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1、1.原子的核式结构模型 (1)电子的发现:英国物理学家汤姆孙发现了电子。(2)粒子散射实验:19091911年,英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用粒子轰击金箔的实验,实验发现绝大多数粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进,但有少数粒子发生了大角度偏转,几乎被“撞”了回来。(3)卢瑟福提出原子的核式结构模型:在原子中心有一个很小的核,原子几乎全部质量都集中在核里,带负电的电子在核外空间绕核旋转。2.氢原子的能级结构 (1)玻尔理论定态: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。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
2、定频率的光子,光子的能量由这两个定态的能量差决定,即h=Em-En。(h是普朗克常量,h=6.62610-34 Js)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)基态和激发态:原子能量最低的状态叫基态,其他能量较高的状态叫激发态。3.原子核的组成 (1)原子核由质子和中子组成,它们统称为核子。(2)原子核的核电荷数=质子数,原子核的质量数=质子数+中子数。(3)同位素:具有相同质子数、不同中子数的原子。同位素在元素周期表中的位置相同。4.天然放射现象 (1)天然放射现象:元素自发地放出射线的现象,首先由贝可勒尔发现。
3、天然放射现象的发现,说明原子核还具有复杂的结构。(2)三种射线放射性元素放射出的射线共有三种,分别是射线、射线、射线。其中射线是高速运动的氦核,射线是高速运动的电子流,射线是光子。(3)半衰期定义:放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。影响因素:放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的,跟原子所处的物理状态(如温度、压强)及化学状态(如单质、化合物)无关。(4)衰变和衰变的实质衰变:核内两个中子和两个质子作为一个整体从较大的原子核内抛射出来。衰变:核内的一个中子转化为一个质子,同时放出一个电子。5.核力、结合能、质量亏损 (1)核力定义:原子核内部,核子间所特有的相互作用力。特点a.
4、核力是强相互作用的一种表现。b.核力是短程力,作用范围在1.510-15 m 之内。c.每个核子只跟它的相邻核子间才有核力作用。(3)爱因斯坦质能方程E=mc2。(4)质量亏损:原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小m,这就是质量亏损。由质量亏损可求出释放的核能E=mc2。6.裂变与聚变 (1)重核裂变:质量数较大的原子核受到高能粒子的轰击而分裂成几个质量数较小的原子核的过程。裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫作临界体积。裂变的应用:原子弹、核反应堆。(2)轻核聚变:两个轻核结合成质量较大的核的反应过程。轻核聚变反应必须在高温下进行,因此又叫热核反应。1.(2019湖南常德模拟考试)(多
5、选)如图所示为卢瑟福和他的同事们做粒子散射实验装置的示意图,荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时观察到的现象,下述说法中正确的是()。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比A位置时少C.放在C、D位置时,屏上观察不到闪光D.放在D位置时,屏上仍能观察到一些闪光,但次数极少答案ABD2.(2018江西上饶市第二次联考)卢瑟福通过对粒子散射实验结果的分析,提出了原子内部存在()。A.电子B.中子C.质子D.原子核答案D3.(2018山西长治四校联考)一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级,该氢原子()。A.放出光子
6、,能量增加B.放出光子,能量减少C.吸收光子,能量增加D.吸收光子,能量减少答案B4.(2019浙江富阳质量摸底)(多选)氢原子的部分能级如图所示,已知可见光子能量在1.62 eV3.11 eV之间。由此可推知氢原子()。A.从高能级向n=1能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高B.从高能级向n=2能级跃迁时发出的光一定为可见光C.从高能级向n=3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高D.大量处于n=4能级的氢原子向基态跃迁时可以发出两种可见光答案AD5.(2019湖南长沙开学质量调研)(多选)下列关于12C和14C的说法中正确的是()。A.它们有相同的质子数B.它们有相同的中子数C.它们有相同的
7、化学性质D.它们有相同的物理性质答案AC6.(2019辽宁沈阳摸底考试)很多装饰材料中都不同程度地含有放射性元素,下列说法正确的是()。A.射线、射线和射线都是电磁波B.在、三种射线中,射线的电离能力最强C.氡的半衰期为3.8天,4个氡原子核经过7.6天后一定只剩下1个氡原子核D.放射性元素发生衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的答案D7.(2019福建厦门质量检测)在贝可勒尔发现天然放射现象后,人们对放射线的性质进行了深入的研究,发现、射线的穿透本领不同。图示为这三种射线穿透能力的比较,图中射线分别是()。A.、B.、C.、D.、答案C8.(2018贵州铜仁10月模拟)下列现
