选修3-5原子结构-原子核

射线名称 比较项目
α射线
β射线
γ射线
贯穿本领
对空气的 电离作用 在空气中 的径迹 通过胶片
最弱 用一张薄 纸能挡住
较强
最
穿透几厘米 强穿透几厘
厚的铝板 米厚的铅板
很强
较弱
很弱
粗、短、直 感光
细、较长、 曲折
最长
感光
感光
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2. 原子核的衰变 (1)原子核放出α粒子或β粒子,变成另一种原子核的变化称 为原子核的衰变． (2)分类 α 衰变：AZX→ZA－－24Y＋42He
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1．衰变规律及实质
衰变 类型 衰变 方程
α衰变 MZ X―→MZ－－24Y＋24He
β衰变 MZ X―→Z＋M1Y＋－01e
衰变 实质
衰变 规律
2个质子和2个中子结 合成一个整体射出
中子转化为 质子和电子
211H＋201n―→24He
10n―→11H＋－01e
电荷数守恒、质量数守恒
m－1，
n 为量子数． (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是普朗克常量，h＝6.63×10－34 J·s)
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3．氢原子跃迁时电子动能、电势能与原子能量的变化
(1)原子能量：En＝Ekn＋Epn＝En21，随 n 增大而增大，其 中 E1＝－13.6 eV. (2)电子动能：电子绕氢原子核运动时静电力提供向心 力，即 ker22＝mvr2，所以 Ekn＝12kern2，随 r 增大而减小． (3)电势能
射线名称 比较项目
α射线
β射线
组成 带电荷量
质量 符号 速度
高速氦核流 高速电子流
2e 4mp mp＝1．67
×10－27 kg He 0.1c
－e
mp 1 840
－01e 0.99c
γ射线
光子流(高 频电磁波)
0 静止质 量为零
γ c
垂直电磁场 偏转情况
偏转
偏转
不偏转
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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粒子发生了大角
度偏转，极少数α粒子甚至被撞了回来， 如图1－3－1所示．
图1－3－1
②卢瑟福的原子核式结构模型
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．
③原子核的尺度:原子核直径的数量级为10－15 m，原子直径的
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1．认识原子结构的线索 气体放电的研究―→阴极射线―→发现电子―→汤 姆孙的“枣糕”模型―α―粒―子―散―射―实――验→卢瑟福核 式结构模型―氢―原―子―光―谱―的―研―究→玻尔模型．
2．玻尔理论的基本内容
能级假设：氢原子 En＝En21，n 为量子数． 跃迁假设：hν＝E 末－E 初． 轨道量子化假设：氢原子 rn＝n2r1，(n 为量子数)．
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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． 3．氢原子的能级、能级公式 (1)氢原子的能级 ①能级图如图1－3－2所示
图1－3－2
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②能级图中相关量意义的说明
相关量
表示意义
能级图中的横线 表示氢原子可能的能量状态——定态
横线左端的数字 “1,2,3…”
横线右端的数字 “－13.6，3.40…”
表示量子数 表示氢原子的能级
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
带箭头的竖线
表示原子由较高能级向较低能级跃迁， 原子跃迁的条件为hν＝Em－En
通过库仑力做功判断电势能的增减．
当轨道半径减小时,库仑力做正功，电势能减小;反
之，轨道半径增大时，电势能增加．
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4．记住一些结论 (1)一群氢原子处于量子数为 n 的激发态时可能辐射 的光谱条数为 N＝nn2－1. (2)只有光子能量恰好等于跃迁所需的能量(hν＝Em －En)时，光子才被吸收． (3)入射光子能量大于电离能(hν＝E∞－En) 时，光子 一定能被原子吸收并使之电离，剩余能量为自由电子 的动能．
β 衰变：AZX→Z＋A1Y＋0－1e
(3)半衰期:放射性元素的原子核有___半__数发生衰变所需的时 间．半衰期由___核__内__部__本__身的因素决定，跟原子所处的 _物__理__或__化__学__状__态__无关．
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3．放射性同位素及应用 (1)同位素 具有相同_质__子__数__而_中__子__数__不同的原子核,在元素周期表中 处于同一位置，互称_同__位__素__. 有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素．天然放射性同 位素不过四十多种，而人工制造的放射性同位素已达1 000 多种． (2)放射性同位素的应用 ①放射性同位素放出的射线应用于工业、探伤、农业、医疗 等． ②作示踪原子．
数量级约为10－10 m.
④原子核的组成：原子核是由质子和中子组成的，原子核的电
荷数等于核内的质子数．
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2．氢原子光谱 (1)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1＝ λ
R212－n12
，(n＝3,4,5，…)，R
是里德伯常量，R＝1.10×107
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第3章 原子结构 原子核
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氢原子的光谱 氢原子的能级结构、能级公式 Ⅰ(考纲要求)
1．原子的核式结构 (1)电子的发现:1897年,英国物理学家汤姆孙通过对阴极 射线的研究发现了电子． (2)原子的核式结构
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(2)原子的核式结构
①α粒子散射实验的结果
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原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰 期、放射性同位素 Ⅰ(考纲要求)
1．天然放射现象、三种射线 (1)天然放射现象:放射性元素自发地发出射线的现象,首先 由贝可勒尔发现．天然放射现象的发现，说明原子核具有 复杂的结构． (2)三种射线的比较
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