《（人教通用版）2020高考物理 第12章 第2讲 原子结构与原子核课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（人教通用版）2020高考物理 第12章 第2讲 原子结构与原子核课件（65页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、近代物理初步,第十二章,第2讲 原子结构与原子核,知识梳理自测,一、原子结构 光谱和能级跃迁 原子的核式结构 1电子的发现：英国物理学家汤姆孙在研究阴极射线时发现了_，提出了原子的“枣糕模型”。 2原子的核式结构：,知识点1,历史,电子,观察上面两幅图，完成以下空格： (1)19091911年，英国物理学家卢瑟福进行了_，提出了核式结构模型。 (2)粒子散射实验的结果：绝大多数粒子穿过金箔后，基本上_，但有少数粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至_，也就是说它们几乎被“撞了回来”。 (3)原子的结构模型：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的_都集中在原子核里，带负电的电子在_。,粒子散
2、射实验,仍沿原来的方向前进,大于90,几乎全部质量和全部正电荷,核外空间运动,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_(频率)和强度分布的记录，即光谱。 2光谱分类：,知识点2,光谱,波长,连续,吸收,特征,特征谱线,1玻尔的三条假设 (1)定态：原子只能处于一系列_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_。(h是普朗克常量，h6.631034Js) (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。
3、原子的定态是_，因此电子的可能轨道也是_。,知识点3,玻尔理论 能级,不连续,稳定,EmEn,不连续的,不连续的,2基态和激发态 原子能量最低的状态叫_，其他能量较高的状态叫_。 3氢原子的能级和轨道半径 (1)氢原子的能级公式：E0_(n1,2,3，)，其中E1为基态能量，其数值为E1_。 (2)氢原子的半径公式：rn_(n1,2,3，)，其中r1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r10.531010m。,基态,激发态,13.6eV,n2r1,4氢原子的能级图,知识点1,原子核的组成,质子,中子,核子,质子,质子数中子数,质量数,1天然放射现象 元素_地放出射线的现象，首先由_发现。天然放射
4、现象的发现，说明_还具有复杂的结构。 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_。 3三种射线 放射性元素放射出的射线共有三种，分别是射线、射线、射线。,知识点2,天然放射现象,自发,贝克勒尔,原子核,放射性,放射性元素,4三种射线的比较,高速电子流,2e,c,不偏转,最强,很弱,5放射性同位素的应用与防护 (1)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。 (2)应用：消除静电、工业探伤，作_等。 (3)防护：防止放射性对人体组织的伤害。,天然,人工,示踪原子,知识点3,原子核的衰变 半衰期,粒子或粒子,2半衰期 (1
5、)定义：放射性元素的原子核有_发生衰变所需的时间。 (2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由核_自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系。,半数,内部,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1.51015m之内； 每个核子只跟它的相邻核子间才有核力作用。 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。,知识点4,核力、结合能、质量亏损,释放,吸收,3比结合能 (1)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。 (2)特点：
6、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。 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_。,mc2,mc2,思维诊断： (1)原子中绝大部分是空的，原子核很小。 ( ) (2)核式结构学说是卢瑟福在粒子散射实验的基础上提出的。 ( ) (3)氢原子光谱是由一条一条亮线组成的。 ( ) (4)玻尔理论成功地解释了氢原子光谱，也成功地解释了氦原子光谱。 ( ) (5)按照玻尔理论，核外电子均匀分布在各个不连续的轨道上。 ( ), ,(6)人们认识原子具有复杂
7、结构是从英国物理学家汤姆孙研究阴极射线发现电子开始的。 ( ) (7)人们认识原子核具有复杂结构是从卢瑟福发现质子开始的。 ( ) (8)如果某放射性元素的原子核有100个，经过一个半衰期后还剩50个。 ( ) (9)质能方程表明在一定条件下，质量可以转化为能量。 ( ), ,1(2018山东烟台期末)卢瑟福提出了原子的核式结构模型，这一模型建立的基础是 ( ) A粒子散射实验 B电子的发现 C光电效应现象的发现 D天然放射性现象的发现 解析 卢瑟福在粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型；对阴极射线的研究发现了电子，使人们认识到原子还可以再分；光电效应揭示了光的粒子性；天然放射性现象说
