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1、强基固本 考点突破 第 3课时 原子结构 原子核 强基固本 考点突破 知 识 梳 理 知识点一 、 原子核式结构 、 氢原子光谱 、 原子的能级 1 原子的核式结构 (1)电 子的发现：英国物理学家 发现了电子 。 (2)粒子散射实验： 1909 1911年 ， 英国物理学家 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 方向前进 ，但有少数 粒子发生了大角度偏转 ， 偏转的角度甚至大于90 ， 也就是说它们几乎被 “ 撞 ” 了回来 (如图 1所示 )。 汤姆孙 卢瑟福 原来 图 1 强基固本 考点突破 (3)原子的核式结构模型：在原子中心有一个很小
2、的核，原子全部的 和几乎全部 都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转。 正电荷 质量 强基固本 考点突破 2 氢原子光谱 ( 1) 光 谱 用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的 ( 频率 ) 和强度分布的记录，即光谱。 ( 2) 光谱分类 有些光谱是一条条的 ，这样的光谱叫做线状谱。 有的光谱是连在一起的 ，这样的光谱叫做连续谱。 ( 3) 氢原子光谱的实验规律 巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式1 R122 1 ( n 3,4,5 ， ) ， R 是里德伯常量， R 107m 1， n 为量子数。 波长 亮线 光带 强基固本 考点突破 3 玻尔理论 (1)定 态：原
3、子只能处于一系列 的能量状态中 ， 在这些能量状态中原子是 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 。 ( h 10 34 Js) (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 的 ， 因此电子的可能轨道也是 的 。 不连续 稳定 连续 不连续 强基固本 考点突破 4 氢原子的能级 、 能级公式 (1)氢 原子的能级 能级图如图 2所示 图 2 强基固本 考点突破 ( 2) 氢原子的能级和轨道半径 氢原子的能级公式：
4、 E n 1 1 ( n 1,2,3 ， ) ，其中 E 1 为基态能量，其数值为 E 1 13.6 e V 。 氢原子的半径公式： r n ( n 1,2,3 ， ) ，其中 r 1 为基态半径，又称玻尔半径，其数值为 r 1 10 10m 。 强基固本 考点突破 知识点二 、 原子核的组成 、 原子核的衰变 、 半衰 期 、 放射性同位素 1 原子核的组成： 原 子核是由 和中子组成的 ， 原子核的电荷数等于核内的 。 2 天然放射现象 (1)天然放射现象 元素 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 具有复杂的结构 。 质子 质子数 自发 原子核 强基
5、固本 考点突破 (2)放射性和放射性元素 物质发射某种看不见的射线的性质叫 。 具有放射性的元素叫 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 、 、 。 (4)放射性同位素的应用与防护 放射性同位素：有 放射性同位素和 放射性同位素两类 ， 放射性同位素的化学性质相同 。 应用：消除静电 、 工业探伤 、 作 等 。 防护：防止放射性对人体组织的伤害 。 放射性 放射性 射线 射线 射线 天然 人工 示踪原子 强基固本 考点突破 3 原子核的衰变 ( 1) 衰 变：原子核放出 粒子或 粒子，变成另一 种 的变化称为 的衰变。 ( 2) 分类 衰变：A 4Z 2Y 4
6、2 衰变： 1Y 0 1 e ( 3) 半衰期：放射性元素的原子核有 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 、 无关。 原子核 原子核 半数 物理 化学状态 强基固本 考点突破 知识点三 、 核力与结合能 、 质量亏损 1 核力 (1)定 义： 原子核内部 ， 核子间所特有的相互作用力 。 (2)特点： 核力是强相互作用的一种表现； 核力是短程力 ， 作用范围在 10 15 每个核子只跟它的相邻核子间才有核力作用 。 强基固本 考点突破 2 结合能 核 子结合为原子核时 的能量或原子核分解为核子时 的能量 ， 叫做原子核的结合能 ， 亦称核能 。 3 比结合能 (1)
