《高考物理大一轮复习 第十二章 动量守恒定律 波粒二象性原子结构与原子核 第3课时 原子结构课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理大一轮复习 第十二章 动量守恒定律 波粒二象性原子结构与原子核 第3课时 原子结构课件（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第第3课时原子结构课时原子结构一、原子结构一、原子结构1.电子的发现电子的发现(1)英英国国物物理理学学家家_使使用用气气体体放放电电管管对对阴阴极极射射线线进进行行了了一一系列实验研究。系列实验研究。让让阴阴极极射射线线分分别别通通过过电电场场和和磁磁场场，根根据据_现现象象，证证明明它是带它是带_电的粒子流并求出其比荷。电的粒子流并求出其比荷。换换用用_的的阴阴极极做做实实验验，所所得得_的的数数值值都都相相同同，是是氢氢离离子子比比荷荷的的近近两两千千倍倍。证证明明这这种种粒粒子子是是构构成成各各种种物物质质的的共共有成分。有成分。(2)电子电子组成阴极射线的粒子称为组成阴极射线的粒子称
2、为_ 。 汤姆孙汤姆孙偏转偏转负负不同材料不同材料比荷比荷电子电子密立根密立根“油滴实验油滴实验”结论结论2.汤姆孙原子模型汤姆孙原子模型汤汤姆姆孙孙于于1898年年提提出出了了原原子子模模型型，他他认认为为原原子子是是一一个个_， _弥弥漫漫性性地地均均匀匀分分布布在在整整个个球球体体内内， _镶镶嵌嵌其其中。中。 3.粒子散射实验粒子散射实验(1)实验装置：实验装置：粒子源、粒子源、 _、放大镜和、放大镜和_。(2)实验现象：实验现象：绝大多数的绝大多数的粒子穿过金箔后，基本上粒子穿过金箔后，基本上_的方向前进；的方向前进；少数少数粒子发生了粒子发生了_偏转；偏转；极极少少数数粒粒子子的的
3、偏偏转转角角度度_，甚甚至至有有极极个个别别粒粒子子几几乎被乎被“撞了回来撞了回来”。(3)实实验验意意义义：卢卢瑟瑟福福通通过过粒粒子子散散射射实实验验，否否定定了了汤汤姆姆孙孙的的原原子模型，建立了子模型，建立了_模型。模型。 球体球体正电荷正电荷电子电子金箔金箔荧光屏荧光屏仍沿原来仍沿原来大角度大角度大于大于90核式结构核式结构4.核式结构模型核式结构模型1911年年由由卢卢瑟瑟福福提提出出，在在原原子子中中心心有有一一个个很很小小的的核核，叫叫_。它它集集中中了了原原子子全全部部的的_和和几几乎乎全全部部的的_，_在核外空间运动。在核外空间运动。 原子核原子核正电荷正电荷质量质量电子电
4、子5.原子核的电荷与尺度原子核的电荷与尺度2.玻尔理论玻尔理论(1)定定态态：原原子子只只能能处处于于一一系系列列_的的能能量量状状态态中中，在在这这些些能能量量状状态态中中原原子子是是_的的，电电子子虽虽然然绕绕核核运运动动，但但并并不不向外辐射能量。向外辐射能量。(2)跃跃迁迁：原原子子从从一一种种定定态态跃跃迁迁到到另另一一种种定定态态时时，它它辐辐射射或或吸吸收收一一定定频频率率的的光光子子，光光子子的的能能量量由由这这两两个个定定态态的的能能量量差差决决定定，即即h_。(h是普朗克常量，是普朗克常量，h6.631034 Js)(3)轨轨道道：原原子子的的不不同同能能量量状状态态跟跟电
5、电子子在在不不同同的的圆圆周周轨轨道道绕绕核核运运动动相相对对应应。原原子子的的定定态态是是_的的，因因此此电电子子的的可可能能轨轨道道也也是是_的。的。 不连续不连续稳定稳定EmEn不连续不连续不连续不连续3.氢原子的能级、能级公式氢原子的能级、能级公式(1)氢原子的能级图，如图所示氢原子的能级图，如图所示【思考判断】【思考判断】1.原子中绝大部分是空的，原子核很小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核式结构学说是卢瑟福在粒子散射实验的基础上提出的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氢原子光谱是由一条一条亮线组成的( )4.玻玻尔尔
