原子结构之谜.doc

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1、原子结构之謎一.教法建议【抛砖引玉】   本节双基学习目标   1.了解原子的核式结构   2.了解原子学说的发展历史，认识α粒子散射实验的重大意义   3.了解玻尔理论的三条假设   4.通过公式rn=n2r1，En=。使学生了解原子能极，轨道半径和量子数n的关系。【指点迷津】   本节重点内容点拨   通过对卢瑟福α粒子散射实验的分析阐述原子的核式结构模型；从原子具有稳定结构的事实出发，建立玻尔的级理论。二、学海导航【学法指要】   本节理论原理明晰   关于原子结构的四个学说要从学说提出的实验基础，学说内容，能解释的现象，遇到的障碍四个方面掌握。 

2、  1.汤姆生的枣糕原子模型   ①实验基础：汤姆生发现电子（发现电子打破了原子不可再分观念，表明电子是原子的组成部分）   ②模型内容：原子是一个球体，正电荷均匀分布在整个球内，而电子象枣糕里的枣子镶嵌在原子里面。   ③能解释现象：原子光谱（原子受激，电子振动而发光）   ④遇到障碍：不能解释α粒子散射实验。   2.户瑟福的核式结构模型   ①实验基础：α粒子散射实验。（卢瑟福用α粒子轰击金箔，发现α粒子穿过金箔后，绝大多数仍沿原方向前进；少数发生了较大的偏转，极少数α粒子偏转角超过了90°，甚至被反弹）   实验说明：原子不是实心的，中间存在很大

3、空隙；电子质量远小于α粒子质量，大角度偏转不是电子作用结果；大角度偏转应是α粒子碰到带正电的质量很大的物质，α粒子大角度偏转极少，表明原子的核心很小。   ②模型内容：   有三个特点：(1)核很小，原子直径约10－10米，而核直径只有10－14米。               (2)核很重，原子的质量几乎全部集中在核里，原子核集中了全部正电荷。               (3)电子绕核作园周运动，库仑力提供向心力。   ③能解释现象：α粒子散射实验   由于原子的全部正电荷都集中在核里，当α粒子与核十分接近时会受到很大的库仑力而发生大角度偏转。因原子

4、内部大部分是空的，核又很小，所以α粒子靠近核的机会很少，绝大多数α粒子离核较远，受到的库仑力小，基本按直线前进。极少数α粒子离核较近，发生大角度偏转。   3.玻尔的轨道量子化模型   ①a.核式说学与经典电磁理论的矛盾。(1)原子稳定性问题，按经典理论，核外电子绕核旋转应辐射电磁波，其能量要逐渐减少，半径要减少，电子要被库仑力吸收到核上，原子应是不稳定的，事实上原子是稳定的。   ②原子光谱问题   经典理论，电子绕核运行频率不断变化，原子辐射电磁波频率等于运行频率，也应是连续变化的，即原子光谱是连续光谱，而实际上原子光谱是频率固定的线状光谱。   b

5、.普朗克提出量子论   模型内容：三条假说   (1)定态理论原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽做加速运动，并不向外辐射能量。   (2)能级跃迁，原子从一种定态(E初)跃迁到另一种定态(E终)时，它辐射(或吸收)一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即。   (3)轨道量子化，原子的不同能量状态跟电了沿不同的圆形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分布是不连续的。   经计算：   其中r1为第一条轨道的半径，E1为第一条转道（离核最近）的半径的能量。n为量子数   ③解释现象：

6、氢原子光谱   ④遇到障碍：不能解释所有原子光谱（成功之处在于引入量子论，失败之处在于过多保留了经典理论）   4.量子力学电子方式结构模型。（选学内容）   ①理论基础。a.玻尔理论不能解释复杂原子发光。b.量子力学发展   ②模型内容：   核外电子在核外的运动没有固定的轨道，它时而在这里出现，时而又在那里出现，在某些地方出现的几率大，在某些地方出的几率小，出现几率大的地方就是玻尔理论中的“轨道”。原子核好象被电子云雾笼罩着。   本节、难点、疑点释疑   1.原子的能量是指核外电子绕核运动的动能和势能总和，为什么不说成“电子能量”呢？因为势能属于原

7、子核和核外电子所共有。   对氢原子：据库仑力提供向心力。   选无穷远为势能零点，电子在半径为r轨道上运动时的势能：      总能：①   2.原子发光（吸收光）   原子从基态（能量最低状态）向激发态跃迁，r增大，电子克服库仑力做功电势能增大，动能减少，由总能表达式①知总能量增加，吸收能量（光子）   原子从激发态向基态跃迁，同理总能减少，以光子的形式放出。原子吸收或辐射能量不是任意的，而是等于发生跃迁的两能级的能量差。   一个原子可以有许多不同的能量状态和相应的能级，但在某一时刻一个原子不可能既处一这一状态也处于那一状态，如果有大量的原子它们之

8、中有的处于这一状态，有的处于那一状态，氢光谱线不是一个氢原子发出的，而是不同的氢