第十八章 章末整合
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电子的发现
汤姆孙的发现：阴极射线为电子流 电子发现的意义：原子可以再分 汤姆孙枣糕模型 卢瑟福核式结构模型 玻尔的原子模型 能量量子化 轨道量子化 能级跃迁 吸收光谱 光谱 连续光谱 发射光谱 明线光谱
原子模型
原子 结构
氢原子光谱和光谱分析
光谱分析：用明线光谱和吸收光谱分析物质
化学组成鉴别物质
专题一 原子核式结构
【解析】先列出从某高能级到低能级跃迁时能发出几种频 率的光， 跃迁 2→1 1 3→1 3 4→1 6 5→1 10 6→1 15 7→1 21 8→1 28
条数
从表格中可以看出，光谱线条数增加 5 的有：量子数从 2 到 4，Δn＝2 和从5 到6，Δn＝1.前者电子调高的能量至少为E
1 1 ＝42E1－E1＝16－1(－13.6) eV＝12.75 eV.
D．从 n＝3 能级向 n＝2 能级跃迁
时发出的光为可见光 图 18－2
解析：本题考查波尔的原子理论. 从高能级向 n＝1 的能级 跃迁的过程中辐射出的最小光子能量为 9.20 eV，不在 1.62 eV 到 3.11 eV 之间，A 正确；已知可见光子能量在 1.62 eV 到 3.11 eV 之间，从高能级向 n＝2 能级跃迁时发出的光的能量最大为 3.40 eV，B 错；从高能级向 n＝3 能级跃迁时发出的光的频率只
1 1 不能超过 E′＝52E1－E1＝25－1(－13.6) eV≈13.06 eV，
后者电子调高的能量至少为
1 1 E＝62E1－E1＝36－1(－13.6) eV≈13.22 eV， 1 1 不能超过 E′＝72E1－E1＝49－1(－13.6) eV≈13.32 eV，
α粒子的质量，α粒子打在电子上，α粒子不会有明显偏转，故
C 对，D 错．
【答案】BC
专题二 玻尔理论 1．基本内容
(1)电子的轨道是量子化的，rn＝n2r1.
E1 (2)原子的能量是量子化的，En＝ n2 .
(3)能级跃迁时辐射或吸收光子的能量为两个能级的能级 差，hv＝Em－En(m>n)．
2．考查内容 (1)原子跃迁：电势能与动能的变化情况，n 增大时，电子
解析：γ射线的产生机理是原子核受激发，是原子核变化才 产生的，A 错；根据跃迁规律可知高能级向低能级跃迁时辐射 光子的能量等于这两个能级差，从 n＝4 的能级向 n＝3 的能级 跃迁时会辐射出的光子能量小于 a 光子的能量、不可能为紫外 线，B 错；根据跃迁规律可知从 n＝4 向 n＝2 跃迁时辐射光子
2．(双选)(2009 年全国Ⅱ)氢原子的部分能级如图 18－2 所 示．已知可见光的光子能量在 1.62 eV 到 3.11 eV 之间．由此可 推知， 氢原子( ) A．从高能级向 n＝1 能级跃迁时发 出的光的波长比可见光的短 B．从高能级向 n＝2 能级跃迁时发 出的光均为可见光 C．从高能级向 n＝3 能级跃迁时发 出的光的频率比可见光的高
5 条．用Δn 表示两次观测中最高激发态的量子数 n 之差，E 表
示调高后电子的能量．根据氢原子的能级图可以判断，Δn 和 E 的可能值为( )
A．Δn＝1,13.22 eV<E<13.32 eV
B．Δn＝2,13.22 eV<E<13.32 eV
C．Δn＝1,12.75 eV<E<13.06 eV D．Δn＝2,12.75 eV<E<13.06 eV 图 18－1
的动能减小而势能增加，总能量增加，吸收光子；反之动能增
大，电势能减小，总能量减少，放出光子． (2)氢原子光谱的说明，巴耳末线系． (3)氢原子的能级结构、能级公式． (4)氢原子能级图的应用． (5)氢原子的辐射和吸收光子及电离理论．
【例题】(双选)用大量具有一定能量的电子轰击大量处于 基态的氢原子，如图 18－1 所示观测到一定数目的光谱线．调 高电子的能量再次进行观测，发现光谱线的数目比原来增加了
的能量大于从 n＝3 向 n＝2 跃迁时辐射光子的能量，则可见光 a 的光子能量大于 b，又根据光子能量ε＝hv可得 a 光子的频率
大于 b，则 a 的折射率大于 b，又光在介质中速度为 v＝c/n′(n′ 为介质折射率)可得在水中传播时，a 光较 b 光的速度小，B 对； 欲使在 n＝2 的能级的氢原子发生电离，吸收的能量一定不小于 3.4 eV，D 错． 答案：C
【例题】(双选)关于α粒子散射实验现象的分析，下列说法 正确的是( )
