原子结构和原子核课件

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1、第十三章第三讲 原子结构和原子核,高考成功方案第1步,高考成功方案第2步,高考成功方案第3步,每课一得,每课一测,图1331,A相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最多 B相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数比放 在A位置时少得多 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,解析：根据粒子散射实验的现象，绝大多数粒子穿过金箔后，基本上沿原方向前进，因此在A位置观察到闪光次数最多，故A正确，少数粒子发生大角度偏转，因此从A到D观察到闪光会逐渐减小，因此B、D正确，C错。 答案：C,2在19世纪末_发现了电子，从而认识到原子存 在复杂结构，后来

2、_在粒子散射实验的基础上提出了原子的_模型。由粒子散射实验数据估算原子核直径的数量级为_m，原子核直径和原子直径之比为_。 答案：汤姆孙卢瑟福核式结构1015105,解析：只有氢原子光谱中可见光波长的倒数满足巴耳末公式，氢原子光谱在红外和紫外光区的其他谱线不满足巴耳末公式，满足的是与巴耳末公式类似的关系式，A、D错；在巴耳末公式中的n只能取不小于3的整数，不能连续取值，波长也只能是分立的值，故氢原子光谱不是连续谱而是线状谱，B错，C对。 答案：C,4根据玻尔理论，判断下列说法的正误： (1)电子绕核运动有加速度，就要向外辐射电磁波 () (2)处于定态的原子，其电子绕核运动，但它并不向外 辐射

3、能量 () (3)原子内电子的可能轨道是不连续的 () (4)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 (),解析：根据玻尔理论，电子绕核运动有加速度，但并不向外辐射能量，也不会向外辐射电磁波，故(1)错误，(2)正确。玻尔理论中的第二条假设，就是电子绕核运动可能的轨道半径是量子化的，不连续的，(3)正确。原子在发生能级跃迁时，要放出或吸收一定频率的光子，光子能量取决于两个能级之差，故(4)正确。 答案：,回扣三原子核 5由原子核的衰变规律可知 () A放射性元素一次衰变可同时产生射线和射线 B放射性元素发生衰变时，新核的化学性质不变 C放射性元素发生衰变的快慢不可人为控制

4、 D放射性元素发生正电子衰变时，新核质量数不变， 核电荷数增加1,解析：一次衰变不可能同时产生射线和射线，只可能同时产生射线和射线或射线和射线；原子核发生衰变后，新核的核电荷数发生了变化，故新核(新的物质)的化学性质理应发生改变；发生正电子衰变时，新核质量数不变，核电荷数减少1。 答案：C,解析：裂变反应的质量亏损为 m(235.043 91.008 7140.913 991.897 331.008 7) u0.215 3 u。 一个铀235原子核裂变后释放的能量为 Emc20.215 3931.5 MeV200.6 MeV。 答案：200.6 MeV,2氢原子的能级图 如图1332所示。 (

5、1)能级图中的横线表示氢原子可能 的能量状态定态。 (2)横线左端的数字“1,2,3”表示量 子数，右端的数字“13.6， 图1332 3.40”表示氢原子的能级。,(3)相邻横线间的距离，表示相邻的能级差，量子数越大， 相邻的能级差越小。 (4)带箭头的竖线表示原子由较高能级向较低能级跃迁， 原子跃迁条件为：hEmEn。,3对原子跃迁条件的理解 (1)原子从低能级向高能级跃迁，吸收一定能量的光子。 只有当一个光子的能量满足hE末E初时，才能被某一个原子吸收，使原子从低能级E初向高能级E末跃迁，而当光子能量h大于或小于E末E初时都不能被原子吸收。,(2)原子从高能级向低能级跃迁，以光子的形式向

6、外辐射能 量，所辐射的光子能量恰等于发生跃迁时的两能级间的 能量差。 (3)原子跃迁条件hEmEn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。当入射光子能量大于 电离能(即E13.6 eV)时，光子一定能被原子吸收并使之 电离，其中剩余能量为自由电子的动能。对于实物粒子 与原子作用使原子激发时，粒子能量（动能）大于或等于 能级差即可。,典例必研 例1如图1333所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光子照射逸出功为2.49 eV的金属钠，下列说法中正确的是 () 图1333,A这群氢原子能辐射出三种频率不同的光，其中从n

7、3跃迁到n2所发出的光波长最短 B这群氢原子在辐射光子的过程中电子绕核运动的动 能减小，电势能增大 C金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为11.11 eV D金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为9.60 eV,答案 D,冲关必试 1如图1334所示为氢原子能级图，可见光的光子 能量范围约为1.623.11 eV。下列说法正确的是() 图1334,A大量处在n3的高能级的氢原子向n3能级跃迁时， 发出的光有一部分是可见光 B大量处在n3能级的氢原子向n2能级跃迁时，发 出的光是紫外线 C大量处在n3能级的氢原子向n1能级跃迁时，发 出的光都应具有显著的热效应 D处在n3能级的氢原子吸收任意频

8、率的紫外线光子 都能发生电离,解析：当处在n3的高能级的氢原子向n3能级跃迁时，放出光子的最大能量E1.51 eV，故不可能为可见光，A错；当从n3向n2跃迁时，光子能量E3.4 eV1.51 eV1.89 eV，为可见光，B错；当从n3向n1跃迁时，光子能量E12.09 eV，在紫外区，无显著的热效应，C错；紫外线光子的能量h3.11 eV，大于处于n3能级的氢原子的电离能，故D正确。 答案：D,答案：(1)0.85 eV(2)0.85 eV(3)8.211014Hz,知识必会 1原子核与放射性 (1)原子核由质子和中子组成。 (2)具有相同的质子数、不同的中子数的原子互称为同位素， 同位素

