高考物理一轮总复习 专题十三 第4讲 原子结构和原子核课件 新人教版

第 4讲 原 子 结 构 和 原 子 核 一 、 卢 瑟 福 核 式 结 构 模 型1汤姆生的“枣糕”模型(1)1897 年，_发现电子，提出原子的“枣糕”模型，揭开了人类研究原子结构的序幕汤姆生均匀(2)“枣糕”模型：原子是一个球体，正电荷_分布在整个球内，电子像枣糕里的枣子那样镶嵌在原子里 实验规律卢瑟福的分析_粒子仍沿原来的方向前进原子中间绝大部分是_少数粒子发生了较_的偏转，极少数的偏转角超过了_，个别甚至被弹回，偏转角几乎达到 180粒子碰到了质量比自己大得多的带正电的物质，原子的正电荷和几乎全部的质量都集中在一个很小的范围内2卢瑟福的核式结构模型绝大多数大90空隙(1)粒子散射实验装置：如图13-4-1 所示图 13-4-1(2)粒子散射实验规律及卢瑟福对实验现象的分析 (3)原子核式结构模型在原子的中心有一个很小的核，叫_原子的全部_电荷和几乎全部的_都集中在原子核里原子核正质量旋转带负电的电子在核外空间里绕着核_(4)原子核大小：从粒子散射实验的数据估算出原子核的半径约为 10151014 m(原子的半径约为 1010 m) 3质子和中子统称_，原子核的电荷数等于其质子数，原子核的_数等于其质子数与中子数之和具有相同_数的原子属于同一种元素；具有相同的质子数和不同的中子数的原子互称_核子质量质子同位素 【 基 础 检 测 】1(2013 年 福 建 卷 )在卢瑟福粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看做静止不动，下列各图画出的是其中两个粒子经)答 案 ： CA历金箔散射过程的径迹，其中正确的是(B C D 二 、 玻 尔 原 子 模 型 与 原 子 光 谱1玻尔原子模型为解决原子核结构的稳定性和原子发光的不连续性问题，玻尔提出了三条假设：量子化能量稳定(1)轨道假设：轨道是_的，其半径只能是某些分立的值能量辐射吸收能级差(2)定态假设：不同的轨道对应着不同的_状态，这些状态中原子是_的，不向外辐射能量(3)跃迁假设：原子在不同的状态具有不同的_，从一个定态向另一个定态跃迁时要_或_一定频率的光子，该光子的能量等于这两个状态的_ 2能级：在玻尔模型中，原子的可能状态是_的，因此各状态对应的能量也是_的，这些能量值叫能级不连续不连续3基态与激发态：能量_状态叫做基态；其他能量状态叫激发态最低的4 光子的辐射与吸收：原子由激发态向基态跃迁时要_光子，由基态向激发态跃迁时要_光子光子的频率与能级的关系为_辐射吸收hE mEn 【 基 础 检 测 】2(多 选 ， 2014 年 山 东 卷 )氢原子能级如图 13-4-2 所示，当氢原子从 n3 跃迁到 n2 的能级时，辐射光的波长为 656 nm.以下判断正确的是( ) 图 13-4-2 A氢原子从 n2 跃迁到 n1 的能级时，辐射光的波长大于 656 nmB用波长为 325 nm 的光照射时，可使氢原子从 n1 跃迁到 n2 的能级C一群处于 n3 能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生 3 种谱线D用波长为 633 nm 的光照射，不能使氢原子从 n2 跃迁到 n3 的能级 解 析 ： 根 据 氢 原 子 的 能 级 图 和 能 级 跃 迁 规 律 ， 当 氢 原 子 从n 2 能 级 跃 迁 到 n 1 的 能 级 时 ， 辐 射 光 的 波 长 一 定 小 于 656nm， 因 此 A选 项 错 误 ； 根 据 发 生 跃 迁 只 能 吸 收 和 辐 射 一 定 频 率的 光 子 ， 可 知 B选 项 错 误 ， D选 项 正 确 ； 一 群 处 于 n 3能 级 上的 氢 原 子 向 低 能 级 跃 迁 时 可 以 产 生 3 种 频 率 的 光 子 ， 所 以 C选项 正 确 答 案 ： CD 三 、 原 子 核1天然放射现象的发现贝克勒尔(1)_发现天然放射现象，使人们认识到原子核也有复杂结构，揭开了人类研究原子核结构的序幕(2)通过对天然放射现象的研究，人们发现原子序数大于或等于_的所有天然存在的元素都具有放射性，原子序数小于_的天然存在的元素有些也具有放射性，它们放射出来的射线常见的有三种：_.8383 射线、射线、射线 2天然衰变中核的变化规律在核的天然衰变中，核变化的最基本的规律是_守恒和_守恒质量数电荷数3半衰期(1)定义：放射性元素的原子核有_发生衰变所需要的时间半数快慢物理状态化学状态(2)意义：反映了核衰变过程的_程度，具有统计性(3) 特征：只由核本身的因素所决定，而与原子所处的_或_无关 质子中子 四 、 核 力 、 核 能 、 重 核 的 裂 变 和 轻 核 的 聚 变1核力：原子核的半径很小，其中的质子之间的库仑力很大，受到这么大的库仑斥力却能处于稳定状态，一定还有别的力把各核子紧紧地拉在一起，这种力叫做核力核力具有以下特点：(1)核力是很强的力(2)核力作用范围很小，只在 2.01015 m 的短距离内起作用相邻(3)每个核子只跟它_的核子发生核力作用 2核能原子核原子核质量亏损Emc2(1) 结合能：核子结合成_ 时放出一定的能量，_分解成核子时吸收一定的能量，这种能量叫结合能(2)质量亏损：核子结合生成原子核，所生成的原子核的质量比生成它的核子的总质量要小些，这种现象叫做_(3)爱因斯坦质能方程：物体的能量和质量之间存在着密切的联系，它们的关系是_，这就是爱因斯坦质能方程，其另一个表达形式是Emc 2. 