课件37张PPT。原子结构第十八章章末小结第十八章一、原子核式结构模型
1.α粒子散射实验
(1)实验装置:如下图所示。
(2)实验条件:金属箔是由重金属原子组成,很薄,厚度接近单原子的直径,全部设备装在真空环境中,因为α粒子很容易使气体电离,在空气中只能前进几厘米.显微镜可在底盘上旋转,可在360°的范围内进行观察。
(3)实验结果:α粒子穿过金箔后,绝大多数沿原方向前进,少数发生较大角度偏转,极少数偏转角度大于90°,甚至被弹回。
α粒子的大角度散射现象无法用汤姆孙的原子模型解释,α粒子散射实验的结果揭示了:①原子内部绝大部分是空的;②原子内部有一个很小的“核”。
2.核式结构模型对α粒子散射实验的解释
(1)因为原子核很小,原子的大部分空间是空的,大部分α粒子穿过金箔时离核很远,受到的库仑力很小,运动几乎不受影响,因而大部分α粒子穿过金箔后,运动方向几乎不改变。
(2)只有少数α粒子从原子核附近飞过,受到原子核的库仑力较大,才发生较大角度的偏转。
3.核式结构学说
(1)核式结构学说:在原子的中心有一个很小的原子核,原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核内,电子绕核运转。
(2)电子由离核近的轨道跃迁到离核远的轨道,能量增加,电势能增加,动能减少,受到的库仑力变小。
A.在图中的A、B两位置分别进行观察,相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多
B.在图中的B位置进行观察,屏上观察不到任何闪光
C.卢瑟福选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶,观察到的实验结果基本相似
D.α粒子发生散射的主要原因是α粒子撞击到金原子后产生的反弹解析:放在A位置时,相同时间内观察到屏上的闪光次数最多,说明大多数粒子基本不偏折,可知金箔原子内部很空旷,故A错误;放在B位置时,相同时间内观察到屏上的闪光次数极少,说明极少粒子发生大角度偏折,故B错误;选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶,观察到的实验结果基本相似,故C正确;主要原因是α粒子接近金原子后,因库仑力作用,且质量较大,从而出现的反弹,故D错误。故选C。
答案:C二、氢原子光谱问题
1.氢原子的能级图
(1)能级图如图所示。(2)能级图中相关量意义的说明2.能级跃迁的几个问题
原子吸收能量后从低能级跃迁到高能级,放出能量后从高能级跃迁到低能级,不论是哪一种跃迁都要注意以下几个方面的问题:
(1)一群原子和一个原子
氢原子核外只有一个电子,这个电子在某个时刻只能处在某一个可能的轨道上,在某段时间内,由某一轨道跃迁到另一个轨道时,可能的情况只有一种,但是如果容器中盛有大量的氢原子,这些原子的核外电子跃迁时就会有各种情况出现了。
(2)跃迁与电离
根据玻尔理论,当原子从低能态向高能态跃迁时,必须吸收光子才能实现。相反,当原子从高能态向低能态跃迁时,必须辐射光子才能实现,不管是吸收还是辐射光子,其光子的能量都必须等于这两个能级的能量差。欲想把处于某一定态的原子的电子电离出去,就需要给原子一定的能量.如使氢原子从n=1的基态上升到n=∞的状态,这个能量的大小至少为13.6eV。(3)间接跃迁和直接跃迁
原子从一种能量状态跃迁到另一种能量状态时,有时可能是直接跃迁,有时可能是间接跃迁。两种情况下辐射(或吸收)光子的频率可能不同。
(4)入射光子与入射电子
若是在光子的激发下引发原子的跃迁,则要求光子的能量必须等于原子的某两个能级差值;若是在电子的碰撞下引起原子的跃迁,则要求电子的能量必须大于或等于原子的某两个能级差值,两种情况有所不同,要引起注意。A.Δn=1, 13.22eV<E<13.32eV
B.Δn=2, 13.22eV<E<13.32eV
C.Δn=1, 12.75eV<E<13.06eV
D.Δn=2, 12.75eV<E<13.06eV讨论:当Δn=1时,n=5,调整后的能级为n=6,此时能极差为:ΔE=-0.38-(-13.6)=13.22eV,因此提高电子的动能应该大于此时的能级差,但是应该小于基态和第7能级之间的能级差,否则将跃迁到更高能级,即小于ΔE=-0.28-(-13.6)=13.32eV,所以A、C选项中A正确,C错误;
当Δn=2时,n=2,调整后的能级为n=4,此时能极差为:ΔE=-0.85-(-13.6)=12.75eV,因此提高电子的动能应该大于此时的能级差,但是应该小于基态和第5能级之间的能级差,否则将跃迁到更高能级,即小于ΔE=-0.54-(-13.6)=13.06eV,所以B、D选项中D正确,B错误。故选A、D。
答案:AD
近几年高考对本章内容考查较少,考查重点是α粒子散射实验、玻尔理论、氢原子光谱及氢原子的能级结构,有时单独考查,有时与其他知识综合考查。考查形式有选择题、填空题。
答案:C
解析:α粒子与重金属原子核之间的库仑力提供α粒子的加速度,方向沿α粒子与原子核的连线且指向α粒子,则四个选项中只有P点处的加速度方向符合实际,故C项正确。C.一群处于n=3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633nm的光照射,不能使氢原子从n=2跃迁到n=3的能级
答案:CD
解析:氢原子从n=4的能级跃迁到n=2的能级时,释放出光子的能量为E=-0.85eV-(-3.40eV)=2.55eV,由hν=E解得光子的频率ν=6.2×1014Hz。用此光照射逸出功为2.25eV的钾时,由光电效应方程知,产生光电子的最大初动能为Ek=hν-W=(2.55-2.25)eV=0.30eV。