《3年高考2年模拟》专有电子资源
第十二章 近代物理初步
第2讲 原子结构与原子核
一、原子的核式结构
(1)1909—1911年,英国物理学家①卢瑟福进行了α粒子散射实验,提出了核式结构模型。 (2)α粒子散射实验 a.实验装置:如图所示。
b.实验结果:α粒子穿过金箔后,绝大多数沿②原方向前进,少数发生较大角度偏转,极少数偏转角度大于90°,甚至被弹回。
(3)核式结构模型:原子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绕核旋转。 二、氢原子光谱
1.光谱:用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开,获得光的波长(频率)和强度分布的记录,即光谱。
2.光谱分类
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3.氢原子光谱的实验规律:巴耳末系是氢光谱在可见光区的谱线,其波长公式??=R(22-7-1
)(n=3,4,5,…),R是里德伯常量,R=1.10×10m。 ??2
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4.光谱分析:利用每种原子都有自己的⑥特征谱线可以用来鉴别物质和确定物质的组成成分,且灵敏度很高。在发现和鉴别化学元素上有着重大的意义。 三、氢原子的能级、能级公式
1.玻尔理论
(1)定态:原子只能处于一系列⑦不连续的能量状态中,在这些能量状态中原子是⑧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=6.63×10-34J·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⑨不连续的,因此电子的可能轨道也是⑩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
a.氢原子的能级公式:En=??2E1(n=1,2,3,…),其中E1为基态能量,其数值为E1=-13.6eV。 b.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。
四、原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期、放射性同位素
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1.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。 2.天然放射现象 (1)天然放射现象
放射性元素自发地放出射线的现象,首先由贝克勒尔发现。天然放射现象的发现,说明原子核具有复杂的结构。
(2)放射性和放射性元素
物质发射射线的性质叫放射性。具有放射性的元素叫放射性元素。
(3)三种射线:放射性元素放射出的射线共有三种,分别是α射线、β射线、γ射线。 (4)放射性同位素的应用与防护
a.放射性同位素:有天然放射性同位素和人工放射性同位素两类,放射性同位素的化学性质相同。
b.应用:消除静电、工业探伤、作示踪原子等。 c.防护:防止放射性对人体组织的伤害。 3.原子核的衰变
(1)衰变: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
????-4
α衰变:??X→??-2Y+????β衰变:??X→??+1Y+
4
2He; 0
-1e。
两个典型的衰变方程
2344
α衰变:23892U→90Th+2He; 2340β衰变:23490Th→91Pa+-1e。
(3)半衰期:大量放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。半衰期由原子核内部的因素决定,跟原子所处的物理、化学状态无关。
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第2讲 原子结构与原子核