3获得核能的途径中等10较大 【 基 础 检 测 】 考 点 1 氢 原 子 的 能 级 跃 迁 重 点 归 纳 2光子的吸收与辐射原子从一种定态(能量为 E初)跃迁到另一种定态(能量为E末)，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能级差决定，即hE初-E末若E初E末，则辐射光子；若E初E末，则吸收光子3氢原子能级图：如图13-4-3所示图 13-4-3 典 例 剖 析例 1： (多 选 ， 2016 年 河 北 衡 水 中 学 检 测 )氢原子能级如图13-4-4，当氢原子从n3跃迁到n2的能级时，辐射光的波长为 656 nm，以下判断正确的是( )图 13-4-4 A氢原子从 n2 跃迁到 n1 的能级时，辐射光的波长大于 656 nmB用波长为 325 nm 的光照射，可使氢原子从 n1 跃迁到n2 的能级C一群处于 n3 能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生 3 种谱线D用波长为 633 nm 的光照射，不能使氢原子从 n2 跃迁到 n3 的能级 答 案 ： CD 【 考 点 练 透 】1(2015 年 天 津 六 校 联 考 )氢原子能级的示意图如图13-4-5所示，大量氢原子从 n4 的能级向 n2 的能级跃迁时辐射出可见光 a，从 n3 的能级向n2 的能级跃迁时辐射出可见光 b，则( ) 图 13-4-5 A氢原子在 n2 的能级时可吸收能量为 3.6 eV 的光子而发生电离B氢原子从 n4 的能级向 n3 的能级跃迁时辐射出光子的能量可以小于 0.66 eVCb 光比 a 光的波长短D氢原子从 n4 的能级可辐射出 5 种频率的光子 答 案 ： A 考 点 2 核 衰 变 及 三 种 射 线 重 点 归 纳1核衰变 2三种射线的本质和特性 典 例 剖 析例 2： (2016 年 云 南 玉 溪 第 一 中 学 期 中 )下列说法正确的是( ) 答 案 ： ACD 【 考 点 练 透 】2(2016 年 广 西 桂 林 第 十 八 中 学 月 考 )关于天然放射性，下列说法正确的是( )A所有元素都有可能发生衰变B放射性元素的半衰期与外界的温度无关C放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D、和三种射线中，射线的穿透能力最强E一个原子核在一次衰变中可同时放出、和三种射线 解 析 ： 原 子 核 可 以 自 发 地 衰 变 ， 但 不 是 所 有 元 素 都 可 以 发生 衰 变 ， 选 项 A 错 误 ； 放 射 性 元 素 的 半 衰 期 由 原 子 核 决 定 ， 与外 界 的 温 度 无 关 ， 选 项 B 正 确 ； 放 射 性 元 素 的 放 射 性 与 核 外 电子 无 关 ， 故 放 射 性 元 素 与 别 的 元 素 形 成 化 合 物 时 仍 具 有 放 射 性 ，选 项 C正 确 ； 、 和 三 种 射 线 中 ， 射 线 的 穿 透 能 力 最 强 ，电 离 能 力 最 弱 ， 选 项 D正 确 ； 一 个 原 子 核 在 一 次 衰 变 中 不 能 同时 放 出 、 和 三 种 射 线 ， 选 项 E 错 误 答 案 ： BCD 考 点 3 核 反 应 方 程 与 核 能 计 算 重 点 归 纳 2核能的计算方法(1)根据Emc2计算，计算时m的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，E 的单位是“J”(2)根据Em931.5 MeV 计算因 1 原子质量单位(u)相当于931.5 MeV的能量，所以计算时m的单位是“u”，E的单位是“MeV”(3)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 典 例 剖 析 【 考 点 练 透 】解 析 ： 静 止 的 放 射 性 原 子 核 发 生 了 衰 变 放 出 粒 子 后 ， 新 核的 速 度 与 粒 子 速 度 方 向 相 反 ， 放 出 的 粒 子 与 新 核 所 受 的 洛 伦 兹力 方 向 相 同 ， 根 据 左 手 定 则 判 断 粒 子 与 新 核 的 电 性 关 系 ， 即 可判 断 发 生 了 哪 种 衰 变 即 可 根 据 电 荷 数 守 恒 及 质 量 数 守 恒 写 出核 反 应 方 程 式 答 案 ： D