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1、第 - 1 - 页 共 4 页 章末复习课章末复习课 体系构建 Error! 原 子 结 构 Error! 核心速填 1电子的发现 1897 年，汤姆孙发现了比原子更小的“微粒”电子，并且推定它广泛地存在于各种 原子内部，从而打破了原子不可分的观念 2原子的核式结构模型 卢瑟福基于 粒子散射实验的事实提出了原子的“核式结构模型”：在原子中间有一个 体积很小的、带正电荷的核，原子核的直径约为 1015_m，只有原子直径的 1/100 000，但它 几乎集中了原子的所有质量，电子在核外绕核运动 3光谱与光谱分析 原子光谱是认识原子内部结构的重要标志原子的发射光谱和吸收光谱都是分立的线状 谱，不同原
2、子的光谱，明线和暗线的位置不同光谱分析在科学技术中有广泛的应用 4玻尔关于原子结构的理论 (1)电子绕原子核运动的轨道不是任意的，而是一系列分立的、特定的轨道当电子在这 些轨道上运动时，原子是稳定的，不向外辐射能量，也不吸收能量，这些状态称为定态 (2)原子处于定态的能量用En表示，n称为量子数当原子从一个定态跃迁到另一个定态 时，即电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，会向外辐射或吸收光子光子的频率满足 hEnEm En、Em分别为原子的高能级和低能级用玻尔的原子结构理论可以很好地解释氢原子及其 他类氢原子的光谱规律，但它也有局限性 第 - 2 - 页 共 4 页 两个重要的物理思想方法 1模型
3、法 人们对原子结构的认识经历了几个不同的阶段，其中有汤姆孙模型、卢瑟福模型、玻尔 模型、电子云模型(如图所示) 2假设法 假设法是学习物理规律常用的方法，前边我们学过的安培分子电流假说，现在大家知道 从物质微观结构来看是正确的，它就是核外电子绕核旋转所形成的电流在当时的实验条件 下是“假说” 玻尔的原子结构理论是为解决核式结构模型的困惑而提出的，他的成功在于引 入量子理论，局限性在于保留了轨道的概念，没有彻底脱离经典物理学框架 【例 1】 (多选)卢瑟福的 粒子散射实验说明了下列哪种情况( ) A原子内的正电荷全部集中在原子核里 B原子内的正电荷均匀分布在它的全部体积上 C原子内的正负电荷是一
4、对一整齐排列的 D原子的几乎全部质量都集中在原子核里 AD 卢瑟福的 粒子散射实验中，少数 粒子发生大角度偏转，这是原子中带正电部 分作用的结果，由于大角度偏转的 粒子数极少，说明原子中绝大部分是空的，带正电部分 的体积很小，带负电的电子绕核运动的向心力即是原子核对它的引力，而电子质量极小，故 原子核集中了原子全部正电荷和几乎全部质量，选项 A、D 正确 1(多选)关于 粒子散射实验，下列说法正确的是( ) A在实验中观察到的现象是：绝大多数 粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进，少数发 生了较大偏转，极少数偏转角度超过 90，有的甚至被弹回 B使 粒子发生明显偏转的力是来自带正电的核及核外电子，当
5、 粒子接近核时是核 的斥力使 粒子偏转，当 粒子接近电子时是电子的吸引力使之偏转 C实验表明：原子中心有一个极小的核，它占有原子体积的极小部分 D实验表明：原子中心的核带有原子的全部正电荷和原子的全部质量 第 - 3 - 页 共 4 页 AC 由 粒子散射实验结果知，A 正确；由于电子的质量远小于 粒子的质量，对 粒子的运动影响极小，使 粒子发生明显偏转的是原子核的斥力，B 错误；实验表明：原子 具有核式结构，核极小，但含有全部的正电荷和几乎所有的质量，C 正确，D 错误 玻尔理论 1玻尔原子模型 (1)量子化观点：电子的可能轨道半径、原子的能量、原子跃迁辐射或吸收光子的频率都 只能是分立的、
6、不连续的值 (2)对应关系：电子处于某一可能轨道对应原子的一种能量状态 (3)定态观点：电子在某一可能轨道上运动时，原子是不向外辐射电磁波的，轨道与能量 是稳定的 (4)跃迁观点：能级跃迁时辐射或吸收光子的能量，hEmEn(mn) (5)原子吸收光子能量是有条件的，只有等于某两个能级差时才被吸收发生跃迁 如果入射光的能量E13.6 eV，原子也能吸收光子，则原子电离 用粒子碰撞的方法使原子能级跃迁时，粒子能量大于能级差即可 2跃迁与光谱线 原子处于基态时，原子是稳定的，但原子在吸收能量跃迁到激发态后，就不稳定了，这 时就会向低能级定态跃迁，而跃迁到基态，有时是经多次跃迁再到基态 一群氢原子处于
7、量子数为n的激发态时，可能辐射出的光谱线条数为：NC . 2n nn 1 2 【例 2】 将氢原子电离，就是从外部给电子能量，使其从基态或激发态脱离原子核的束 缚而成为自由电子 (1)若要使n2 激发态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射该氢原子？ (2)若用波长为 200 nm 的紫外线照射氢原子， 则电子飞到离核无穷远处时的速度为多大？ (电子电荷量e1.61019 C，普朗克常量h6.631034 Js，电子质量me9.11031 kg) 解析 (1)n2 时，E2 eV3.4 eV，所谓电离，就是使处于基态或激发态的 13.6 22 原子的核外电子跃迁到n的轨道，n时，E0. 所
8、以，要使处于n2 激发态的原子电离，电离能为 EEE23.4 eV Hz8.211014 Hz. E h 3.4 1.6 1019 6.63 1034 (2)波长为 200 nm 的紫外线一个光子所具有的能量 第 - 4 - 页 共 4 页 E0h6.631034 J9.9451019 J 3 108 200 109 电离能 E3.41.61019 J5.441019 J 由能量守恒hEmev2 1 2 代入数值解得v9.95105 m/s. 答案 (1)8.211014 Hz (2)9.95105 m/s 一语通关 (1)氢原子在某激发态的电离能大小等于该能级的能量值 (2)电子电离后若有多
9、余的能量将以电子动能的形式存在 2(多选)子与氢原子核(质子)构成的原子称为氢原子，它在原子核物理的研究中 有重要作用如图为氢原子的能级示意图，假定光子能量为E的一束光照射容器中大量处 于n2 能级的氢原子，氢原子吸收光子后，发出频率为1、2、3、4、5和6 的光子，且频率依次增大，则E等于( ) Ah(31) Bh(31) Ch3Dh(64) CD 氢原子吸收光子后，能发出六种频率的光，说明氢原子是从n4 能级向低能 级跃迁， 则吸收的光子的能量为 EE4E2， 即子吸收能量后先从n2 能级跃迁到n4 能级，然后从n4 能级向低能级跃迁辐射光子按能量从小到大的顺序排列为 4 能级到 3 能 级，能级 3 到能级 2，能级 4 到能级 2，能级 2 到能级 1，能级 3 到能级 1，能级 4 到能级 1， 所以能量E与h3相等，也等于h(64)，故 C、D 正确