第2讲 原子结构 氢原子光谱 1 原子的核式结构模型 (1)α粒子散射实验 实验装置:α粒子源、金箔、放大镜和荧光屏。 实验现象:①绝大多数的α粒子穿过金箔后,基本上仍沿原来的方向前进。 ②少数α粒子发生了大角度偏转。 ③极少数α粒子的偏转角度大于90°,甚至有极个别α粒子几乎被“撞了回来”。 实验意义:卢瑟福通过α粒子散射实验,否定了汤姆孙的原子模型,建立了核式结构模型。 (2)核式结构模型 1911年由卢瑟福提出,在原子中心有一个很小的核,叫原子核。它集中了原子全部的正电荷和几乎全部的质量,电子在核外空间运动。 (3)原子核的电荷与尺度 1.1 (2019辽宁沈阳模拟)(多选)如图所示为卢瑟福和他的助手做α粒子散射实验的装置示意图,荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C三个位置时,关于观察到的现象,下列说法中正确的是( )。 A.放在A位置时相同时间内观察到屏上的闪光次数最多 B.放在B位置时相同时间内观察到屏上的闪光次数最少 C.放在C位置时相同时间内观察到屏上的闪光次数最少 D.放在C位置时观察不到屏上有闪光 【答案】AC 1.2 (2018南昌期末)不能用卢瑟福原子核式结构模型得出的结论是( )。 A.原子中心有一个很小的原子核 B.原子核是由质子和中子组成的 C.原子的质量几乎全部集中在原子核内 D.原子的正电荷全部集中在原子核内 【答案】B 2 氢原子光谱 玻尔的原子模型 (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=6.63×10-34 J·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 能级图如图所示 / 2.1 (2019陕西师大附中模拟)(多选)根据玻尔理论可知,以下说法正确的是( )。 A.电子绕核运动有加速度,就要向外辐射电磁波 B.处于定态的原子,其电子做变速运动,但它并不向外辐射能量 C.原子内电子的可能轨道是不连续的 D.原子能级跃迁时,辐射或吸收光子的能量取决于两个轨道的能量差 【答案】BCD 2.2 (2019山西临汾一中质检)某光电管的阴极为金属钾制成的,它的逸出功为2.21 eV,如图所示是氢原子的能级图,一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时,辐射的光照射到该光电管的阴极上,这束光中能使金属钾发生光电效应的光谱线条数是( )。 A.2条 B.4条 C.5条 D.6条 【答案】B 题型 能级的分析与计算 1.氢原子跃迁条件 原子跃迁条件hν=Em-En只适用于光子和原子作用而使原子在各定态之间跃迁的情况。对于光子和原子作用而使氢原子电离时,只要入射光的能量E≥13.6 eV,氢原子就能吸收光子的能量,对于实物粒子与原子作用使氢原子激发时,实物粒子的能量大于或等于能级差即可。 2.氢原子跃迁时能量的变化 (1)原子能量:En=Ekn+Epn= ?? 1 ?? 2 ,随n增大而增大,其中E1=-13.6 eV。 (2)电子动能:电子绕氢原子核运动时由静电力提供向心力,即k ?? 2 ?? 2 =m ?? 2 ?? ,所以Ek= ?? ?? 2 2?? ,即动能随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;当轨道半径增大时,电势能增加。 3.光谱线条数 (1)一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n-1)。 (2)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数的两种求解方法: ①用数学中的组合知识求解:N= C ?? 2 = ??(??-1) 2 。 ②利用能级图求解:在氢原子能级图中将氢原子跃迁的各种可能情况一一画出,然后相加。 4.区别原子的跃迁与电离 若入射光子的能量低于 ... ...
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