高三物理 一轮复习课件 原子结构
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2013届高考一轮物理复习课件(人教版)：第十四章第2节 光电效应 原子结构 氢原子光谱
第十四章
第2节
高考调研
高三物理（新课标版）
②α 粒子散射实验及实验结果是卢瑟福提出原子核 式结构的基础． 三、玻尔的原子模型 1．电子的轨道是⑩________的．电子在这些轨道上 绕核的运动是稳定的，不产生电磁辐射．(轨道量子化)
第十四章
第2节
高考调研
高三物理（新课标版）
2．原子的能量是⑪________的，电子在不同的轨道 上运动时， 原子处于不同的状态且具有不同的能量. 原子 中这些具有确定能量的稳定状态叫定态．能量最低的定 态叫做⑫________，其他的状态叫⑬________.(能量量子 化) 3． 电子从一种定态(设能量为 E 初)跃迁到另一种定态 (设能量为 E 终)时，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量差决定，即⑭________.
高三物理（新课标版）
(1)能级图中的横线表示氢原子可能的能量状态—— 定态． (2)横线左端的数字“1,2,3„„”表示量子数，右端 的数字“－13.6，－3.4„„”表示氢原子的能级． (3)相邻横线间的距离，表示相邻的能级差，量子数 越大，相邻的能级差越小． (4)带箭头的竖线表示原子由较高能级向较低能级跃 迁，原子跃迁条件为：hν＝Em－En.
【答案】 hc hc (λ －λ) λ0 eλλ0 0
第十四章
第2节
高考调研
二、氢原子光谱及氢原子的能级跃迁 规律方法
高三物理（新课标版）
1．原子光谱产生的机理：原子获得能量(可通过吸收 光子、 加热或与其它粒子碰撞)后处于高能级状态(不稳定 状态)，向低能级跃迁时，会以光子的形式释放出能量， 便产生了原子光谱，每一条光谱线都对应于一种频率的 光．每一种原子产生的光谱频率都是不相同的，氢原子 在可见光范围内产生四种频率的光谱．
2023届高考人教版物理一轮复习课件：近代物理-原子核及核反应
1.5×107 K,不断进行着氢核聚变成氦核的反应,是一个巨大的热核反应堆,
故B正确;高温能使原子核克服库仑斥力而聚变,故C错误;轻核聚变平均每
个核子放出的能量比重核裂变平均每个核子放出的能量大3~4倍,故对相
同质量的核燃料,轻核聚变比重核裂变产能多,D正确。
6.(多选)(2020全国Ⅰ卷)下列核反应方程中,X1、X2、X3、X4代表α粒子的
置。2018年11月,该装置实现了1×108 ℃等离子体运行等多项重大突破,为
未来和平利用聚变能量迈出了重要一步。关于核聚变,下列说法正确的是
(
)
A.聚变又叫热核反应
B.太阳就是一个巨大的热核反应堆
C.高温能使原子核克服核力而聚变
D.对相同质量的核燃料,轻核聚变比重核裂变产能多
答案 ABD
解析 核聚变也叫热核反应,故A正确;太阳主要成分是氢,中心温度高达
1
B.235
U+
n→
Ba+
Kr+3
0
0n
92
56
36
234
4
C.238
U→
Th+
2 He
92
90
30
27
D.42 He+13
A1→15
P+10 n
答案 A
解析 核聚变指两个较轻的核结合成质量较大的核,所以选项A正确。
2.232
90 Th
(
208
232
经过一系列的 α 衰变和 β 衰变后变成 82 Pb,则 82 Pb 比 90 Th 少
3.X元素的原子核的符号为 X ,其中A表示 质量数
,Z表示核电荷数。
二、天然放射现象
故B正确;高温能使原子核克服库仑斥力而聚变,故C错误;轻核聚变平均每
个核子放出的能量比重核裂变平均每个核子放出的能量大3~4倍,故对相
同质量的核燃料,轻核聚变比重核裂变产能多,D正确。
6.(多选)(2020全国Ⅰ卷)下列核反应方程中,X1、X2、X3、X4代表α粒子的
置。2018年11月,该装置实现了1×108 ℃等离子体运行等多项重大突破,为
未来和平利用聚变能量迈出了重要一步。关于核聚变,下列说法正确的是
(
)
A.聚变又叫热核反应
B.太阳就是一个巨大的热核反应堆
C.高温能使原子核克服核力而聚变
D.对相同质量的核燃料,轻核聚变比重核裂变产能多
答案 ABD
解析 核聚变也叫热核反应,故A正确;太阳主要成分是氢,中心温度高达
1
B.235
U+
n→
Ba+
Kr+3
0
0n
92
56
36
234
4
C.238
U→
Th+
2 He
92
90
30
27
D.42 He+13
A1→15
P+10 n
答案 A
解析 核聚变指两个较轻的核结合成质量较大的核,所以选项A正确。
2.232
90 Th
(
208
232
经过一系列的 α 衰变和 β 衰变后变成 82 Pb,则 82 Pb 比 90 Th 少
3.X元素的原子核的符号为 X ,其中A表示 质量数
,Z表示核电荷数。
二、天然放射现象
高考物理一轮复习课件
03
电磁场理论
静电场基本性质与规律
01
电场强度
描述电场的力的性质，反映电 场对放入其中的电荷的作用力
。
02
电势与电势差
描述电场的能的性质，反映电 荷在电场中移动时电势能的变
化。
03
电场线与等势面
形象地描述电场强度和电势的 分布情况。
恒定电流电路分析
欧姆定律
描述导体中电流与电压、电阻之间的 关系。
游标卡尺和螺旋测微器
掌握正确读数方法和使用注意事项，理解其 测量原理。
电火花计时器
熟悉电火花计时器的工作原理和使用方法， 理解其与电磁打点计时器的区别。
打点计时器
了解打点计时器的工作原理，掌握其使用方 法及纸带的处理。
示波器
了解示波器的基本结构和工作原理，掌握其 使用方法和在物理实验中的应用。
实验数据处理方法总结
熵增加原理
孤立系统的熵永不减少，即自然界中的一切自发过程总是向着熵增加的方向进 行。
气体性质与状态方程
气体性质
气体具有可压缩性、扩散性、粘性等 特性。同时，气体分子间的作用力非 常微弱，因此气体的很多性质可以用 理想气体模型来描述。
状态方程
描述气体状态变化的方程，如理想气 体状态方程pV=nRT，其中p为压强， V为体积，n为物质的量，R为气体常 数，T为热力学温度。
01
光的直线传播
光在同种均匀介质中沿直线传 播，形成影、日食、月食等现
象。
02
光的反射
光在两种介质分界面上改变传 播方向又返回原来介质中的现
象，遵循反射定律。
03
光的折射
光从一种介质斜射入另一种介 质时，传播方向发生改变的现
象，遵循折射定律。
2014届高考物理一轮复习课件(考纲解读+考点探究+高分技巧)：选修3-5 第2讲 原子结构 原子核(84张ppt)
随堂基础演练
