原子结构原子核.doc

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1、原子结构　原子核知识呈现：一．原子的核式结构1．电子的发现：1897年，英国物理学家汤姆生通过对阴极射线的研究发现了电子．2．原子的核式结构卢瑟福的原子核式结构模型在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的所有正电荷和几乎所有质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外绕核旋转．3.原子核的组成：原子核是由质子和中子组成的，原子核的电荷数等于核内的质子数．二．氢原子光谱1.玻尔理论①定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量．②跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子

2、的能量由这两个定态的能量差决定，即hν＝Em－En.(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34J·s)③轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应．原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的．2．氢原子的能级、能级公式(1)氢原子的能级：能级图如图所示(2)氢原子的能级和轨道半径①氢原子的能级公式：En＝E1(n＝1，2，3，…)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝－13.6eV.②氢原子的半径公式：rn＝n2r1(n＝1，2，3，…)，其中r1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r1＝0.53×10－10m.总结：认识原子结构的线索气体

3、放电的研究―→阴极射线―→发现电子―→汤姆孙的“枣糕”模型卢瑟福核式结构模型玻尔模型．3．氢原子跃迁时电子动能、电势能与原子能量的变化(1)原子能量：En＝Ekn＋Epn＝，随n增大而增大，其中E1＝－13.6eV.(2)电子动能：电子绕氢原子核运动时静电力提供向心力，即k＝m，所以Ekn＝k，随r增大而减小．(3)电势能通过库仑力做功判断电势能的增减．当轨道半径减小时，库仑力做正功，电势能减小；反之，轨道半径增大时，电势能增加．4．记住一些结论(1)一群氢原子处于量子数为n的激发态时可能辐射的光谱条数为N＝.(2)只有光子能量恰好等于跃迁所需的能量(hν＝Em－

4、En)时，光子才被吸收．(3)入射光子能量大于电离能(hν＝E∞－En)时，光子一定能被原子吸收并使之电离，剩余能量为自由电子的动能．三．天然放射现象、三种射线1．天然放射现象：放射性元素自发地发出射线的现象，首先由贝可勒尔发现．天然放射现象的发现，说明原子核具有复杂的结构．2．三种射线的比较　　射线名称比较项目　　α射线β射线γ射线组成高速氦核流高速电子流光子流(高频电磁波)带电量2e－e0质量4mpmp＝1．67×10－27kg静止质量为零符号Heeγ速度0.1c0.99cc垂直电磁场偏转情况偏转偏转不偏转贯穿本领最弱用一张薄纸能挡住较强穿透几厘米厚的铝板最强

5、穿透几厘米厚的铅板对空气的电离作用很强较弱很弱在空气中的径迹粗、短、直细、较长、曲折最长通过胶片感光感光感光3.原子核的衰变(1)原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变．(2)分类α衰变：X→Y＋Heβ衰变：X→Y＋e(3)半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间．半衰期由核内部本身的因素决定，跟原子所处的物理或化学状态无关．四．结合能、质量亏损　1．核能核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能．2．质能方程、质量亏损爱因斯坦质能方程E＝mc2，原子核的质量必然比组成它的核子的质量

6、和要小Δm，这就是质量亏损．由质量亏损可求出释放的核能ΔE＝Δmc2．五．核反应的四种类型类　型可控性核反应方程典例衰变α衰变自发U―→Th＋Heβ衰变自发Th―→Pa＋e人工转变人工控制N＋He―→O＋H(卢瑟福发现质子)He＋Be―→C＋n(查德威克发现中子)Al＋He―→P＋n约里奥·居里夫妇发现放射性同位素，同时发现正电子P―→Si＋e重核裂变比较容易进行人工控制U＋n―→Ba＋Kr＋3nU＋n―→Xe＋Sr＋10n轻核聚变H＋H―→He＋n模型一能级跃迁问题1.如图所示，氢原子从n>2的某一能级跃迁到n＝2的能级，辐射出能量为2.55eV的光子．问：(1

7、)最少要给基态的氢原子提供多少电子伏特的能量，才能使它辐射上述能量的光子？(2)请在图中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图．2.图所示为氢原子的四个能级，其中E1为基态，若氢原子A处于激发态E2，氢原子B处于激发态E3，则下列说法正确的是(　　)．A．原子A可能辐射出3种频率的光子B．原子B可能辐射出3种频率的光子C．原子A能够吸收原子B发出的光子并跃迁到能级E4D．原子B能够吸收原子A发出的光子并跃迁到能级E43.用频率为ν0的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为ν1、ν2、ν3的三条谱线，且ν3>ν2>ν1，则(　　)．A．ν

8、0<ν1B