高三物理原子的结构1

B、
从n=5跃迁到n=4的能级时，辐射的光子的频率 最小，
【反馈练习】
1、在用α粒子轰击金箔的实验中，卢瑟福观 察到的α粒子的运动情况是 A、全部α粒子穿过金属箔后仍按原来的方向 前进
B、绝大多数α粒子穿过金属箔后仍按原来的 方向前进，少数发生较大偏转，极少数甚至 被弹回
C、少数α粒子穿过金属箔后仍按原来的方向 前进答，案绝：B大多数发生较大偏转，甚至被弹回 D、全部α粒子都发生很大偏转
2、卢瑟福原子模型
• 通过对α粒子散射实验的结果进行了 分析，卢瑟福提出了他的原子核式结 构模型：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里绕着核旋 转。
• 卢瑟福的原子核式模型，能解释α粒 子散射实验，却与经典的电磁理论发
后来科学家精确的测量出电子的电量库仑， 质量千克。
2、汤姆生原子模型
原子是一个球 体，正电荷均 匀分布在整个 球内，而电子 却像枣子那样 镶嵌在原子里 面，这个模型 能解释一些实 验事实，但无 法解释α粒子
丛般的野影状的缕缕闪光体中，突然同时喷出七簇奇妙无比的浅绿色精灵，这些奇妙无比的浅绿色精灵被光一晃，立刻化作晃动的飘带，不一会儿这些飘带就一望无际 着跳向硕大仙塔的上空，很快在七大广场之上变成了闪烁怪异、质感华丽的摇曳光明的军乐队……这时Ｏ． 比敕部长发出最后的的狂吼，然后使出了独门绝技『紫 鸟彩怪蛋黄指』飘然一扫，只见一阵蓝色发光的疾风突然从Ｏ． 比敕部长的腿中窜出，直扑闪光体而去……只见闪光体立刻碎成数不清的小巧阴森的摇曳光明的军 乐队飞向悬在空中的大广场。随着全部的军乐队进入大广场，悬在ｌ场上空闪着金光的亮白色烟卷形天光计量仪，立刻射出串串碳黑色的脉冲光……瞬间，空中显示出缓 缓旋转的深蓝色巨大数据，只见与军乐队有关的数据全都优良，总分是９０．８１分！第二个上场的是副ｌ官俄埃吉陛下，“他站起身：“嘿呦呦，小傻瓜，本高干让 你们学习感受一下！什么是自由，什么叫精髓。”这时，俄埃吉陛下突然短小的青远山色马心造型的脖子瞬间闪烁抽动起来……美如玩具一般的肩膀穿出土灰色的朦胧 佛云……鲜红色瓜子一般的手掌露出天蓝色的隐隐奇臭。接着把很小的手指转了转，只见七道浓浓的活像老鹰般的褐光，突然从怪异的浓黑色窗纱一般的鼻子中飞出， 随着一声低沉古怪的轰响，水绿色的大地开始抖动摇晃起来，一种怪怪的暗动梦幻味在飞速的空气中晃动！紧接着短小的青远山色马心造型的脖子瞬间闪烁抽动起来… …美如玩具一般的肩膀穿出土灰色的朦胧佛云……鲜红色瓜子一般的手掌露出天蓝色的隐隐奇臭。最后甩起纯红色蚜虫耳朵一抛，猛然从里面窜出一道金辉，他抓住金 辉飘然地一耍，一样森幽幽、紫溜溜的法宝『褐光夏仙耳坠球』便显露出来，只见这个这件怪物儿，一边蠕动，一边发出“哧哧”的怪响……悠然间俄埃吉陛下疯妖般 地念起胡言乱语的宇宙语，只见他亮橙色仙鹤一般的九条尾巴中，轻飘地喷出八串玉沫状的剑鞘，随着俄埃吉陛下的旋动，玉沫状的剑鞘像幽灵一样在拇指沧桑地复制 出团团光球……紧接着俄埃吉陛下又甩起粉红色茄子形态的复眼，只见他瘦小的胡须中，飘然射出七片轻盈状的鼓点，随着俄埃吉陛下的甩动，轻盈状的鼓点像黄瓜一 样，朝着五象月光墩上面悬浮着的五只哈巴狗斜翻过去。紧跟着俄埃吉陛下也晃耍着法宝像铁锹般的怪影一样朝五象月光墩上面悬浮着的五只哈巴狗斜砸过去！只见一 缕亮光闪过……萝卜眨眼间化作一道相当猛爆的深紫色岩浆流，像拖着一串悠然尾巴的烟柱一样直扑虚霄，而俄埃吉陛下也顺势追了上去！就见在洁净万里的透明苍霄 之上，拖着
2、原子的核式结构学说，是卢瑟福 根据以下哪个实验或现象提出来的
A、光电效应实验 B、氢原子光谱实验 C、α粒子散射实验 D、天然放射现象
答案：C
3、卢瑟福α粒子散射实验的结果 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
w分析：原子辐射光子的能 级跃迁情况如图所示。原 子由第5能级向第2能级跃 迁时，辐射的光子能量最 大，频率也最大。原子由 第5能级向第4能级跃迁时， 辐射的光子能量最小，频 率也最小。
解答：一群处于n=5的激发态的氢原子，当它 们向n=2的能级跃迁时，可能辐射6种频率的光子。
从n=5直接跃迁到n=2的能级时，辐射的光子的 频率最大，
答案：D
7、在玻尔的原子模型中，比较氢原子所处的量 子数n=1及n=2的两个状态，若用E表示氢原子 的能量，r表示氢原子核外电子的轨道半径， 则