活页限时训练
【知识存盘】 一、原子的核式结构
1．电子的发现：英国物理学家
汤姆孙 发现了电子．
2．α粒子散射实验：1909～1911年，英国物理学家 卢瑟福和他 的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验，实验发现绝大多数 α粒子穿过金箔后基本上仍沿 原来 方向前进，但有少
数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°，也
【知识存盘】
1．核力
核子间的作用力．核力是 短程 强引力，作用范围在 的核子间发生作用． 1.5×10－15 m之内，只在 相邻 2．核能 核子 结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核
子时吸收的能量，叫做原子核的 结合 能，亦称核能．
考纲自主研读
考点互动探究
随堂基础演练
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3．质能方程、质量亏损 爱因斯坦质能方程E＝ mc2 ，原子核的质量必然比组
的元素叫
是 α射线
放射性
元素．
、 γ射线
(3)三种射线：放射性元素放射出的射线共有三种，分别 、 β射线 ．
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考点互动探究
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活页限时训练
(4)放射性同位素的应用与防护 ①放射性同位素：有 天然 放射性同位素和 人工 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 示踪原子
考纲自主研读
考点互动探究
随堂基础演练
活页限时训练
14 N＋4He→17O＋1H 7 2 8 1
(卢瑟福发现质子)
4 9 12 1 2He＋4Be→ 6 C＋0n
人 工 转 变
人工 控制
(查德威克发现中子)
27 Al＋4He→30P＋1n 13 2 15 0
2023届高三化学高考备考一轮复习第一章《原子结构与性质》课件
baXn－，下列说法正确的是 A．baXn－含有的中子数为 a＋b B．baXn－含有的电子数为 a－n C．X 原子的质量数为 a＋b＋n
( D)
D．1 个 X 原子的质量约为6.02×b 1023 g
〔对点集训 1〕 (1)(2022·黑龙江哈尔滨模拟)重水(D2O)是重要的核
工业原料，下列说法错误的是
原 AZX子 原子核质 中子 子围绕____原AZ____－子___个Z核__做个每 相高个 对中 相速质 质对子运子 量质_动_带 约不量__一 为带_约_个__为_1_单_电____位_1_____正___电荷
核 __外_Z_电_个子每 相个 对电 质子 量带 约一 为个 一单 个位 质子__负_中__子_电的荷1
确的是
(D)
A．N＋ 5 中含有 36 个电子
B．O2 与 O4 属于同分异构体
C．C60 和 12C、14C 互为同位素
D．H2 与 H3 属于同素异形体
微考点 2 原子中各种微粒数目之间的关系与计算
典例 2 (1)(2022·山东淄博高三检测)质子数和中子数之和为 A，核 内中子数为 N 的 R2＋与 16O 所形成的 W g 氧化物中所含质子的物质的量
(√) (×) (×)
(4)一种元素可以有多种核素，也可能只有一种核素，有多少种核素
就有多少种原子。
( √)
(5)核聚变如21H＋31H―→42He＋10n，因为有新微粒生成，所以该变化是
化学变化。
(× )
(6)235 g 核素23952U 发生裂变反应：23952U＋10n—裂—变→9308Sr＋13564Xe＋1010n，
±c
3．一个信息丰富的微粒符号——AZXmn ±中各字母的含义
一轮复习原子结构
例 1 下列关于202 ) 78Pt 的说法正确的是( 198 A.202 78Pt 和 78Pt 的中子数相同，互称为同位素 198 B.202 78Pt 和 78Pt 的质子数相同，互称为同位素 198 C.202 78Pt 和 78Pt 的核外电子数相同，是同一种核素 198 D.202 78Pt 和 78Pt 的质量数不同，不能互称为同位素
2、不同能层的能级组成不同能层含有的轨道数
能层
能级 轨道数
一
1s 1 11
二
2s 2p 1 22 3
三
3s 3p 3d 1 3 33 5
四
4s 4p 4d 4f 1 3 5 44 7
任一能层的能级总是从s能级开始，各能层的能级等于该能 层的序数，轨道数等于该能层序数的平方
3、各能级之间的能量大小关系
【例 1】下列叙述错误 的是( ．．
)。
A．13C 和 14C 属于同一种元素，它们互为同位素 B．1H 和 2H 是不同的核素，它们的质子数相等 C．14C 和 14N 的质量数相等，它们的中子数不等 D．6Li 和 7Li 的电子数相等，中子数也相等
解析：同位素是指质子数相同而中子数(或质量数)不同的同
18
O 是氧元素的两种核素，设 )。
NA 表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( A．16O2 与 18O2 互为同分异构体 B．16O 与 18O 核外电子排布方式不同
C．通过化学变化可以实现 16O 与 18O 间的相互转化 D．标准状况下，1.12 L 个氧原子
16
O2 和 1.12 L
18
例3 D A项中两种原子互为同位素；B项中两分子均 为化合物，不属于同位素范畴；C项中两种分子的化学性质 应几乎完全相同。
届高考一轮复习课件原子结构玻尔的原子模型
1．电子的发现和汤姆孙的原子模型 电子的发现： 1897年英国物理学家 汤姆孙 ，对阴极射线 进行了一系列的研究，从而发现了电子． 2．α 粒子散射实验和原子核式结构模型 (1)α粒子散射实验：1909年，由 卢瑟福 及 助手盖革、马斯顿完成．
①装置示意图：如图14－3－1
②现象：
a．绝大多数粒子穿过金箔后，仍沿 原来方向
运动，不发生偏转．
b．有少数粒子发生较大
角度的偏转．
c．有极少数粒子的偏转
角超过了90°，有的几乎
达到180°，即被反向弹回．
图14－3－1
(2)原子的核式结构模型： 1911年，卢瑟福通过对α粒子散射实验的分析 计算提出 原子核式结构 模型：在原子中心存 在一个很小的核，称为 原子核 ，原子核集中 了原子所有正电荷和几乎全部的质量，带负电荷 的电子在核外空间绕核旋转． 原子核半径数量级为10－15m，原子轨道半径数 量级为10－10m.
