2012届高考物理第一轮复习原子结构和原子核学案

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1、2012届高考物理第一轮复习原子结构和原子核学案   第十九章原子结构和原子核  1.本章内容可分为两部分,即原子结构和原子核。重点内容是:氢原子的能级结构和公式;原子核的衰变和半衰期;核反应方程的书写;结合能和质量亏损。从考试大纲可以看到全部是I级要求。  2.高考对本专题考查特点是命题热点分散,偏重于知识的了解和记忆,多以每部分内容单独命题,多为定性分析,“考课本”,“不回避陈题”是本专题考查的最大特点,题型多以选择题形式出现,几乎在每年高考中占一个小题。  3.本单元内容与现代科技相联系的题目较多,复习时应引起高度重视。  第一课时氢原子光谱  氢原子的能级结构和公式

2、  【教学要求】  1.了解人们对原子结构的认识过程  2.掌握α粒子散射实验和原子核式结构的  3.理解玻尔模型的三条假设  【知识再现】  一、人们认识原子结构的思维线索  气体放电的研究→阴极射线→发现电子(1897年,汤姆生)→汤姆生的“枣糕模型”卢瑟福的核式结构模型玻尔模型(轨道量子化模型)。  二、卢瑟福的核式结构模型  1.α粒子散射实验   做法:用质量是电子7300倍的a粒子轰击薄金箔。   结果:绝大多数  ,少数  ,极少数  ,有的甚至   。  2.原子的核式结构  在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

3、核里,带负电的电子在核外空间里绕着核旋转.原子核所带的正电荷数等于核外的电子数,所以整个原子是中性的。  3.实验数据估算:原子核大小的数量级为10-15-10-14m,原子大小的数量级为10-10m  三、玻尔的原子理论——三条假设  1.“定态假设”:原子只能处于一系列不连续的能量状态中,在这些状态中,电子虽做变速运动,但并不向外辐射电磁波,这样的相对稳定的状态称为定态。  2.“跃迁假设”:电子绕核转动处于定态时不辐射电磁波,但电子在两个不同定态间发生跃迁时,却要辐射(吸收)电磁波(光子),其频率由两个定态的能量差值决定hv=E2-E1。  3.“轨道量子化假设”:由

4、于能量状态的不连续,因此电子绕核转动的轨道半径也不能任意取值,必须满足  四、氢原子能级及氢光谱  1.氢原子能级:原子各个定态对应的能量是不连续的,这些能量值叫做能级。  2.氢原子的能级图  3.氢光谱  在氢光谱中,n=2,3,4,5,……向n=1跃迁发光形成赖曼线系;  n=3,4,5,6向n=2跃迁发光形成巴耳末线系;  n=4,5,6,7……向n=3跃迁发光形成帕邢线系;  n=5,6,7,8……向n=4跃迁发光形成布喇开线系,  其中只有巴耳末线系的前4条谱线落在可见光区域内。  知识点一原子的核式结构  卢瑟福由α粒子散射实验提出:在原子的中心有一个很小的核

5、,叫原子核,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运动。我们把这样的原子模型称为“核式结构模型”。  【应用1】英国物理学家卢瑟福用α粒子轰击金箔,发现了α粒子的散射现象。下图中,o表示金原子核的位置,则能正确表示该实验中经过金原子核附近的α粒子的运动轨迹的图是(  )  导示:根据库仑定律知:离核越近的粒子受到的库仑斥力越大,运动轨迹弯曲越厉害。又正对原子核粒子将被弹回。故正确答案选BD。  知识点二氢原子的能级、轨道公式  1.能级公式:氢原子存在一个能量最低也是最稳定的状态,称为基态,其能量用E1表示;其余定态称为激发态,能量用En表示

6、,由玻尔理论可推出氢原子能级公式En=E1/n2即(n=1、2、……)式中n称为能量量子数。E1=-l3.6eV。   2.半径公式rn=n2r1式中r1,为基态半径,又称为玻尔半径,r1=O.53×10-10m  【应用2】(07海南卷)氢原子第n能级的能量为En=E1/n2,其中E1是基态能量,而n=1、2、…。若一氢原子发射能量为的光子后处于比基态能量高出的激发态,则氢原子发射光子前后分别处于第几能级?  导示:设氢原子发射光子前后分别处于第l与第m能级,则依题意有    ①    ②  由②式解得:m=2  ③  由①③式得:l=4  ④  氢原子发射光子前后分别处

7、于第4与第2能级。  1、原子定态能量En是指核外电子动能及电子与核之间的静电势能之和;2、En是负值,这里是取电子自由态作为能量零点。  类型一氢原子的跃迁与电离问题  当原子从低能级向高能级跃迁时,要吸收一定能量的光子,当一个光子的能量满足hγ=E末-E初时,才能被某一个原子吸收,使原子从低能级E初向高能级E末跃迁,而当光子能量hγ大于或小于E末-E初时都不能被原子吸收。当原子从高能级向低能级跃迁时,以光子的形式向外辐射能量,所辐射的光子能量恰等于发生跃迁时的两能级间的能量差.当光子能量大于或等于l3.6eV时

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