，而且只能吸收正好等于两个氢原子能级差的光子能量，所以吸收光子的能量与跃迁时辐射光子能量一样，在连续光谱上出现的暗线与氢产生的明线光谱线完全一样。4．玻尔理论能成功解释氢光谱，但除氢以外的光谱与玻尔理论确定光谱差距很大，可见玻

6、尔理论是有局限性的，能成功解释各种原子光谱的是量子力学。原子核一、天然放射现象放射性：物质发射射线的性质。放射性元素：具有放射性的元素。天然放射现象：物质自发地放出射线的现象。1．对天然放射射线的研究：如图2所示的实验装置，铅盒中放有放射物质在窄孔正上方若放有照像底片、底片有一处感光。若在照像底片与铅盒之间放一对带电金属板，照像底片上有三处感光。在电场力作用下，将一束分为三束。α射线：偏向B板，带正电，为α粒流，即流，电离能力强，穿透能力弱。β射线：偏向A板，带负电，为高速电子流，即流，电离能力较α粒子弱，穿透能力较强。γ射线：不偏转，不带电，为频率极高的电磁波，电离

7、能力很弱，穿透能力很强。α粒子只能是从原子核内放出来的，β粒子所具有的能量是核外电子不可能达到的，只能是从原子核内放出来的。γ射线是能量很高的光子，核外电子能级跃迁辐射光子的能量不可能达到γ光子所具有的能量，γ光子只能是原子核内部放出来。可见原子核是可以再分的，为研究原子核的结构提供了依据。2．放射性元素的衰变衰变：原子核放出某种粒子而转变成新核的变化叫原子核的衰变。α衰变：原子核放出α粒子的衰变，其核反应方程为：，每一次α衰变所生成的新核，核电荷数少2，质量数少4。β衰变：原子核放出β粒子的衰变，其核反应方程为：，每一次β衰变所生成的新核，核电荷数