6、理理论论成成功功地地解解释释了了氢氢原原子子光光谱谱，也也成成功功地地解解释释了了氦氦原原子子光光谱谱( )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.人人们们认认识识原原子子具具有有复复杂杂结结构构是是从从英英国国物物理理学学家家汤汤姆姆孙孙研研究究阴阴极极射线发现电子开始的射线发现电子开始的( ) 考点一原子的核式结构模型考点一原子的核式结构模型(/b)典例剖析典例剖析【例例1】 (多多选选)如如图图为为卢卢瑟瑟福福和和他他的的同同事事们们做做粒粒子子散散射射实实验验的的装装置置示示意意图图，荧荧光光屏屏和和显显微微镜镜
7、一一起起分分别别放放在在图图中中A、B、C、D四四个位置时，关于观察到的现象，下列说法正确的是个位置时，关于观察到的现象，下列说法正确的是()A.相同时间内放在相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最多位置时观察到屏上的闪光次数最多B.相相同同时时间间内内放放在在B位位置置时时观观察察到到屏屏上上的的闪闪光光次次数数只只比比放放在在A位位置置时稍微少些时稍微少些C.放在放在C，D位置时屏上观察不到闪光位置时屏上观察不到闪光D.放在放在D位置时屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少位置时屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少解解析析卢卢瑟瑟福福和和他他的的同同事事们们做做粒粒子子散散射射实实验验时时
8、，得得到到以以下下结结论论：大大部部分分粒粒子子都都能能直直接接穿穿过过金金箔箔，个个别别的的发发生生偏偏转转，极极少少数数发发生生大角度的偏转大角度的偏转，故故A、D正确正确，B、C错误。错误。答案答案AD 【例【例2】 关于阴极射线的本质，下列说法正确的是关于阴极射线的本质，下列说法正确的是()A.阴极射线本质是氢原子阴极射线本质是氢原子B.阴极射线本质是电磁波阴极射线本质是电磁波C.阴极射线本质是电子阴极射线本质是电子D.阴极射线本质是阴极射线本质是X射线射线解解析析阴阴极极射射线线是是原原子子受受激激发发射射出出的的电电子子，关关于于阴阴极极射射线线是是电电磁磁波波、X射射线线都都是是
9、在在研研究究阴阴极极射射线线过过程程中中的的一一些些假假设设，是是错误的。错误的。答案答案C 针对训练针对训练1.(多选多选)卢瑟福通过对卢瑟福通过对粒子散射实验结果的分析，知道了粒子散射实验结果的分析，知道了()A.原子具有核式结构原子具有核式结构B.原子核内有中子存在原子核内有中子存在C.原子核是由质子和中子组成的原子核是由质子和中子组成的D.在原子中，原子核占有的空间很小在原子中，原子核占有的空间很小解解析析粒粒子子散散射射实实验验结结果果说说明明原原子子是是由由原原子子核核和和核核外外电电子子组组成成的的，原原子子核核集集中中了了全全部部的的正正电电荷荷和和几几乎乎全全部部的的质质量量
10、，而而且且原原子子核核占占有有空空间间很很小小，但但无无法法说说明明原原子子核核的的内内部部结结构构，因因此此选选项项A、D正确正确，B、C错误。错误。答案答案AD 2.在在卢卢瑟瑟福福粒粒子子散散射射实实验验中中，金金箔箔中中的的原原子子核核可可以以看看作作静静止止不不动动，下下列列各各图图画画出出的的是是其其中中两两个个粒粒子子经经历历金金箔箔散散射射过过程程的的径径迹迹，其中正确的是其中正确的是()解解析析金金箔箔中中的的原原子子核核与与粒粒子子都都带带正正电电，粒粒子子接接近近原原子子核核过过程程中中受受到到斥斥力力而而不不是是引引力力作作用用，A、D错错误误；由由原原子子核核对对粒粒
11、子子的的斥斥力力作作用用及及物物体体做做曲曲线线运运动动的的条条件件，知知曲曲线线轨轨迹迹的的凹凹侧侧应应指指向受力一方向受力一方，选项选项B错误错误，C正确。正确。答案答案C 考点二氢原子光谱考点二氢原子光谱(/b)玻尔的原子模型玻尔的原子模型(/c) 要点突破要点突破1.解答氢原子能级图与原子跃迁问题应注意：解答氢原子能级图与原子跃迁问题应注意：2.几种跃迁情况说明几种跃迁情况说明(1)原原子子跃跃迁迁条条件件hEmEn只只适适用用于于光光子子和和原原子子作作用用而而使使原原子在各定态之间跃迁的情况。子在各定态之间跃迁的情况。(2)当当光光子子能能量量大大于于或或等等于于13.6 eV时时