9、具有相同的化学性质。 (3)物质发射射线的性质称为放射性，放射性元素自发地发 出射线的现象叫做天然放射现象。,2三种射线的比较,3原子核的衰变 (1)衰变：原子核自发地放出某种粒子而转变成新核的 变化，可分为衰变、衰变，并伴随着射线放出。 (2)衰变、衰变的比较：,(3)辐射：辐射是伴随着衰变和衰变同时发生的，其 实质是放射性原子核在发生衰变或衰变时，产生的某 些新核由于所处的能级过高，在向低能级跃迁的过程中 放出射线。,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。 影响因素：放射性元素衰变的快慢是

10、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)或化学状态(如单质、化合物)无关。,名师点睛 (1)自然界中原子序数大于或等于83的所有元素，都能自 发地放出射线；原子序数小于83的元素，有的也能放 出射线。 (2)同一个原子核不可能同时既发生衰变，又发生衰变， 但在衰变过程中可先后发生衰变和衰变。 (3)半衰期是大量原子核衰变时的统计规律，对个别或少 数原子核无半衰期可言。,典例必研 例2(2011海南高考)2011年3月11日，日本发生九级大地震，造成福岛核电站严重的核泄漏事故。在泄漏的污染物中含有131I和137Cs两种放射性核素，它们经过一系列衰变产生对人体有危害的辐射。在

11、下列四个式子中，有两个能分别反映131I和137Cs的衰变过程，它们分别是_和_(填入正确选项前的字母)。131I和137Cs原子核中的中子数分别是_和_。,解析衰变的种类有衰变和衰变两类，衰变中放出的粒子是氦核或电子而不会是质子或中子，故A、D错误，或从质量数守恒可知X1、X4的质量数分别是138、132，故他们不会是131I和137Cs的衰变。 由质量数守恒和电荷数守恒可知X2、X3分别是I、Cs，而中子数等于质量数与核电荷数的差值，故他们的中子数分别为78、82。 答案BC7882,答案：BC,4(1)关于放射性元素的半衰期，下列说法正确的有 () A是原子核质量减少一半所需的时间 B是

12、原子核有半数发生衰变所需的时间 C把放射性元素放在密封的容器中，可以减慢放射 性元素的半衰期 D可以用来测定地质年代、生物年代等,解析：(1)原子核衰变后变成新核，新核与未衰变的核在一起，故半衰期并不是原子核的数量、质量减少一半，A错B对；衰变快慢由原子核内部因素决定，与原子所处的物理状态或化学状态无关，常用其测定地质年代、生物年代等，故C错D对。,答案：(1)BD(2)11 460,3核能 (1)核子：原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子。 (2)核力：含义：原子核里的核子间存在互相作用的核力， 核力把核子紧紧地束缚在核内，形成稳定的原子核。 特点：.核力是强相互作用的一种表现； .

13、核力是短程力，作用范围在1.51015m之内； .每个核子只跟它的相邻核子间才有核力作用。,(3)核能： 结合能：把构成原子核的结合在一起的核子分开所需的能量。 比结合能：.定义：原子核的结合能与核子数之比称做比结合能，也叫平均结合能。.特点：不同原子核的比结合能不同，原子核的比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。,质量亏损：组成原子核的核子质量与原子核的质量之差。 质能方程：一定的能量和一定的质量相联系，物体的总能量和它的质量成正比，即Emc2。 方程的含义：物体具有的能量与它的质量之间存在简单的正比关系，物体的能量增大，质量也增大；物体的能量减少，质量也减少。,.核子在

14、结合成原子核时出现质量亏损m，其能量也要相应减少，即Emc2；.原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加m，吸收的能量为Emc2。,(4)获得核能的途径： 重核裂变：.定义：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。.特点：a.裂变过程中能够放出巨大的能量；b.裂变的同时能够放出23(或更多)个中子；c.裂变的产物不是唯一的。对于铀核裂变有二分裂、三分裂和四分裂形式，但三分裂和四分裂概率比较小。,根据核子比结合能来计算核能。 原子核的结合能核子比结合能核子数。 名师点睛质量数与质量是两个不同的概念。核反应中质量数、电荷数守恒，但反应中依然有质量亏损，因

15、此，计算核能时，不可用质量数代替质量进行计算。,典例必研 例3假设两个氘核在一直线上相碰发生聚变反应生成氦的同位素和中子，已知氘核的质量是2.013 6 u，中子的质量是1.008 7 u，氦核同位素的质量是3.015 0 u。 (1)聚变的核反应方程是_，在聚变核反应中释放出 的能量为_MeV。(保留两位有效数字),解析：由核反应中质量数守恒、电荷数守恒可知A对、B错；C中反应是衰变，D中反应是裂变，C、D均错。 答案：A,每课一得,核反应中释放的核能，在无光子辐射的情况下，将转化为生成的新核和新粒子的动能。因此在此情况下可应用动量守恒定律和能量守恒定律来计算核能。,方法导入(1)问是衰变方程的书写问题，遵循核电荷数守恒和质量数守恒的原则；(2)问是动量守恒定律的直接应用；(3)问是动量守恒定律、质能方程的综合应用，因衰变前氡核静止，即动能为零，所以衰变后两粒子的动能完全来源于质量亏损所释放的能量。,点击此图片进入“每课一测”,