物理选修35第十八章原子结构知识点汇总

物理选修3-－－5第十八章:原子结构知识点汇总

(训练版)

知识点一、电子的发现与汤姆生的原子模型:

１、电子的发现:

1897年英国物理学家汤姆生,

对阴极射线进行了一系列的研究,从而发现

了电子。电子的发现表明:原子存在精细结构,从而打破了原子不可再分的观念。

2、汤姆生的原子模型:

1９０3年汤姆生设想原子就是一个带电小球,它的正电荷均匀分布在整个球体内,而带负电的电子镶嵌在正电荷中。这就就是汤姆生的枣糕式原子模型。

知识点二、α粒子散射实验与原子核结构模型

1、α粒子散射实验:190９年,卢瑟福及助手盖革手不斯顿完成

①实验装置的组成:放射源、金箔、荧光屏

1

②实验现象:

a、绝大多数α粒子穿过金箔后,仍沿原来方向运动,

不发生偏转。

b、有少数α粒子发生较大角度的偏转

ｃ、有极少数α粒子的偏转角超过了９0度,有的几乎达到18０度,即被反向弹回。

2、原子的核式结构模型:

由于α粒子的质量就是电子质量的七千多倍,所以电子不会使α粒子运动方向发生明显的改变,只有原子中的正电荷才有可能对α粒子的运动产生明显的影响。如果正电荷在原子中的分布,像汤姆生模型那模均匀分布,穿过金箔的α粒了所受正电荷的作用力在各方向平衡,α粒了运动将不发生明显改变。散射实验现象证明,原子中正电荷不就是均匀分布在原子中的。

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与几乎全部的质量,带负电荷的电子在核外空间绕核旋转。原子核半径小于1014-ｍ,原子轨道半径约1010-ｍ。

3、卢瑟福对实验结果的解释

电子对α粒子的作用忽略不计。

因为原子核很小,大部分α粒子穿过原子时离原子核很远,受到较小的库仑斥力,运动几乎不改变方向。

极少数α粒子穿过原子时离原子核很近,因此受到很强的库仑斥力,发生大角度散射。

4、核式结构的不足

认为原子寿命的极短;认为原子发射的光谱应该就是连续的。

知识点三、氢原子光谱

1、光谱的种类:

(1)发射光谱:物质发光直接产生的光谱。炽热的固体、液体及高温高压气

体发光产生连续光谱; 稀薄气体发光产生线状谱(明线光谱),比如霓虹灯发光光

谱就就是线状光谱。不同元素的线状谱线不同,又称特征谱线。

(2)吸收光谱:连续谱线中某些频率的光被稀薄气体吸收后产生的光谱,元素

能发射出何种频率的光,就相应能吸收何种频率的光。因此吸收光谱也可作元

素的特征谱线。吸收光谱主要研究太阳光谱。

2、氢原子的光谱就是线状的(这些亮线称为原子的特征谱线),即辐射波长就是

分立的。

3、氢光谱规律公式:

)11(1

2

2n m R -=λ

ｍ=1、2、3……,对于每个m,n=m ＋１,m+2,m ＋３……

m=2时,对应巴尔末系,其中有四条可见光,一条红色光、一条就是蓝靛光、

另外两条就是紫光。

4、光谱分析原理:利用元素的特征谱线(线状谱或吸收光谱)鉴别物质的分析

方法。

知识点四、波尔的原子模型

１、卢瑟福的原子核式结构学说的困难:卢瑟福的原子核式结构学说跟经典

的电磁理论发生矛盾(矛盾为:a 、原子就是不稳定的;b 、原子光谱就是连续

谱),191３年玻尔(丹麦)在其基础上,把普朗克的量子理论运用到原子系统上,

提出玻尔理论。

2、玻尔理论的假设

(1)电子轨道量子化假设:

电子可能的轨道半径r=n 2ｒ１ , r 1=０、０53nm,ｎ=1、2、3 .、.、、.。电子绕核

旋转可能的轨道就是分立的。

(2)原子能量状态量子化(定态)假设:

取氢原子电离时原子能量为0,即选定离核无限远处的电势能为零,用定积分求得

E 1= －13、6ｅv 、 21n

E E n ,E １ = —13、６ev 原子只能处于一系列不连续的能量状态中,在这些状态中原子就是稳定的,

电子虽然绕核运动,但并不向外辐射能量,这些状态叫做定态。氢原子的各个定

态的能量值,叫做它的能级。原子处于最低能级时电子在离核最近的轨道上运

动,这种定态叫做基态;原子处于较高能级时电子在离核较远的轨道上运动的

这些定态叫做激发态。

(3)原子跃迁假设(针对原子的线状谱提出):

电子从能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时,会放出光子。电子吸收光

子时会从能量较低的定态轨道跃迁到能量较高的轨道。 末初E -E hv 。

注:电子只吸收或发射特定频率的光子完成原子内的跃迁。如果要使电子电离,光子的

能量 与氢原子能量之与大于等于零即可。

3、玻尔模型的局限性:

玻尔模型的成功之处在于它引入了量子概念(提出了能级与跃迁的概念,能解释气体导电时发光的机理、氢原子的线状谱),局限之处在于它过多地保留了经典理论(经典粒子、轨道等),无法解释复杂原子的光谱。

4、现代原子模型:

电子绕核运动形成一个带负电荷的云团,对于具有波粒二象性的微观粒子,在一个确定时刻其空间坐标与动量不能同时测准,就是

这德国物理学家海森堡在1９27年

提出的著名的测不准原理。现代量子理论认为电子的轨道只能用电子云来描述。

〖针对性训练〗

1、对 粒子散射实验装置的描述,您认为正确的有:()

A.实验器材有放射源、金箔、荧光屏、显微镜

Ｂ.金箔的厚度对实验无影响

C、如果不用金箔改用铝箔,就不会发生散射现象;

D、实验装置放在空气中与真空中都可以