12、，也也可可以以被被处处于于基基态态的的氢氢原原子子吸吸收收，使使氢氢原原子子电电离离。当当处处于于基基态态的的氢氢原原子子吸吸收收的的光光子子能量大于能量大于13.6 eV时，氢原子电离后，电子具有一定的初动能。时，氢原子电离后，电子具有一定的初动能。(3)原原子子还还可可吸吸收收外外来来实实物物粒粒子子(例例如如自自由由电电子子)的的能能量量而而被被激激发发。由由于于实实物物粒粒子子的的动动能能可可全全部部或或部部分分被被原原子子吸吸收收，所所以以只只要入射粒子的能量大于或等于两能级的能量差要入射粒子的能量大于或等于两能级的能量差 典例剖析典例剖析【例例1】 如如图图所所示示为为氢氢原原子子
13、的的四四个个能能级级，其其中中E1为为基基态态，若若氢氢原原子子A处处于于激激发发态态E2，氢氢原原子子B处处于于激激发发态态E3，则则下下列列说说法法正正确确的的是是()A.原子原子A可能辐射出可能辐射出3种频率的光子种频率的光子B.原子原子B可能辐射出可能辐射出3种频率的光子种频率的光子C.原子原子A能够吸收原子能够吸收原子B发出的光子并跃迁到能级发出的光子并跃迁到能级E4D.原子原子B能够吸收原子能够吸收原子A发出的光子并跃迁到能级发出的光子并跃迁到能级E4 解解析析原原子子A从从激激发发态态E2跃跃迁迁到到E1，只只辐辐射射一一种种频频率率的的光光子子，A错错误误；原原子子B从从激激发
14、发态态E3跃跃迁迁到到基基态态E1可可能能辐辐射射三三种种频频率率的的光光子子，B正正确确；由由原原子子能能级级跃跃迁迁理理论论可可知知，原原子子A可可能能吸吸收收原原子子B由由E3跃跃迁迁到到E2时时放放出出的的光光子子并并跃跃迁迁到到E3，但但不不能能跃跃迁迁到到E4，C错错误误；A原原子子发发出出的的光光子子能能量量EE2E1大大于于E4E3，故故原原子子B不不可可能能跃跃迁到能级迁到能级E4，D错误。错误。答案答案B【例【例2】 对于基态氢原子，下列说法正确的是对于基态氢原子，下列说法正确的是()A.它能吸收它能吸收10.2 eV的光子的光子B.它能吸收它能吸收11 eV的光子的光子C
15、.它能吸收动能为它能吸收动能为10 eV的电子的能量的电子的能量D.它能吸收具有它能吸收具有11 eV动能的电子的全部动能动能的电子的全部动能解解析析注注意意到到光光子子能能量量只只能能全全部部被被吸吸收收，而而电电子子能能量量则则可可以以部部分分被被吸吸收收。10.2 eV刚刚好好是是n1、n2的的能能级级差差，而而11 eV不不是是，由由玻玻尔尔理理论论知知A正正确确；基基态态氢氢原原子子只只可可吸吸收收动动能能为为11 eV的的电电子的部分能量子的部分能量(10.2 eV)，剩余剩余0.8 eV仍为原来电子所有。仍为原来电子所有。答案答案A 针对训练针对训练1.(多选多选)欲使处于基态的
16、氢原子激发，下列措施中可行的是欲使处于基态的氢原子激发，下列措施中可行的是()A.用用10.2 eV的光子照射的光子照射 B.用用11 eV的光子照射的光子照射C.用用14 eV的光子照射的光子照射 D.用用11 eV的电子碰撞的电子碰撞解解析析13.6 eV10.2 eV3.4 eV，而而E23.4 eV，故故A正正确确；13.6 eV11 eV2.6 eV，不不符符合合hEmEn(mn)的的条条件件，故故B错错误误；14 eV13.6 eV，已已经经足足以以使使氢氢原原子子电电离离，故故C正正确确；用用11 eV的的电电子子碰碰撞撞，E2E110.2 eV11 eV，故故D正确。正确。答案