②氢原子的能级图(如图14－3－2)：氢原子的
各个定态的能量值，
叫 氢原子的能级
.按能量的大小用
图象表示出来即能级图．
Hale Waihona Puke 其中n＝1的定态称为 基态 .n＝2以上
的定态，称为 激发态 .
图14－3－2
1.卢瑟福的原子核式结构 问题：卢瑟福为什么要用α粒子散射实验研究 原子的结构？ 解答：原子结构无法直接观察到，要用高速粒 子进行轰击，根据粒子的散射情况分析判断原子的 结构，而α粒子有足够能量，可以穿过原子，并且 利用荧光作用可观察α粒子的散射情况，所以选取 α粒子进行散射实验．
的电场的等势线，实线表示一个α粒子的运动轨
迹．在α粒子从a运动到b，再运动到c的过程中，下列
说法中正确的是( )
①装置示意图：如图14－3－1
②现象：
a．绝大多数粒子穿过金箔后，仍沿 原来方向
运动，不发生偏转．
b．有少数粒子发生较大
角度的偏转．
c．有极少数粒子的偏转
角超过了90°，有的几乎
达到180°，即被反向弹回．
图14－3－1
(2)原子的核式结构模型： 1911年，卢瑟福通过对α粒子散射实验的分析 计算提出 原子核式结构 模型：在原子中心存 在一个很小的核，称为 原子核 ，原子核集中 了原子所有正电荷和几乎全部的质量，带负电荷 的电子在核外空间绕核旋转． 原子核半径数量级为10－15m，原子轨道半径数 量级为10－10m.
②氢原子的能级图(如图14－3－2)：氢原子的
各个定态的能量值，
叫 氢原子的能级
.按能量的大小用
图象表示出来即能级图．
Hale Waihona Puke 其中n＝1的定态称为 基态 .n＝2以上
的定态，称为 激发态 .
图14－3－2
1.卢瑟福的原子核式结构 问题：卢瑟福为什么要用α粒子散射实验研究 原子的结构？ 解答：原子结构无法直接观察到，要用高速粒 子进行轰击，根据粒子的散射情况分析判断原子的 结构，而α粒子有足够能量，可以穿过原子，并且 利用荧光作用可观察α粒子的散射情况，所以选取 α粒子进行散射实验．
的电场的等势线，实线表示一个α粒子的运动轨
迹．在α粒子从a运动到b，再运动到c的过程中，下列
说法中正确的是( )
高三物理一轮复习课件122原子结构与原子核共54页
人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
高三物理一轮复习课件122原子结构 与原子核
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
高三物理一轮复习课件122原子结构 与原子核
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
高三物理原子的核式结构模型课件(第二节)
α
葡萄干布丁模型能否解释？ 葡萄干布丁模型能否解释？
根据汤姆生模型计算的结果：电子质量很小，对 根据汤姆生模型计算的结果：电子质量很小，对α 粒子的运动方 向不会发生明显影响；由于正电荷均匀分布，α 粒子所受库仑力也 很小，故α 粒子偏转角度不会很大．
原子的核式结构的提出
在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核． 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着核旋转．
人教版选修3-5
第十八章 原子结构
第2节 原子的核式结构模型
汤姆生的原子模型
十九世纪末，汤姆生发现了电子，并知道电子是原子的组成部 分．由于电子是带负电的，而原子又是中性的，因此推断出原 子中还有带正电的物质．那么这两种物质是怎样构成原子的呢？
汤姆生的原子模型 正电荷
在汤姆生的原子模型 中，原子是一个球体；正电核 均匀分布在整个球内，而电子 都象布丁中的葡萄干那样镶嵌 在内。
答案：BC
答案：B
2、卢瑟福α粒子散射实验的结果 、卢瑟福α A、证明了质子的存在 B、证明了原子核是由质子和中子组成的 C、说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上 D、说明原子的电子只能在某些不连续的轨道上运动
答案：C
3、当α粒子被重核散射时，如图所示的运动轨迹哪些是不可能存在的 、当α
原子核的核式结构 根据卢瑟福的原子结构模型，原子内部是十分“空旷”的， 举一个简单的例子： 体育场 原子
原子核
原子核的电荷和大小
根据卢瑟福的原子核式模型和α 根据卢瑟福的原子核式模型和α粒子散射的实验数据，可以推算出 各种元素原子核的电荷数，还可以估计出原子核的大小。 （1）原子的半径约为10-10米、原子核半径约是10-14米，原子核的体 ）原子的半径约为10 米、原子核半径约是10 积只占原子的体积的万亿分之一。 （2）原子核所带正电荷数与核外电子数以及该元素在周期表内的原 子序数相等。 （3）电子绕核旋转所需向心力就是核对它的库仑力。
高三物理一轮复习 3531：原子结构原子核课件
重核裂变
比较容易 进行人工 控制
除氢弹外 无法控制
轻核聚变
2.核力与核能
(1)核力
①含义：原子核里的核子间存在互相作用的核力， 核力把核子紧紧地束缚在核内，形成稳定的原子核．
(2)核能
②特点 a．核力是强相互作用的一种表现；
①质能方程：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
转．
2．玻尔理论
(1)定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中 原子是 稳定 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 hν＝ Em－ En.(h 是普朗克
①氢原子的能级公式：En＝
－13.6 eV.
E1(n＝1,2,3，…)，其中E1为基态能量E1＝
②氢原子的半径公式：rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)，其中r1为基态半径，又称 玻尔半径r1＝0.53×10－10 m.
(2)氢原子的能级图，如图3－1－1. ①能级图中的横线表示氢原子可能的能量状态——定态． ②横线左端的数字“1,2,3…”表示量子数，右端的数字“－13.6，－3.4，…”表示氢原
方法一：设放射性元素 变后，变成稳定的新元 素
经过n次α衰变和m次β衰 ，则表示该核反应的方
程为：
.
根据电荷数守恒和质量守恒可列方程： A ＝ A′＋ 4n，Z＝Z′＋2n－m.