A．绝大多数α粒沿原方向运动，说明正电荷在原子内均匀 分布，是α粒子受力平衡的结果 B．绝大多数α粒子沿原方向运动，说明这些α粒子未受到 明显的力的作用，说明原子是“中空”的
百度文库
C．极少数α粒子发生大角度偏转，说明原子内质量和电荷
量比α粒子大得多的粒子在原子内分布空间很小 D．极少数α粒子发生大角度偏转，说明原子内的电子对α 粒子的吸引力很大
4．(单选)(2008 年上海)二十世纪初，为了研究物质的内部
结构，物理学家做了大量的实验，揭示了原子内部的结构，发 现了电子、中子和质子，图 18－4 是( A )
A．卢瑟福的α粒子散射实验装置 B．卢瑟福发现质子的实验装置 C．汤姆孙发现电子的实验装置 D．查德威克发现中子的实验装置 图 18－4
【解析】在α粒子散射实验中，绝大多数α粒子沿原方向运 动，说明α粒子未受到原子核明显的力的作用，也说明原子核相 对原子来讲很小，原子内大部分空间是空的，故 A 错，B 对； 极少数发生大角度偏转，说明受到金原子核明显力作用的空间 在原子内很小，α粒子偏转，而金原子核未动，说明金原子核的
质量和电荷量远大于α粒子的质量和电荷量，电子的质量远小于
由上面的计算可知 A、D 正确．
【答案】AD
1．(单选)(2009 年全国Ⅰ)氦氖激光器能产生三种波长的激 光，其中两种波长分别为λ1＝0.632 8μm，λ2＝3.39μm，已知 波长为λ1 的激光是氖原子在能级间隔为ΔE1＝1.96 eV 的两个能 级之间跃迁产生的．用ΔE2 表示产生波长为λ2 的激光所对应的
跃迁的能级间隔，则ΔE2 的近似值为( D ) A．10.50 eV B．0.98 eV C．0.53 eV D．0.36 eV
c 解析： 本题考查波尔的原子跃迁理论． 根据 ΔE＝hν， ν＝ λ ， 可知当 ΔE1＝1.96 eV，λ＝0.632 8 μm，当 λ＝3.39 μm 时，联立 可知 ΔE2＝0.36 eV.
有能量大于 3.11 eV 的光的频率才比可见光高，C 错；从 n＝3
到 n＝2 的过程中释放的光的能量等于 1.89 eV；介于 1.62 eV 到
3.11 eV 之间，所以是可见光，D 对．
答案：AD
3．(单选)(2009 年四川)氢原子能级的示意图如图 18－3 所
示，大量氢原子从 n＝4 的能级向 n＝2 的能级跃迁时辐射出可 见光 a，从 n＝3 的能级向 n＝2 的能级跃迁时辐射出可见光 b， 则( ) A．氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出γ射线 B．氢原子从 n＝4 的能级向 n＝3 的 能级跃迁时会辐射出紫外线 C．在水中传播时，a 光较 b 光的速 度小 D．氢原子在 n＝2 的能级时可吸收任 意频率的光而发生电离 图 18－3
1．α粒子散射实验结果及由此建立的学说
(1)实验结果：α粒子穿过金箔后，绝大多数α粒子仍沿原
来的方向前进；少数α粒子有较大的偏转；极少数α粒子的偏 角超过 90°. (2)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质量都集中在原子核内，电子绕核 运转． 2．该部分主要考查核式结构理论的建立过程，电子绕原子 核转动中有关能量、加速度及求离子比荷等问题．
5．(双选)(2008 年广东)有关氢原子光谱的说法正确的是
( BC ) A．氢原子的发射光谱是连续谱 B．氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光 C．氢原子光谱说明氢原子能级是分立的 D．氢原子光谱的频率与氢原子能级的能量差无关
汤姆孙的发现：阴极射线为电子流 电子发现的意义：原子可以再分 汤姆孙枣糕模型 卢瑟福核式结构模型 玻尔的原子模型 能量量子化 轨道量子化 能级跃迁 吸收光谱 光谱 连续光谱 发射光谱 明线光谱
原子模型
原子 结构
氢原子光谱和光谱分析
光谱分析：用明线光谱和吸收光谱分析物质
化学组成鉴别物质
专题一 原子核式结构
【解析】先列出从某高能级到低能级跃迁时能发出几种频 率的光， 跃迁 2→1 1 3→1 3 4→1 6 5→1 10 6→1 15 7→1 21 8→1 28
条数
从表格中可以看出，光谱线条数增加 5 的有：量子数从 2 到 4，Δn＝2 和从5 到6，Δn＝1.前者电子调高的能量至少为E
1 1 ＝42E1－E1＝16－1(－13.6) eV＝12.75 eV.