8、明原子核内部有复杂结构，故A正确。,A,2(2018云南曲靖一中模拟)(多选)关于天然放射性，下列说法正确的是 ( ) A天然元素都可能发生衰变 B天然放射性元素的半衰期与外界的温度条件有关 C天然放射性元素与其他元素形成化合物后，仍具有放射性 D、三种射线中，射线的电离能力最强,CD,解析 并不是所有的天然元素都能衰变，故A错误；天然放射性元素的半衰期只取决于原子核自身的内部结构，与外界因素无关，故B错误；放射性元素其放射性来自于原子核内部，与其他元素形成化合物并没有改变其内部原子核结构，所以仍具有放射性，故C正确；、和三种射线中，射线电离能力最强，故D正确。,3(2018湖北孝感一中等五校
9、联考)下列关于玻尔原子理论及氢原子能级的说法，正确的是 ( ) A原子中的电子在某一定态时，电子做加速运动，向外辐射能量 B原子中的电子运行轨道分布是连续的 C一群氢原子从n3能级向n1能级跃迁，最多能发出两种不同频率的光子 D氢原子的核外电子由一个能级跃迁到另一个能级吸收光子时，氢原子的能量增大,D,解析 原子处于称为定态的能量状态时，虽然电子做加速运动，但并不向外辐射能量，故A错误；原子的能量是量子化的，所以电子的运行轨道分布是不连续的，故B错误；一群氢原子从n3能级向n1能级跃迁，最多能发出3种不同频率的光子，故C错误；氢原子的核外电子由一个能级跃迁到另一个能级吸收光子时，氢原子的能量增
10、大，故D正确。,核心考点突破,1能级图中相关量意义的说明,考点一,氢原子能级及原子跃迁,例 1,BD,类题演练 1 ,A,解析 因为EmEnh，知EbEaEc，即hbhahc，解得bac，故A正确。,1确定衰变的种类及衰变次数的方法 不稳定的原子核自发地放出粒子或粒子后，转变为新核的变化称为原子核的衰变。判断衰变的种类及衰变次数要掌握几个要点。 (1)知道粒子和粒子的表示符号 粒子实质是氦原子核，符号是He，其中4表示氦的质量数，2表示氦的电荷数。粒子实质是电子，符号是e，其中0表示电子的质量数，1表示电子的电荷数。 (2)知道衰变和衰变满足两种“守恒” 衰变过程中，电荷数和质量数都守恒。,考
11、点二,原子核的衰变 半衰期,注意：射线是伴随衰变或衰变产生的。放出射线后，原子核的电荷数和质量数都不变，其实质是放射性元素的原子核在发生衰变或衰变时，由于产生的某些新核具有过多的能量(核处于激发态)而辐射出光子。 当放射性物质发生连续衰变时，原子核中有的发生衰变，有的发生衰变，同时伴有射线产生，这时可连续放出三种射线。,例 2,BC,类题演练 2 ,AB,1核反应的四种类型,考点三,核反应类型及核反应方程,2核反应过程一般是不可逆的，书写核反应方程不能用等号，只能使用单向箭头“”连接，并表示反应方向。 3核反应过程遵循质量数守恒，而不是质量守恒，核反应过程中伴随着能量的巨大变化，反应前后质量会
12、变化，一般质量会亏损。 4核反应过程中遵循电荷数守恒原理。,例 3,C,AB,E,F,解析 一个原子核自发地放出一个粒子，生成一个新核的过程是衰变，因此C项是衰变；一个重核在一个粒子的轰击下，分裂成几个中等质量原子核的过程是重核的裂变，因此E项是重核的裂变；两个较轻的原子核聚合成一个较大的原子核，并放出粒子的过程是轻核的聚变，因此F项是轻核的聚变；另外，A、B项是衰变，D项是原子核的人工转变。,方法技巧： 四种核反应的快速区分 (1)衰变反应：反应方程左边只有一个原子核，右边有两项且其中包含一个氦核或电子。 (2)人工核反应：核反应方程左边有一个原子核和粒子、中子、质子、氘核等粒子中的一个，右
13、边有一个新核，也可能包括另一个粒子。 (3)重核的裂变：左边为重核与中子，右边为两个以上的核并放出若干个粒子。方程两边中子数不可抵消。 (4)轻核的聚变：左边为轻核，右边为质量数较大的核。例如氘核和氚核聚变成氦核的反应。,类题演练 3 ,1质能方程的理解 (1)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。 方程的含义是：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。 (2)核子在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。 (3)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
14、量为Emc2。,考点四,核能的计算,2核能释放的两种途径的理解 中等大小的原子核的比结合能最大，这些核最稳定。 (1)使较重的核分裂成中等大小的核。 (2)较小的核结合成中等大小的核，核子的比结合能都会增加，都可以释放能量。,(2)原子核衰变过程中，粒子、粒子和新生原子核在磁场中的轨迹。 衰变中，粒子和新生原子核在磁场中的轨迹外切，如图(甲)所示。 衰变中，粒子和新生原子核在磁场中的轨迹内切，如图(乙)所示。,(3)计算核能的方法 根据爱因斯坦质能方程，用核反应过程中质量亏损的千克数乘以真空中光速的平方，即Emc2； 根据1原子质量单位(u)相当于931.5MeV的能量，得E质量亏损的原子质量单位数931.5MeV。 根据平均结合能来计算核能 原子核的结合能平均结合能核子数。 有时可结合动量守恒和能量守恒进行分析计算，此时应注意动量、动能关系式p22mEk的应用。,例 4,类题演练 4 ,C,解析 根据核反应前后质量数守恒和电荷数守恒，可判断X为中子，故A错误；该反应中的质量亏损为m2.0141u3.0161u4.0026u1.0087u0.0189u，故B错误；由爱因斯坦质能方程可知释放出的能量为E(2.01413.01614.00261.0087)931.5MeV17.6MeV，故C正确；该反应中释放一部分能量