3．对半衰期的理解
(1) 根据半衰期的概念，可总结出公式 N 余 ＝ N 原
高考一轮复习化学课件原子结构核外电子排布规律
电子云概念及形状
电子云概念
电子在原子核外很小的空间内作高速运动，其运动规律跟 一般物体不同，没有确定的运动轨道，只能用电子云来描 述。
电子云形状
s电子云是球形对称的，在核外半径方向呈现球对称分布 ；p电子云是纺锤形，并不是电子运动轨迹，而是表示电 子出现的几率大小；d电子云是花瓣形。
电子云伸展方向
领域。
02
核外电子排布原理
能量最低原理与电子排布顺序
01
能量最低原理
电子在原子核外排布时，总是尽可能排布在能量最低的电子层里。
02
电子排布顺序
即电子层顺序，遵循1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、
5p、6s、4f…的顺序。
03
电子层与能级
电子层可用n（n=1、2、3…）表示，n值越小，电子层离核越近，能量
非金属元素
非金属元素的原子最外层电子数一般较多，容易得到电子形成阴离子，或与其 他非金属元素共用电子形成共价键。其核外电子排布通常具有较少的电子层， 且最外层电子数接近或达到稳定构型。
过渡元素核外电子排布特征
过渡元素
过渡元素是指元素周期表中d区的一系列金属元素，其核外电 子排布特点是具有未填满的d电子层。这些元素的原子最外层 通常只有1-2个电子，而次外层（即d层）电子数则依次增加 。
高考一轮复习化学课
件原子结构核外电子
排布规律 汇报人：XX
20XX-02-04
• 原子结构基本概念 • 核外电子排布原理 • 原子核外电子排布规律 • 典型元素核外电子排布分析 • 化学键与分子结构基础 • 高考一轮复习策略与技巧
目录
01
原子结构基本概念
原子组成与性质
01
2013届高考一轮物理复习课件(人教版)：第十四章第3节 原子核
第十四章
第3节
高考调研
高三物理（新课标版）
【解析】
设发生 m 次 α 衰变、n 次 β 衰变．由电
荷数、质量数守恒以及 α、β 衰变规律列出以下方程． 238＝222＋4m 92＝86＋2m－n 解得 m＝4，n＝2. 即发生 4 次 α 衰变，2 次 β 衰变．
第十四章
第3节
高考调研
高三物理（新课标版）
β 射线 高速电子 流 －e mp 1840
－1
γ 射线 光子流(高 频电磁波) 0 静止质量为 零 γ c
0
e
0.1c
0.99c
第十四章
第3节
高考调研
高三物理（新课标版）
在电磁场 中 贯穿本领
偏转 最弱 用纸能挡 住
偏转 较强 能穿透几 毫米的铝 板 较弱
不偏转 最强 能穿透几厘 米的铅板
贯穿实例
第十四章
第3节
高考调研
高三物理（新课标版）
一、原子核衰变规律、核反应方程的书写 规律方法
－4 4 1．α 衰变规律：AX→A－2 Y＋2He Z Z
发生一次 α 衰变，新核的质量数减少 4，电荷数减少 2.
第十四章
第3节
高考调研
A A 2．β 衰变规律：Z X→Z＋1Y＋－01e
高三物理（新课标版）
第十四章 第3节
高考调研
高三物理（新课标版）
(3)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内 部因素决定的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强) 或化学状态(如单质、化合物)无关． 【重点提示】 半衰期是对大量的放射性原子核用
统计规律而得出的．对少量的原子核半衰期无意义．
第十四章
第3节
2013高考一轮复习优秀课件：光电效应+原子结构与原子核 第二单元 第2课时
n
题型一
氢原子能级的理解
(1)能级能量的理解：处于量子数为n的氢原子的能量En 1 ＝ E2 ，而E1 ＝－13.6 eV，则氢原子各能级的能量为负 n 值．由于n为量子数，故氢原子各能级的能量处于不连续的 状态．且n越大，能量增大．
(2)能级轨道的理解：氢原子中处于量子数为n的电子的
轨道半径rn＝n2r1，其中r1＝0.53×10－10 m．由于n为量子数， 故氢原子中电子的轨道半径处于不连续的状态．
答案： 2．不连续 不连续 4．发射 吸收 hν＝E高－E低
3．最低
要点深化
1．对氢原子跃迁条件的理解
(1)氢原子从低能级E低向高能级E高跃迁，氢原子要吸收能 量．若提供能量的是光子，该光子的能量要满足hν＝E高－E低 时才能被氢原子吸收，当光子能量hν大于或小于E高－E低时都 不能被氢原子吸收．若提供能量的是高速运动的自由电子，
当电子通过碰撞提供能量大于或等于E高－E低时都能被氢原子
吸收，多余部分返还给自由电子作为动能．
(2)当光子能量大于或等于13.6 eV时，也可以被氢原子 吸收，使氢原子电离；当氢原子吸收的光子能量大于13.6 eV时，氢原子电离后，电子具有一定的初动能． (3)氢原子从高能级向低能级跃迁，以光子的形式向外 辐射能量，所辐射的光子能量
选修3－5 第十四章 光电效应 原子结构与原子核
第二单元 原子结构模型
第2课时 氢原子光谱 玻尔原子理论
考点一
氢原子光谱
基础回顾 1．光谱：复色光经过色散以后形成的彩色图案称为光谱．
2．某种原子的气体通电后可以发光并产生固定不变的光谱， 称为________光谱．不同的原子，其原子光谱均不同，因而，原 子光谱被称为原子的“________”．
题型一
氢原子能级的理解
(1)能级能量的理解：处于量子数为n的氢原子的能量En 1 ＝ E2 ，而E1 ＝－13.6 eV，则氢原子各能级的能量为负 n 值．由于n为量子数，故氢原子各能级的能量处于不连续的 状态．且n越大，能量增大．
(2)能级轨道的理解：氢原子中处于量子数为n的电子的
轨道半径rn＝n2r1，其中r1＝0.53×10－10 m．由于n为量子数， 故氢原子中电子的轨道半径处于不连续的状态．
答案： 2．不连续 不连续 4．发射 吸收 hν＝E高－E低
3．最低
要点深化
1．对氢原子跃迁条件的理解
(1)氢原子从低能级E低向高能级E高跃迁，氢原子要吸收能 量．若提供能量的是光子，该光子的能量要满足hν＝E高－E低 时才能被氢原子吸收，当光子能量hν大于或小于E高－E低时都 不能被氢原子吸收．若提供能量的是高速运动的自由电子，
当电子通过碰撞提供能量大于或等于E高－E低时都能被氢原子
吸收，多余部分返还给自由电子作为动能．
(2)当光子能量大于或等于13.6 eV时，也可以被氢原子 吸收，使氢原子电离；当氢原子吸收的光子能量大于13.6 eV时，氢原子电离后，电子具有一定的初动能． (3)氢原子从高能级向低能级跃迁，以光子的形式向外 辐射能量，所辐射的光子能量