8、象中,与原子核内部变化有关的是()。A.粒子散射现象B.天然放射现象 C.光电效应现象D.原子跃迁时的发光现象答案B9.(2019湖北黄冈开学考试)(多选)关于核力的说法正确的是()。A.核力是弱相互作用的一种表现B.核力是一种短程力,作用范围为1.510-10 mC.每个核子只与邻近的核子发生核力作用,这种性质称为核力的饱和性D.弱相互作用是引起原子核衰变的原因答案CD10.(2019四川广元摸底考试)关于原子核的结合能,下列说法错误的是()。A.原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B.一重原子核衰变成粒子和另一原子核,衰变产物的结合能之和一定小于原来重核的结合能C.铯原子
9、核(55113Cs)的结合能小于铅原子核(82208Pb)的结合能D.比结合能越大,原子核越不稳定答案D11.(2018四川西昌五校联考)下列说法正确的是()。A.1530P1430Si+10e是一种核裂变反应B.核反应堆产生的能量一定来自轻核聚变C.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应D.卢瑟福为解释粒子散射实验现象提出了原子核式结构模型答案D12.(2019青海西宁开学考试)(多选)如图所示是国家国防科技工业局首次发布的“嫦娥二号”月面虹湾局部影像图,科学家发现在月球上含有丰富的23He(氦3)。它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料,其参与的一种核聚变反应的方程式为 23He+23H
10、e211H+24He。关于23He聚变下列表述正确的是()。A.聚变反应不会释放能量B.聚变反应产生了新的原子核C.聚变反应会有质量亏损D.目前核电站都采用23He聚变反应发电答案BC1.(2018全国卷,14)1934年,约里奥居里夫妇用粒子轰击铝核1327Al,产生了第一个人工放射性核素X:+1327Aln+X。X的原子序数和质量数分别为()。A.15和28B.15和30C.16和30D.17和31解析根据核反应方程中质量数守恒可知X的质量数为4+27-1=30,根据电荷数守恒可知X的电荷数为2+13=15。根据原子核的电荷数等于原子序数,可知X的原子序数为15,质量数为30,可知B项正确
11、。答案B2.(2018天津卷,1)国家大科学过程中国散裂中子源(CSNS)于2017年8月28日首次打靶成功,获得中子束流,可以为诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台,下列核反应中放出的粒子为中子的是()。A.714N俘获一个粒子,产生817O并放出一个粒子B.1327Al俘获一个粒子,产生1530P并放出一个粒子C.511B俘获一个质子,产生48Be并放出一个粒子D.36Li俘获一个质子,产生23He并放出一个粒子解析根据质量数和电荷数守恒可知四个核反应方程分别为714N+24He817O+11H、1327Al+24He1530P+01n、511B+11H48Be+24He、36Li+
12、11H23He+24He, B项正确,A、C、D三项错误。答案B见自学听讲P219一理解玻尔模型1.氢原子能级根据氢原子光谱和量子假说,玻尔提出原子量子化理论,并进一步总结了氢原子能级规律氢原子的能级图2.光谱研究表明每种原子只能吸收或辐射特定频率的光,说明原子能量状态是不连续的,即量子化的。玻尔据此提出了玻尔模型:定态假设、跃迁假设和轨道假设。例1(多选)如图是氢原子的能级图,一群氢原子处于n=3能级,下列说法中正确的是()。A.这群氢原子跃迁时能够发出3种不同频率的光B.这群氢原子发出的光子中,能量最大为10.2 eVC.从n=3能级跃迁到n=2能级时发出的光波长最长D.这群氢原子能够吸收
13、任意光子的能量而向更高能级跃迁解析根据C32=3知,这群氢原子能够发出3种不同频率的光子,A项正确;由n=3跃迁到n=1,辐射的光子能量最大,E=(13.6-1.51) eV=12.09 eV,B项错误;从n=3跃迁到n=2,辐射的光子能量最小,频率最小,则波长最长,C项正确;一群处于n=3能级的氢原子发生跃迁,吸收的能量必须等于两能级的能级差,D项错误。答案AC二衰变规律及实质1.衰变、衰变的比较衰变类型衰变衰变衰变过程ZAXZ-2A-4Y+24HeZAXZ+1AY+-10e衰变实质2个质子和2个中子结合成一个整体射出211H+201n24He1个中子转化为1个质子和1个电子01n11H+-
14、10e(续表)衰变类型衰变衰变匀强磁场中轨迹形状衰变规律电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒射线:射线经常是伴随着射线和射线产生的。其实质是放射性原子核在发生衰变、衰变的过程中,产生的新核由于具有过多的能量(原子核处于激发态)而辐射出的光子。2.确定衰变次数的方法3.半衰期半衰期的计算:根据半衰期的概念,可总结出公式。N余=N原12t,m余=m原12t,式中N原、m原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量,N余、m余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量,t表示衰变时间,表示半衰期。4.三种射线的比较射线名称比较项目射线射线射线组成高速氦核流高速电子流光子流(高频电磁波)带电荷量2e-e0质量4mpmp1836静止质量为零符号24He-10e速度可达0.1c可达0.99cc垂直进入电场或磁场的偏转情况偏转偏转不偏转贯穿本领最弱较强最强对空气的电离作用很强较弱很弱例2(多选)日本福岛核电站泄漏事故中释放出大量的碘131,碘131是放射性同位素,衰变时会发出射线与射线,碘131被人摄入后,会危害身体健康,由此引起了全世界的关注。下列关于核辐射的相关知识,说法正确的是()。A.人类无法通过改变外部环境来改变碘131衰变的快慢B.若碘131的半衰期为8.3天,则4个碘原子核经16.