17、答案ACD 2.大大量量氢氢原原子子从从n5的的激激发发态态向向低低能能级级跃跃迁迁时时，产产生生的的光光谱谱条条数数是是()A.4条条 B.6B.6条条 C.8条条 D.10D.10条条 答案答案D3.如图所示为氢原子能级示意图的一部分，则氢原子如图所示为氢原子能级示意图的一部分，则氢原子()A.从从n4能能级级跃跃迁迁到到n3能能级级比比从从n3能能级级跃跃迁迁到到n2能能级级辐射出电磁波的波长长辐射出电磁波的波长长B.从从n5能能级级跃跃迁迁到到n1能能级级比比从从n5能能级级跃跃迁迁到到n4能能级级辐射出电磁波的速度大辐射出电磁波的速度大C.处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一
18、样的处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的D.从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外放出能量从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外放出能量 答案答案A1.(多选多选)关于原子结构，下列说法正确的是关于原子结构，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.卢瑟福的卢瑟福的粒子散射实验表明原子内部存在带负电的电子粒子散射实验表明原子内部存在带负电的电子D.卢卢瑟瑟福福的的粒粒子子散散射射实实验验否否定定了了汤汤姆姆孙孙关关
19、于于原原子子结结构构的的“西西瓜模型瓜模型” 解解析析玻玻尔尔提提出出的的原原子子模模型型能能很很好好地地解解释释氢氢原原子子光光谱谱的的实实验验规规律律；卢卢瑟瑟福福核核式式结结构构模模型型不不能能解解释释原原子子的的稳稳定定性性；卢卢瑟瑟福福的的粒粒子子散散射射实实验验表表明明原原子子具具有有核核式式结结构构，否否定定了了汤汤姆姆孙孙关关于于原原子子结构的结构的“西瓜模型西瓜模型”，故故A、D正确正确，B、C错误。错误。答案答案AD 2.(多选多选)关于玻尔的原子模型理论，下列说法正确的是关于玻尔的原子模型理论，下列说法正确的是()A.原子可以处于连续的能量状态中原子可以处于连续的能量状态
20、中B.原子的能量状态不可能是连续的原子的能量状态不可能是连续的C.原子的核外电子在轨道上运动时，要向外辐射能量原子的核外电子在轨道上运动时，要向外辐射能量D.原子的核外电子在轨道上运动时，不向外辐射能量原子的核外电子在轨道上运动时，不向外辐射能量解解析析由由玻玻尔尔的的原原子子模模型型知知原原子子的的能能量量是是不不连连续续的的，是是量量子子化化的的，电电子子在在定定态态轨轨道道上上绕绕核核运运动动时时，不不向向外外辐辐射射能能量量，处处于于定定态态，只只有有从从高高能能级级轨轨道道向向低低能能级级轨轨道道跃跃迁迁时时，才才向向外外辐辐射能量。射能量。答案答案BD 3.(多多选选)(2015浙
21、浙江江10月月选选考考)氢氢原原子子从从n6能能级级跃跃迁迁到到n2能能级级时时辐辐射射出出频频率率为为1的的光光子子，从从n5能能级级跃跃迁迁到到n2能能级级时时辐辐射射出频率为出频率为2的光子。下列说法中，正确的是的光子。下列说法中，正确的是()A.频率为频率为1的光子的能量较大的光子的能量较大B.频率为频率为1的光子的动量较大的光子的动量较大C.做双缝干涉实验时，频率为做双缝干涉实验时，频率为1的光产生的条纹间距较大的光产生的条纹间距较大D.做做光光电电效效应应实实验验时时，频频率率为为1的的光光产产生生的的光光电电子子的的最最大大初初动能较大动能较大 答案答案ABD4.(多多选选)氢氢
22、原原子子能能级级图图如如图图所所示示，当当氢氢原原子子从从n3跃跃迁迁到到n2的的能能级级时时，辐辐射射光光的的波波长长为为656 nm。下下列列判判断断中中，正正确确的的是是()A.氢氢原原子子从从n2跃跃迁迁到到n1的的能能级级时时，辐辐射射光光的的波波长长大大于于656 nmB.用用波波长长为为325 nm的的光光照照射射，可可使使氢氢原原子子从从n1跃跃迁迁到到n2的能级的能级C.一一群群处处于于n3能能级级上上的的氢氢原原子子向向低低能能级级跃跃迁迁时时最最多多产产生生3种谱线种谱线D.用用波波长长为为633 nm的的光光照照射射，不不能能使使氢氢原原子子从从n2跃跃迁迁到到n3的能级的能级 答案答案CD
