最新-2018届高三物理一轮复习 原子结构导学案 精品

2018届高三物理一轮复习导学案 十八、原子和原子核（1）

原子结构

【目标】

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内容； 3、理解玻尔模型的三条假设。 【导入】

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α粒子穿过金箔后直进，少数α粒子发生了较大的偏转，极少数α粒子偏转角度超过90°，有的甚至被弹回． 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核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转．

-15-14-10

3、实验数据估算：原子核大小的数量级为10－10m，原子大小的数量级为10 m． 三、玻尔的轨道量子化模型

1、卢瑟福核式结构与经典电磁理论的矛盾： （1）原子是稳定的；（2）原子光谱是线状谱 2、玻尔的轨道量子化模型：

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，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然做加速运动，但不向外辐射能量．

②跃迁假设——原子从一种定态（设它的能量为E初）跃迁到另一种定态（设能量为E末）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hγ=E初一E末

③轨道量子化假设——原子的不同能量状态跟电子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的分布也是不连续的．

3、氢原子能级公式：原子各定态的能量叫做原子的能级．对于氢原子，其能级公式为：En=

22

E1/n ；n=1，2，3…；轨道公式为：rn=nrl，n＝l，2，3…

n称为量子数，只能取正整数，En是半径为rn的轨道的能量值（能级）它等于核外电子在该轨道上运转时动能和原子的电势能之和，若规定无限远处为零电势点则

-10

E1=13.6 eV ；rl＝0.536×10m

注意量子数n＝1的定态，又叫基态，能量值最小．量子数越大，能量值越大． 【导研】

[例1] 1897年，J．J．汤姆孙发现电子。30年后， J．J．汤姆孙的儿子G．P．汤姆孙利用

－10

电子束照射到金属晶格（大小约10m）上，从而得到电子的衍射图样，验证了电子的波动性。

下列关于这对父子的研究过程与研究结论的说法中正确的是（ ） A．电子的发现说明原子中一定还有带正电的部分 B．J．J．汤姆孙发现了电子，并提出了电子绕核运动

C．在验证电子波动性的实验中，电子的动能越大，电子的衍射现象越不明显

D．验证电子波动性的实验中，若用相同动能的质子代替电子，衍射现象将更加明显

[例2] （1）如图所示为卢瑟福和他的同事们做?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、D四个位置时，下面关于观察到的现象的说法中正确的是（ ） A．放在A位置时，相同时间内观察到荧光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只比A位置时稍少些

C．放在C、D位置时，屏上观察不到闪光

D．放在D位置时，屏上仍能观察一些闪光，但次数极少

（2）卢瑟福通过α粒子散射实验，发现了原子中间有一个很小的核，并由此提出了原子的核式结构模型．右图中的四条线表示a粒子运动的可能轨迹，在图中完成中间两条α粒子的运动轨迹．

[例3] 氢原子从其他能级向量子数为2的能级跃迁时所产生的光谱称为巴尔末系，其波长λ

11?，对此公式下列理解正确的是（ ） 遵循以下规律：1?R??????22n2?A．公式中n可取任意值，故氢光谱是连续谱

B．公式中n只能取整数值，故氢光谱是线状谱 C．n越大，所发射光子的能量越大

D．公式不但适用于氢光谱，也适用于其他原子的光谱

[例4]（1）（18广东卷）有关氢原子光谱的说法正确的是（ ）

A．氢原子的发射光谱是连续谱 B．氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光 C．氢原子光谱说明氢原子能级是分立的

D．氢原子光谱的频率与氢原子能级的能量差无关 （2）（18山东卷）在氢原子光谱中，电子从较高能级跃迁到n＝2能级发出的谱线属于巴耳末线系．若一群氢原子自发跃过时发出的谱线中只有2条属于巴耳末线系，则这群氢原子自发跃迁时最多可发生 条不同频率的谱线．

[例5] （天津市2018届高三上学期六校联考）用紫外线照射一些物质时会发生荧光效应，即物质发出可见光，这些物质中的原子先后发生两次跃迁，其能量变化分别为?E1和?E2，下列关于原子这两次跃迁的说法中正确的是 ( ) A．两次均向高能级跃迁，且?E1>?E2 B．两次均向低能级跃迁，且?E1

C．先向高能级跃迁，再向低能级跃迁，且?E1?E2

[例6] 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2.55 eV的光子．问

（1）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．

【导练】

1、下列关于原子结构的说法正确的是（ ） A．汤姆生发现电子并提出原子的核式结构学说

B．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，揭示了原子核的组成 C．玻尔的原子模型与原子的核式结构模型本质上是完全一致的 D．玻尔理论的局限性是保留了过多的经典物理理论

2、卢瑟福在解释α粒子散射实验时，不考虑α粒子与电子的碰撞影响，因为（ ） A．α粒子与电子之间有相互斥力，但斥力很小，可忽略． B．α粒子虽受电子作用，但电子对α粒子的合力为零． C．电子体积极小，α粒子不可能碰撞到电子．

D．电子质量极小，α粒子与电子碰撞时能量损失可忽略．

3、根据玻尔的氢原子理论，下列说法中正确的是（ ） A.氢原子的轨道是不连续的

B.氢原子具有的稳定能量状态称为定态 C.氢原子在辐射光的同时能量也在减小 D.用任何光照射氢原子都可以使其发生跃迁

4、氢原子辐射出一个光子后,根据玻尔理论,下述说法正确的是（ ） A．氢原子的能级减少 B．氢原子的电势能增大 C．核外电子绕核旋转的半径增大 D．核外电子的运动加速度增大

5、按照玻尔理论,下列关于氢原子的论述正确的是( )

22

A、第m个定态和第n个定态的轨道半径之比为rm：rn=m：n