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1、1第十八章 原子结构一.电子：英国物理学家汤姆孙认为阴极射线就是带电粒子流，经过实验，他发现那就是电子流，电子的电荷后来由密立根通过“油滴实验”测得，e=1.610 -19 。二. 粒子散射实验卢瑟福和学生用 粒子轰击金箔，发现：绝大多数的 粒子穿过金箔后，基本上沿原来的方向前进，但有极少数 粒子发生了大角度的偏转，偏转的角度甚至大于 90，也就是说它们被“撞了回来” 。这个实验证明了卢瑟福的核式结构模型。原子的核式结构模型内容：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的空间运动.说明 核式结构模型的实验基础是 粒子散射实验，从
2、 粒子散射的实验数据，估计原子核半径的数量级为 10-14m10 -15m，而原子半径的数量级是 10-10m.三波尔的原子模型内容：玻尔认为，围绕原子核运动的电子轨道半径只能是某些分立的数值，这种现象叫轨道量子化；不同的轨道对应着不同的状态，在这些状态中，尽管电子做变速运动，却不辐射能量，因此这些状态是稳定的；原子在不同的状态中具有不同的能量，所以原子的能量也是量子化的.理解要点：玻尔的原子模型是以假说的形式提出来的，包括以下三方面的内容：轨道假设：即轨道是量子化的，只能是某些分立的值. 1定态假设：即不同的轨道对应着不同的能量状态，这些状态中原子是稳定的，不向外 2辐射能量.跃迁假设：原子
3、在不同的状态具有不同的能量，从一个定态向另一个定态跃迁时要辐 3射或吸收一定频率的光子，该光子的能量，等于这两个状态的能级差. nmEhv四氢原子光谱的理解第十九章原子核一射线的组成，能量都很高。 射线，即氦核， 24He，速度可以达到光速的十分之一，电离能力强，穿透能力比较差。 射线是高速电子流，速度可达光速的 99，电离能力较弱，穿透能力较强。 射线是能量很高的电磁波，电离能力更小，但穿透能力很强。 二原子核的衰变定义：放射性元素的原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化称为衰变.衰变规律：电荷数和质量数都守恒. 衰变： X Y+ He， 衰变的实质是某元素的原子核放出由两个质子和两个中
4、1 MZ42子组成的粒子（即氦核）. 衰变： X Y+ e， 衰变的实质是某元素的原子核内的一个中子变为一个质 2 Z10子时放射出一个电子. 衰变： 衰变是伴随 衰变或 衰变同时发生的. 衰变不改变原子核的电荷数 3和质量数.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具有过多的能量（核处于激发态）而辐射出光子.例： U 衰变后 Rn 共发生了 次 衰变和 次 衰变.2389286从第 n 级跃迁到基态，可能发出的光子共有 n（n-1 ） 2 种氢原子能级图2解析 根据衰变规律，Rn 的质量数比 U 的质量数减少了 238-22216，而天然放射只有 衰变才能使质量数减少，
5、且每次 衰变减少质量数为 4，故发生了 1644 次 衰变.因每次 衰变核的电荷数减少 2，故由于 衰变核 的电荷数应减少 428.而 Rn 核的电荷数仅比 U 核少了 92-866，故说明发生了 2 次 衰变（即 92-8+286）.答案 发生了 4 次 衰变，2 次 衰变.评价 在分析有关 、 衰变的问题时，应抓住每次 衰变质量数减 4，电荷数减 2 和每次 衰变时质量数不变，电荷数加 1 这一衰变规律进行分析.三.半衰期定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间，叫这种元素的半衰期.说明 （1）半衰期由放射性元素的原子核内部本身的因素决定的，跟原子所处的物理状态（如压强、温度等）或
6、化学状态（如单质或化合物）无关.（2）半衰期只对大量原子核衰变才有意义，因为放射性元素的衰变规律是统计规律，对少数原子核衰变不再起作用.四核能的计算（1）质能方程：爱因斯担的相对论指出，物体的质量和能量存在着密切联系，即 E=mc2.这就是爱因斯坦的质能方程.说明 质能方程告诉我们质量和能量之间存在着简单的正比关系.物体的能量增大了，质量也增大了；能量减小了，质量也减小.且核反应中释放的能量与质量亏损成正比： 2mc（2）核能：核反应中放出的能量称为核能.五原子中的质子和中子的比例自然界中，较轻的原子核，质子数和中子数大致相等，但对较重的原子核，中子数大于质子数，越重的原子核，两者相差越多。六
7、结合能：原子核是核子结合在一起构成的，要把它们分开，也需要能量，这就是原子核的结合能。原子核的结合能与核子数的比，称为比结合能，也叫平均结合能。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。七重核的裂变 1138549102359xXeSrnU由于重核裂变产生的中子使裂变反应不断的进行下去，这种由重核裂变产生的中子是裂变反应一代接一代继续下去的过程，叫做核裂变的链式反应。裂变时，只有当铀块足够大时，产生的中子才有足够的频率打中铀块，使反应进行。把裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫做它的临界体积，相应的质量叫做临界质量。八核聚变：两个轻核结合成质量较大的核，这样的核反应叫做聚变。这个反应中，平均每个核子放出的能量比裂变反应中的多。 nHe10421