选修3－5 第十四章 光电效应 原子结构与原子核
第二单元 原子结构模型
第2课时 氢原子光谱 玻尔原子理论
考点一
氢原子光谱
基础回顾 1．光谱：复色光经过色散以后形成的彩色图案称为光谱．
2．某种原子的气体通电后可以发光并产生固定不变的光谱， 称为________光谱．不同的原子，其原子光谱均不同，因而，原 子光谱被称为原子的“________”．
高考一轮复习化学课件原子结构核外电子排布
同位素应用
同位素在医学、农业、工业等 领域有广泛应用，如放射性同 位素可用于诊断和治疗疾病。
02
核外电子排布原理
能量最低原理与泡利不相容原理
能量最低原理
电子在原子核外排布时，总是尽可能排布在能量最低的电子层里 ，以使整个原子的能量最低。
泡利不相容原理
在同一个原子中，不可能存在着四个量子数完全相同的电子，即 每一个轨道内最多只能容纳两个自旋方向相反的电子。
选择适当的放射性同位素，如铀、钍等，观察其衰变过程并探究原 子结构。
衰变产物的测定
通过测定放射性同位素的衰变产物，了解原子核的变化和核外电子 的排布情况。
放射性同位素的应用
探讨放射性同位素在能源、医疗、工业等领域的应用及其安全性问题 。
光谱分析实验
原子光谱的观测
利用光谱仪观测不同元素原子的光谱，了解原子 的能级结构和核外电子排布。
通过测定反应历程中的中间产物，了解化学键的 断裂和形成过程以及电子的转移情况。
3
反应机理的解析
结合实验结果和理论知识，解析化学反应的机理 ，探讨原子结构和核外电子排布对化学反应的影 响。
07
总结与展望
高考一轮复习重点回顾
原子结构基本概念
包括原子、原子核、核外电子等定义和性质。
核外电子排布规律
掌握能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则等，理解电子云、 轨道等概念。
f区元素特征
包括镧系和锕系元素，具有未 填满的f电子层，化学性质较为 独特，常形成络合物。
04
典型元素及其化合物性质探讨
金属元素及其化合物
碱金属与碱土金属
01
探讨锂、钠、钾等碱金属以及铍、镁、钙等碱土金属的物理化
学性质，包括其单质及化合物的反应特性。
同位素在医学、农业、工业等 领域有广泛应用，如放射性同 位素可用于诊断和治疗疾病。
02
核外电子排布原理
能量最低原理与泡利不相容原理
能量最低原理
电子在原子核外排布时，总是尽可能排布在能量最低的电子层里 ，以使整个原子的能量最低。
泡利不相容原理
在同一个原子中，不可能存在着四个量子数完全相同的电子，即 每一个轨道内最多只能容纳两个自旋方向相反的电子。
选择适当的放射性同位素，如铀、钍等，观察其衰变过程并探究原 子结构。
衰变产物的测定
通过测定放射性同位素的衰变产物，了解原子核的变化和核外电子 的排布情况。
放射性同位素的应用
探讨放射性同位素在能源、医疗、工业等领域的应用及其安全性问题 。
光谱分析实验
原子光谱的观测
利用光谱仪观测不同元素原子的光谱，了解原子 的能级结构和核外电子排布。
通过测定反应历程中的中间产物，了解化学键的 断裂和形成过程以及电子的转移情况。
3
反应机理的解析
结合实验结果和理论知识，解析化学反应的机理 ，探讨原子结构和核外电子排布对化学反应的影 响。
07
总结与展望
高考一轮复习重点回顾
原子结构基本概念
包括原子、原子核、核外电子等定义和性质。
核外电子排布规律
掌握能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则等，理解电子云、 轨道等概念。
f区元素特征
包括镧系和锕系元素，具有未 填满的f电子层，化学性质较为 独特，常形成络合物。
04
典型元素及其化合物性质探讨
金属元素及其化合物
碱金属与碱土金属
01
探讨锂、钠、钾等碱金属以及铍、镁、钙等碱土金属的物理化
学性质，包括其单质及化合物的反应特性。
2023届高考物理一轮复习专题讲义：原子结构
高考物理一轮复习《原子结构》专题讲义[考点梳理]【考点一】阴极射线1.辉光放电现象（1）定义：放电管中若有气体，在放电管两级加上高电压可看到辉光放电现象。
但若管内气体非常稀薄即接近真空时，不能使气体，辉光放电现象消失。
（2）应用：如利用其发光效应制成的、，以及利用其正常辉光放电的电压稳定效应制成的。
2.阴极射线的产生如图所示，在研究0.1pa气压以下的气体导电的玻璃管内有阴、阳两级，当两级间加一定电压时，阴极便发出一种射线，这种射线能使玻璃管壁发出荧光，称为。
在稀薄气体的辉光放电实验中，若不断地抽出管中的气体，当管中的气压降到0.1pa的时候，管内已接近真空，不能使气体电离发光，这时对着阴极的玻璃管壁却发出荧光，如果在管中放一个十字形金属片，荧光中会出现十字阴影。
3.阴极射线的特点在真空中；碰到荧光物质能使其；本质上是。
4.判断阴极射线电性的方法阴极射线的本质是电子，在电场(或磁场)中所受电场力(或洛伦兹力)远大于所受重力，故研究电场力(或洛伦兹力)对电子运动的影响时，一般不考虑重力的影响。
（1）粒子在电场中运动如图1所示。
带电粒子受电场力作用运动方向发生改变(粒子质量忽略不计)。
带电粒子在不受其他力的作用时，若沿电场线方向偏转，则粒子带电；若逆着电场线方向偏转，则粒子带电。
（2）粒子在磁场中运动，如图2所示。
粒子将受到洛伦兹力作用F＝qvB，洛伦兹力方向始终与速度方向垂直，利用左手定则即可判断粒子的电性。
不考虑其他力的作用，如果粒子按图示方向进入磁场，且做顺时针的圆周运动，则粒子带电；若做逆时针的圆周运动，则粒子带电。
5.电子的发现（1）实验：英国物理学家在研究阴极射线时的实验装置如图所示，从阴极K发射出的带电粒子通过阳极A和小孔A’形成一束细射线，它穿过两片平行的金属板，到达右端带有标尺的荧光屏上，通过射线产生的荧光屏位置断定，它的本质是。
（2）意义：拉开了人们研究的序幕。
[典例1]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B.阴极射线本质是电磁波C.阴极射线本质是电子D.阴极射线本质是X射线[典例2]如图所示，一玻璃管中有从左向右的阴极射线可能是电磁波或某种粒子流形成的射线，若在其下方放一通电直导线AB，射线发生如图所示的偏转，AB中的电流方向由B到A，则该射线的本质为( )A.电磁波B.带正电的高速粒子流C.带负电的高速粒子流D.不带电的高速中性粒子流【考点二】密里根“油滴实验”1.实验原理实验过程及原理：装置如图所示，两块平行放置的水平金属板A、B与电源相连接，使A板带正电，B板带负电，从喷雾器喷嘴喷出的小油滴经上面的金属板中间的小孔，落到两板之间的匀强电场E中。
