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2018年高考物理一轮复习基础知识手册:第二十四章 原子结构


第二十四章原子结构 知能图谱 ?原子光谱 原子的核式结构模型 ? 玻尔原子理论 ? ?激光 一、原子结构模型 知识能力解读 知能图谱(一)电子的发现 阴极射线 (1)产生:如图 1-24-1 所示,真空玻璃管中 K 是金属板制成的阴极, A 是金属 环制成的阳极, 它们分别连接在感应圈的负极和正极上。 在两极间加有高电压时, 阴极会发出一种射线,这种射线称为阴极射线。 (2)实质:阴极射线是电子流。 (3)作用:阴极射线能使荧光物质发光。 知能解读(二)原子的核式结构模型 1 汤姆孙的原子模型 汤姆孙认为原子是一个球体,正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内,电子镶嵌 其中——“枣糕模型”。 2 α 粒子散射实验 (1)实验装置(如图所示) ?放射源 : 放出α粒子 ? 4 2 He ? ? ? ?金箔 : 靶子 ?显微镜荧光屏(可转动) : 观察工具 ? ? (2)实验现象 ?绝大多数 : α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进 ? ?少数:发生较大偏转 ?极少数:偏转超过90?,很像金箔反弹回来 ? 3 卢瑟福核式结构模型 (1)内容:原子的中心有一个很小的核,称为原子核,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空间绕核旋转。 (2)核式结构模型对 α 粒子散射实验的解释 如图所示,由于原子核很小,大部分 α 粒子穿过金箔时都离核很远,受到的斥力 很小,它们的运动几乎不受影响;只有少数 α 粒子从原子核附近飞过,受到很强 的斥力,发生大角度散射。 4 原子核的电荷与尺度 ?电荷数与核外电子数相等 ? ? ? ?由质子和中子组成,核电荷数等于质子数 原子核 ? ?10 ?原子半径数量级为10 m,原子核半径 ?数量级为10?15 m,因此,原子核在原子中所 ? ? ?占体积很小 5 经典电磁理论的困难 用经典电磁理论无法解释原子的稳定性和原子纖是线状谱。 知能解读(三)玻尔原子理论的基本假设 1 定态假设。 原子只能处于一系列不连续(即量子化)的能量状态,在每个状态 中原子是稳定的,电子虽然做变加速运动,但并不向外辐射能量,这些状态叫做 定态。 2 跃迁假设。原子从一种定态 Em 跃迁到另一种定态 En 时,要辐射(或吸收)一定 频率的光子,光子的能量等于这两个定态的能量差,即 hv ? Em ? En 。 3 轨道假设。原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应,轨 道的分布是不连续(即量子化)的。 知能解读(四)氢原子的能级图及计算方法 1 能级 在玻尔的原子理论中,原子只能处于一系列不连续的能量状态,因此各状态对应 的能量也墓不连续的,这些能量值叫做能级。 2 氢原子的能级图(如图所示) 3 原子能级计算公式 原子电离后的能量比其他状态下的能量都高,把电离后的能量记作 0,则其他状 态下的能量值是负值。 原子各能级计算公式: En ? 对应轨道关系: rn ? n2r1 E1 ? n ? 1, 2,3, ???? n2 氢原子基态: E1 ? ?13.6eV,r1 ? 0.53?10?10 m 其他激发态的能量值为: E2 ? ?3.4eV,E3 ? ?1.51eV ??? 方法技巧归纳 方法技巧 能级跃迁问题的解决方法 方法指导 能级跃迁的规律 (1)自发跃迁:高能级→低能级,释放能量,发出光子。 ?E E高 ? E低 ? 光子的频率: v ? 。 h h (2)受激跃迁:低能级→高能级,吸收能量。 ①光照(吸收光子):光子的能量必须恰等于能级差 hv ? ?E 。 ②碰撞、加热等:只

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