7、定 义： 原子核的结合能与 之比 ， 称做比结合能 ， 也叫平均结合能 。 (2)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 。 释放 吸收 核子数 稳定 强基固本 考点突破 4 质能方程 、 质量亏损 爱 因斯坦质能方程 E ， 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 。 基固本 考点突破 知识点四、裂变反应和聚变反应、链式反应 核反应方程 1 重核裂变 (1) 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。 (2) 典型的裂变反应方
8、程： 2 3 59 2U 10n 89361 4 45 6 310n 。 (3) 链式反应：由重核裂变产生的 使裂变反应一代接一代继续下去的过程。 中子 强基固本 考点突破 (4)临界体积和临界质量：裂变物质能够发生 的最小体积及其相应的质量 。 (5)裂变的应用： 、 核反应堆 。 (6)反应堆构造：核燃料 、 减速剂 、 、 防护层 。 链式反应 原子弹 镉棒 强基固本 考点突破 2 轻核聚变 ( 1) 定 义：两轻核结合成 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 。 ( 2) 典型的聚变反应方程： 21 H 31 H 42 10 n e V 质量较大 热核反应 强基固本
9、考点突破 思维深化 判断正误 ， 正确的画 “ ” ， 错误的画 “ ” 。 (1)粒子散射实验说明了原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上 。 ( ) (2)氢原子由能量为 氢原子辐射的光子能量为 ( ) (3)氡的半衰期为 若取 4个氡原子核 ， 经 ( ) 强基固本 考点突破 (4)核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒 ， 同时遵循电荷数守恒 。 ( ) (5)爱因斯坦质能方程反映了物体的质量就是能量 ， 它们之间可以相互转化 。 ( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) 强基固本 考点突破 题 组 自 测 题组一 原子的核式结构模型 1 (多选 )关 于原子结构 ，
10、下列说法正确的是 ( ) A 玻尔原子模型能很好地解释氢原子光谱的实验规律 B 卢瑟福核式结构模型可以很好地解释原子的稳定性 C 卢瑟福的 粒子散射实验表明原子内部存在带负电的电子 D 卢瑟福的 粒子散射实验否定了汤姆孙关于原子结构的 “ 西瓜模型 ” 强基固本 考点突破 解析 玻尔提出的原子模型能很好地解释氢原子光谱的实验规律；卢瑟福核式结构模型不能解释原子的稳定性；卢瑟福的 粒子散射实验表明原子具有核式结构 ， 否定了汤姆孙关于原子结构的 “ 西瓜模型 ” ， 故 A、 B、 答案 基固本 考点突破 2 在 卢瑟福 粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看作静止不动，下列各图画出的是其中两个
11、粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是 ( ) 强基固本 考点突破 解析 金箔中的原子核与 粒子都带正电 ， 粒子接近原子核过程中受到斥力而不是引力作用 ， A、 原子核对 粒子的斥力作用及物体做曲线运动的条件 ， 知曲线轨迹的凹侧应指向受力一方 ， 选项 答案 C 强基固本 考点突破 题组二 氢原子能级及能级跃迁 所示为氢原子的四个能级 ， 其中 若氢原子 2， 氢原子 3， 则下列说法正确的是 ( ) 图 3 强基固本 考点突破 A 原子 种频率的光子 B 原子 种频率的光子 C 原子 发出的光子并跃迁到能级 原子 发出的光子并跃迁到能级 基固本 考点突破 解析 原子 2跃迁到 只辐射一
12、种频率的光子 ， 原子 3跃迁到基态 由原子能级跃迁理论可知 ， 原子 由 2时放出的光子并跃迁到 但不能跃迁到 E 4 原子 4， 答案 B 强基固本 考点突破 玻尔原子结构理论，氦离子 ()的能级图如图 4所示。电子处在 n 3轨道上比处在 n 5轨道上离氦核的距离_(选填 “ 近 ” 或 “ 远 ” )。当大量 处在 n 4的激发态时，由于跃迁所发射的谱线有 _条。 图 4 强基固本 考点突破 解析 根据玻尔原子理论 ， 量子数 轨道越靠近原子核 ， 所以 n 3比 n 5的轨道离原子核近 ， 大量处于 n 4激发态的原子跃迁一共有 6种情形 ， 即产生 6条谱线 。 答案 近 6 强基固本 考点突破 题组三 原子核的衰变及核反应方程 5 ( 多选