2013届高考一轮复习课件_选修三_第1讲_原子结构与性质
(2)有同学受这种划分的启发，认为d区内6、7纵行的部分 元素可以排在另一区，你认为应排在________区。
(3)请在元素周期表中用元素符号标出4s能级半充满的元素。
(4)请利用电子排布的相关知识解释Fe3＋比Fe2＋稳定的原因： ________________________________________________。
于22Ti来说，3p能级共有3个轨道，最多可以排6个电子，
如果排10个电子，则违反了泡利原理。 答案： A
1－3.下列原子构成的单质中既能与稀硫酸反应又能与
烧碱溶液反应且都产生H2的是 A．核内无中子的原子 B．外围电子排布为3s23p3的原子 C．最外层电子数等于倒数第三层的电子数的原子 ( )
D．除ds区外，以最后填入电子的轨道能级符号作为区
的符号
解析： A项，H为非金属，B项，p区左下角元素为金属， C项，d区内Cr为3d54s1。 答案： D
2－3.如图为一张没有填写内容的元素周期表。
(1)已知A、B、C、D、E、F六种短周期元素的原子半
径和某些化合价如下表所示： 元素 A B C D E F
化合价 －2
原子半
＋5、－ ＋4、－ ＋6、－ 3 0.075 4 0.077 2 0.102
＋2
＋1
径/nm
0.074
0.160 0.186
试将B、E两种元素的元素符号填入上图所示周期表中的相 应位置。
(2)写出基态G原子的电子排布式：
_______________________________________________。 (3)图中阴影部分所示区域的元素称为________元素，下列 元素属于该区域的是________。 A．Ba B．Fe
2020版高考物理一轮复习通用版讲义：第十二章第73课时原子结构与原子核(双基落实课)含答案
第73课时原子结构与原子核(双基落实课)点点通(一)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电子，提出了原子的“枣糕模型”。
2．α粒子散射实验(1)α粒子散射实验装置(2)α粒子散射实验的结果：绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但少数α粒子穿过金箔后发生了大角度偏转，极少数α粒子甚至被“撞了回来”。
3．原子的核式结构模型(1)在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的所有正电荷和几乎所有质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外绕核旋转。
(2)核式结构模型的局限性：卢瑟福的原子核式结构模型能够很好地解释α粒子散射实验现象，但不能解释原子光谱是特征光谱和原子的稳定性。
[小题练通]1．(粤教教材原题)如图的4个选项中，O点表示某原子核的位置，曲线ab和cd表示经过该原子核附近的α粒子的运动轨迹，正确的图是()解析：选Dα粒子经过原子核时受原子核的库仑斥力，离原子核越近斥力作用越强，由此判断，D正确。
2．如图所示是α粒子(氦原子核)被重金属原子核散射的运动轨迹，M、N、P、Q是轨迹上的四点，在散射过程中可以认为重金属原子核静止。
图中所标出的α粒子在各点处的加速度方向正确的是()A．M点B．N点C．P点D．Q点解析：选Cα粒子(氦原子核)和重金属原子核都带正电，互相排斥，加速度方向与α粒子所受斥力方向相同。
带电粒子加速度方向沿相应点与重金属原子核连线指向曲线的凹侧，故只有选项C正确。
[融会贯通](1)根据α粒子散射的现象可以得出原子的核式结构模型。
(2)少数α粒子发生大角度偏转是由于经过原子核附近时受到了较强的作用力。
(3)原子核与α粒子之间的作用力为库仑斥力，距离越近，斥力越强。
点点通(二)能级跃迁1．氢原子光谱(1)光谱：用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱。
(2)光谱分类(3)氢原子光谱的实验规律：氢原子光谱是线状光谱，巴耳末系谱线的波长满足1λ＝R⎝⎛⎭⎫122－1n2(n＝3,4,5，…，R是里德伯常量，R＝1.10×107 m－1)。
物理一轮复习 专题51 原子与原子核(讲)(含解析)
专题51 原子与原子核1.知道两种原子结构模型，会用玻尔理论解释氢原子光谱.2。
掌握氢原子的能级公式并能结合能级图求解原子的跃迁问题.3.掌握原子核的衰变、半衰期等知识。
4.会书写核反应方程,并能根据质能方程求解核能问题．一、氢原子光谱、氢原子的能级、能级公式1．原子的核式结构（1)电子的发现:英国物理学家汤姆孙发现了电子。
(2)α粒子散射实验：19091911年，英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验，实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进,但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞"了回来。
(3)原子的核式结构模型：在原子中心有一个很小的核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转.2．光谱(1）光谱用光栅或棱镜可以把光按波长展开,获得光的波长(频率)和强度分布的记录,即光谱。
(2）光谱分类有些光谱是一条条的亮线，这样的光谱叫做线状谱。
有的光谱是连在一起的光带，这样的光谱叫做连续谱。
（3）氢原子光谱的实验规律巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式错误!＝R错误!,（n＝3,4,5，…），R是里德伯常量,R＝1.10×107 m－1，n为量子数。
3．玻尔理论（1)定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中,在这些能量状态中原子是稳定的，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hν＝E m－E n。