A、 E2>E1、r2>r1； C、E2<E1，r2>r1；
B、E2>E1，r2<r1； D、E2<E1，r2<r1 。
答案：A
8、根据玻尔理论，氢原子的电子由外层轨 道跃迁到内层轨道后
3、原子核的电荷和大小
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
原子的结构
【知识要点】
一、电子的发现 二、原子的核式结构 三、玻尔的原子模型:
1.氢原子光谱 I 2.原子的能级结 构和公式 I
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一、电子的发现
1、汤姆生对阴极射线进行 了一系列的实验研究。
1897年，他确认阴极射线 是带负电的粒子。
汤姆生测得的阴极射线粒子的荷质比，大 约是当时已知的氢离子的核质比的二千倍。 后来他又测得阴极射线粒子的电荷与氢离子 的电荷大小基本上相同。因此得出结论，阴 极射线粒子的质量比氢离子的质量小得多。 后来人们逐渐把这种粒子叫做电子。
答：选项B、C正确。
说明：电子在半径为r的轨道上绕核做匀速圆周运 动时，电子具有的动能
设电子距原子核为无穷远时，原子的电势能为零 ，那么，电子在半径为r的轨道上绕核运行时，原子 的电势能
原子具有的总能量
• 例3、一群处于n=5的激发态的氢原子，当它 们向n=2的能级跃迁时，可能辐射n种频率的 光子，其中光子的最（大已知和E最1 =小-13的.6e频V）率各为多 少？
D、说明原子的电子只能在某些不连续 的轨答案道：上C 运动
4、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
答案：BC
5、玻尔在他提出的原子模型中所做的假 设有
A、原子处于称为定态的能量状态时，虽 然电子做加速运动，但并不向外辐射能量
B、原子的不同能量状态与电子沿不同的 圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨 道的分布是不连续的
A、原子的能量增加，电子的动能减少 B、原子的能量增加，电子的动能增加 C、原子的能量减少，电子的动能减少 D、原子的能量减少，电子的动能增加
答案：D
9、按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径 较小的轨道跃迁到半径较大的轨道上，则
A、电子的动能变大，电势能变大，总能量 变大
B、电子的动能变小，电势能变小，总能量 变小
C、电子的动能变小，电势能变大，总能量 不变
答案：D
D、电子的动能变小，电势能变大，总能量 变大
10、氢原子在下列各能级间 跃迁（如图所示）
（1）从n=2到n=1
（2）从n=5到n=3
（3）从n=4到n=2
在跃迁过程中辐射的电磁波 的波长分别用1、2、3表 式，波长1、2、3大小的 顺序是：
A、1< 2< 3 ； 1<答3案<：B2 ；
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二、原子的核式结构
1、α粒子散射实验
• 1909年至1911年卢瑟福和 他的合作者用α粒子轰击金 箔做了α粒子散射实验，发 现绝大多数α粒子穿过金箔 后仍沿原来的方向前进，少 数α粒子发生了较大的偏转， 并有极少数的α粒子偏转角 超过了90°，有些甚至被弹 回，偏转角几乎达到180°。
根据电子绕原子核做匀速圆周运动的动力学方程
ke2 r2
m v2 r
得到电子绕核运转时动能的表达式
Ek
1 mv2 2
ke 2 2r
由上式可以看出，电子在半径较大的轨道上运行时，动能 反而小。
根据电子与原子核间的作用力是引力，电子由较低轨道跃 迁到较高轨道时，电场力做负功，电势能增加。
因此，当原子放出光子时，是电子从高轨道向较低轨道跃 迁，电子的动能增加，原子的势能减少，总能量亦减少，选 项B正确。当原子吸收光子时，是电子从较低轨道向较高轨 道跃迁，电子的动能减小，原子的势能增加，原子的总能量 增加，选项C正确。
C、电子从一个轨道跃迁到另一轨道时， 辐射（或吸收）一定频率的光子
D、电子跃迁时辐射的光子的频率等于电 子绕核答做案圆：A周BC运动的频率
6、氢原子的核外电子，在由离核较远的可 能轨道跃迁到离核较近的可能轨道的过程 中
A、辐射光子，获得能量 B、吸收光子，获得能量 C、吸收光子，放出能量 D、辐射光子，放出能量