（h是普朗克常量，h＝6.63×10－34J·s）（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.原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的。
4．氢原子的能级、能级公式（1）氢原子的能级能级图如图所示（2）氢原子的能级和轨道半径①氢原子的能级公式:E n＝错误!E1 (n＝1,2，3，…)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝－13.6 eV.②氢原子的半径公式：r n＝n2r1（n＝1,2，3，…)，其中r1为基态半径,又称玻尔半径,其数值为r1＝0.53×10－10m。
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4
【点评】 卢瑟福提出的原子核式结构正是建立在α 粒子散射实验的基础上的．绝大多数α粒子不发生偏 转，这说明原子的内部空旷．少数发生较大的偏转， 极少数偏转角超过90°，有的甚至被弹回，偏转几 乎达到180°，这是α粒子与带正电原子核的库仑斥 力的作用，这说明原子中正电荷都集中在一个很小 的区域内．
11
【错解】1电子在基态轨道中运动时量子数n 1，
其动能为En
13.6 n2
eV
13.6 12
eV
13.6eV
由于动能不为负值
所以Ek En 13.6eV
2 作能级图如图，可能发出两条光谱线．
12
3由于能级差最小的两能级间跃迁产生的光谱线波
长最短，所以 E3 E2 时所产生的光谱线为所求，其中
该原子核的位置，正确的是( )
A．一定在①区域 B．可能在②区域
C．可能在③区域
D．一定在④区域 图1212
3
【解析】 α粒子与原子核都带正电，存在互相排斥 的静电力，根据力与运动的关系知，原子核应处在 原来运动方向的延长线的上方，也应处在末位置运 动方向的反向延长线的上方，故该原子核的位置一 定在①区域． 【答案】 A
第1节
原子结构
2
汤姆生和卢瑟福的原子结构模型
【例1】(单选)在卢瑟福的α粒子散射实验中，某一α
粒 子 经 过 某 一 原 子 核 附 近 时 的 轨 迹 如 图 1212 所
示．图中P、Q为轨迹上的点，虚线是经过P、Q两点
并与轨迹相切的直线，两虚线和轨迹将平面分为四
个区域．不考虑其他原子核对α粒子的作用，则关于
电子在可能的轨道上运动时，遵循经典力学理论，尽管
是做变速运动，但它并不释放能量．关键要掌握电子动
能、电子电势能大小变化的判别方法，知道氢原子的能
量与电子动能、电子电势能之间的关系及关系式k
e2 r2
m v2 的应用． r
8
【例3】已知氢原子基态的电子轨道半径为r1 0.528
1010 m，量子数为n的能级值为En
【例4】(单选)(广东卷)如图1214所示为氢原子的四
个能级，其中E1为基态，若氢原子A处于激发态E2， 氢原子B处于激发态E3，则下列说法正确的是( ) A．原子A可能辐射出3种频率的光子
B．原子B可能辐射出3种频率的光子
C．原子A能够吸收原子B发出的光子
并跃迁到能级E4 D．原子B能够吸收原子A发出的光子
经典电磁理论，电子绕核做匀速圆周运动的向心力即
为氢核对电子的库仑力：k
e2 r2
v2 m
r
，所以Ek
1 2
mv2
ke2 .可见，电子运动半径越小，其动能越大．再结合 2r
能量转化与守恒定律，氢原子放出光子，辐射出一定
的能量，所以原子的总能量减少，只有B选项正确．
7
【答案】 B
【点评】玻尔原子模型中保留了卢瑟福的核式结构理论，
14
(2)错解中的图对能级图的基本要求不清楚． (3)不少学生把能级图上表示能级间能量差的长 度线看成与谱线波长成正比了．
【正确解答】1 设电子的质量为m，电子在基态轨道上的
速率为v1，根据牛顿第二定律和库仑定律有m
v12 r1
ke2 r12
所以Ek
1 2
mv12
ke2 2r1
9.0109 (1.61019 )2 2 0.5281010能Fra bibliotekk1 2
mv12与n
1时的能级值E1
13.6 12
eV等同起来，
得到Ek E1 13.6eV的结果．其实E1表示电子处于基
态轨道上的能量，它包括电势能Ep1和动能Ek1.计算表明
Ep1 2Ek1，所以E1 Ep1 Ek1 Ek1，Ek1 E1 13.6
eV.虽然错解中数值正确，但理解是错误的．
18
【思维拓展】如果氢原子处于高能级时，对应量子数 为n，则凡有可能向量子数为n 1、n 2、n 31诸 能级跃迁，共可形成n 1条谱线，而跃迁至n 1的氢 原子又可向n 2、n 31诸能级跃迁，共可形成n 2 条谱线，同理还可形成n 3、n 41条谱线，对以上
结果归纳求和，则可形成的谱线总数为：N n 1 n 2 n 3 1 n(n 1) .
E2
13.6 22
eV
3.4eV
E3
13.6 32
eV
1.51eV
由h
E3
E2及
C
所以
ch E3 E2
3108 6.631034 [1.51 (3.4) 1.61019 ] m
6.62 107 m
13
【错解原因】1 动能的计算错误主要是不理解能级的能
量值的物理意义，因而把电子在基态轨道上运动时动
2
19
跟踪训练1 图中1215所示为氢原子能级图，可见光 的光子能量范围约为1.62eV～3.11eV.下列说法正确 的是( )
5
玻尔原子模型能级
【例2】氢原子放出一个光子后，根据玻尔理论，氢 原子的( ) A．电子绕核旋转的半径增大 B．电子的动能增大 C．氢原子的电势能增大 D．原子的能级值增大
6
【解析】由玻尔理论可知，氢原子辐射光子后，应从
离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道，在此过程中，
电场力对电子做了正功，因而电势能应减小．另外由
J
2.181018 J 13.6eV
15
(2)当氢原子从量子数n=3的能级跃迁到较低能 级时，可以得到3条光谱线．如图所示．
3与波长最短的一条光谱线对应的能级差为E3 E1.
hc E3 E1
6.631034 3108 [1.5 (13.6)]1.61019
m
1.03107 m.
16
题型一 氢原子能级结构、能级公式
并跃迁到能级E4
图1214
17
【解析】 原子A由n=2的激发态向基态跃迁的路径只 能是n2⇒n1，辐射出1种频率的光子，原子B由n=3的 激发态向低能级跃迁的路径有n3⇒n2、n2⇒n1或n3⇒n1， 故共能发出三种能量的光子，选项A错误、B正 确．原子只能吸收两能级差的能量而发生跃迁，选 项C、D错误． 【答案】 B
13.6 n2
eV.
图1213
9
(1)求电子在基态轨道上运动时的动能． (2)有一群氢原子处于量子数n=3的激发态．画 一能级图，在图1213上用箭头标明这些氢原子能发 出哪几条光谱线． (3) 计 算 这 几 条 光 谱 线 中 波 长 最 短 的 一 条 的 波 长．(其中静电力恒量k=9.0×109N•m2/C2，电子电量 e=1.6×10-19C ， 普 朗 克 恒 量 h=6.63×10-34J•s ， 真 空 中光速c=3.0×108m/s)．
【点评】 卢瑟福提出的原子核式结构正是建立在α 粒子散射实验的基础上的．绝大多数α粒子不发生偏 转，这说明原子的内部空旷．少数发生较大的偏转， 极少数偏转角超过90°，有的甚至被弹回，偏转几 乎达到180°，这是α粒子与带正电原子核的库仑斥 力的作用，这说明原子中正电荷都集中在一个很小 的区域内．
11
【错解】1电子在基态轨道中运动时量子数n 1，
其动能为En
13.6 n2
eV
13.6 12
eV
13.6eV
由于动能不为负值
所以Ek En 13.6eV
2 作能级图如图，可能发出两条光谱线．
12
3由于能级差最小的两能级间跃迁产生的光谱线波
长最短，所以 E3 E2 时所产生的光谱线为所求，其中
该原子核的位置，正确的是( )
A．一定在①区域 B．可能在②区域
C．可能在③区域
D．一定在④区域 图1212
3
【解析】 α粒子与原子核都带正电，存在互相排斥 的静电力，根据力与运动的关系知，原子核应处在 原来运动方向的延长线的上方，也应处在末位置运 动方向的反向延长线的上方，故该原子核的位置一 定在①区域． 【答案】 A
第1节
原子结构
2
汤姆生和卢瑟福的原子结构模型
【例1】(单选)在卢瑟福的α粒子散射实验中，某一α
粒 子 经 过 某 一 原 子 核 附 近 时 的 轨 迹 如 图 1212 所
示．图中P、Q为轨迹上的点，虚线是经过P、Q两点
并与轨迹相切的直线，两虚线和轨迹将平面分为四
个区域．不考虑其他原子核对α粒子的作用，则关于
电子在可能的轨道上运动时，遵循经典力学理论，尽管
是做变速运动，但它并不释放能量．关键要掌握电子动
能、电子电势能大小变化的判别方法，知道氢原子的能
量与电子动能、电子电势能之间的关系及关系式k
e2 r2
m v2 的应用． r
8
【例3】已知氢原子基态的电子轨道半径为r1 0.528
1010 m，量子数为n的能级值为En
【例4】(单选)(广东卷)如图1214所示为氢原子的四
个能级，其中E1为基态，若氢原子A处于激发态E2， 氢原子B处于激发态E3，则下列说法正确的是( ) A．原子A可能辐射出3种频率的光子
B．原子B可能辐射出3种频率的光子
C．原子A能够吸收原子B发出的光子
并跃迁到能级E4 D．原子B能够吸收原子A发出的光子
经典电磁理论，电子绕核做匀速圆周运动的向心力即
为氢核对电子的库仑力：k
e2 r2
v2 m
r
，所以Ek
1 2
mv2
ke2 .可见，电子运动半径越小，其动能越大．再结合 2r
能量转化与守恒定律，氢原子放出光子，辐射出一定
的能量，所以原子的总能量减少，只有B选项正确．
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【答案】 B
【点评】玻尔原子模型中保留了卢瑟福的核式结构理论，
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(2)错解中的图对能级图的基本要求不清楚． (3)不少学生把能级图上表示能级间能量差的长 度线看成与谱线波长成正比了．
【正确解答】1 设电子的质量为m，电子在基态轨道上的
速率为v1，根据牛顿第二定律和库仑定律有m
v12 r1
ke2 r12
所以Ek
1 2
mv12
ke2 2r1
9.0109 (1.61019 )2 2 0.5281010能Fra bibliotekk1 2
mv12与n
1时的能级值E1
13.6 12
eV等同起来，
得到Ek E1 13.6eV的结果．其实E1表示电子处于基
态轨道上的能量，它包括电势能Ep1和动能Ek1.计算表明
Ep1 2Ek1，所以E1 Ep1 Ek1 Ek1，Ek1 E1 13.6
eV.虽然错解中数值正确，但理解是错误的．
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【思维拓展】如果氢原子处于高能级时，对应量子数 为n，则凡有可能向量子数为n 1、n 2、n 31诸 能级跃迁，共可形成n 1条谱线，而跃迁至n 1的氢 原子又可向n 2、n 31诸能级跃迁，共可形成n 2 条谱线，同理还可形成n 3、n 41条谱线，对以上
结果归纳求和，则可形成的谱线总数为：N n 1 n 2 n 3 1 n(n 1) .
E2
13.6 22
eV
3.4eV
E3
13.6 32
eV
1.51eV
由h
E3
E2及
C
所以
ch E3 E2
3108 6.631034 [1.51 (3.4) 1.61019 ] m
6.62 107 m
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【错解原因】1 动能的计算错误主要是不理解能级的能
量值的物理意义，因而把电子在基态轨道上运动时动
2
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跟踪训练1 图中1215所示为氢原子能级图，可见光 的光子能量范围约为1.62eV～3.11eV.下列说法正确 的是( )
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玻尔原子模型能级
【例2】氢原子放出一个光子后，根据玻尔理论，氢 原子的( ) A．电子绕核旋转的半径增大 B．电子的动能增大 C．氢原子的电势能增大 D．原子的能级值增大
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【解析】由玻尔理论可知，氢原子辐射光子后，应从
离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道，在此过程中，
电场力对电子做了正功，因而电势能应减小．另外由
J
2.181018 J 13.6eV
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(2)当氢原子从量子数n=3的能级跃迁到较低能 级时，可以得到3条光谱线．如图所示．
3与波长最短的一条光谱线对应的能级差为E3 E1.
hc E3 E1
6.631034 3108 [1.5 (13.6)]1.61019
m
1.03107 m.
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题型一 氢原子能级结构、能级公式
并跃迁到能级E4
图1214
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【解析】 原子A由n=2的激发态向基态跃迁的路径只 能是n2⇒n1，辐射出1种频率的光子，原子B由n=3的 激发态向低能级跃迁的路径有n3⇒n2、n2⇒n1或n3⇒n1， 故共能发出三种能量的光子，选项A错误、B正 确．原子只能吸收两能级差的能量而发生跃迁，选 项C、D错误． 【答案】 B
13.6 n2
eV.
图1213
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(1)求电子在基态轨道上运动时的动能． (2)有一群氢原子处于量子数n=3的激发态．画 一能级图，在图1213上用箭头标明这些氢原子能发 出哪几条光谱线． (3) 计 算 这 几 条 光 谱 线 中 波 长 最 短 的 一 条 的 波 长．(其中静电力恒量k=9.0×109N•m2/C2，电子电量 e=1.6×10-19C ， 普 朗 克 恒 量 h=6.63×10-34J•s ， 真 空 中光速c=3.0×108m/s)．