D．从 n＝3 能级向 n＝2 能级跃迁
时发出的光为可见光 图 18－2
解析：本题考查波尔的原子理论. 从高能级向 n＝1 的能级 跃迁的过程中辐射出的最小光子能量为 9.20 eV，不在 1.62 eV 到 3.11 eV 之间，A 正确；已知可见光子能量在 1.62 eV 到 3.11 eV 之间，从高能级向 n＝2 能级跃迁时发出的光的能量最大为 3.40 eV，B 错；从高能级向 n＝3 能级跃迁时发出的光的频率只
1 1 不能超过 E′＝52E1－E1＝25－1(－13.6) eV≈13.06 eV，
后者电子调高的能量至少为
1 1 E＝62E1－E1＝36－1(－13.6) eV≈13.22 eV， 1 1 不能超过 E′＝72E1－E1＝49－1(－13.6) eV≈13.32 eV，
α粒子的质量，α粒子打在电子上，α粒子不会有明显偏转，故
C 对，D 错．
【答案】BC
专题二 玻尔理论 1．基本内容
(1)电子的轨道是量子化的，rn＝n2r1.
E1 (2)原子的能量是量子化的，En＝ n2 .
(3)能级跃迁时辐射或吸收光子的能量为两个能级的能级 差，hv＝Em－En(m>n)．
2．考查内容 (1)原子跃迁：电势能与动能的变化情况，n 增大时，电子
解析：γ射线的产生机理是原子核受激发，是原子核变化才 产生的，A 错；根据跃迁规律可知高能级向低能级跃迁时辐射 光子的能量等于这两个能级差，从 n＝4 的能级向 n＝3 的能级 跃迁时会辐射出的光子能量小于 a 光子的能量、不可能为紫外 线，B 错；根据跃迁规律可知从 n＝4 向 n＝2 跃迁时辐射光子
2．(双选)(2009 年全国Ⅱ)氢原子的部分能级如图 18－2 所 示．已知可见光的光子能量在 1.62 eV 到 3.11 eV 之间．由此可 推知， 氢原子( ) A．从高能级向 n＝1 能级跃迁时发 出的光的波长比可见光的短 B．从高能级向 n＝2 能级跃迁时发 出的光均为可见光 C．从高能级向 n＝3 能级跃迁时发 出的光的频率比可见光的高
5 条．用Δn 表示两次观测中最高激发态的量子数 n 之差，E 表
示调高后电子的能量．根据氢原子的能级图可以判断，Δn 和 E 的可能值为( )
A．Δn＝1,13.22 eV<E<13.32 eV
B．Δn＝2,13.22 eV<E<13.32 eV
C．Δn＝1,12.75 eV<E<13.06 eV D．Δn＝2,12.75 eV<E<13.06 eV 图 18－1
的动能减小而势能增加，总能量增加，吸收光子；反之动能增
大，电势能减小，总能量减少，放出光子． (2)氢原子光谱的说明，巴耳末线系． (3)氢原子的能级结构、能级公式． (4)氢原子能级图的应用． (5)氢原子的辐射和吸收光子及电离理论．
【例题】(双选)用大量具有一定能量的电子轰击大量处于 基态的氢原子，如图 18－1 所示观测到一定数目的光谱线．调 高电子的能量再次进行观测，发现光谱线的数目比原来增加了
的能量大于从 n＝3 向 n＝2 跃迁时辐射光子的能量，则可见光 a 的光子能量大于 b，又根据光子能量ε＝hv可得 a 光子的频率
大于 b，则 a 的折射率大于 b，又光在介质中速度为 v＝c/n′(n′ 为介质折射率)可得在水中传播时，a 光较 b 光的速度小，B 对； 欲使在 n＝2 的能级的氢原子发生电离，吸收的能量一定不小于 3.4 eV，D 错． 答案：C
【例题】(双选)关于α粒子散射实验现象的分析，下列说法 正确的是( )
A．绝大多数α粒沿原方向运动，说明正电荷在原子内均匀 分布，是α粒子受力平衡的结果 B．绝大多数α粒子沿原方向运动，说明这些α粒子未受到 明显的力的作用，说明原子是“中空”的
百度文库
C．极少数α粒子发生大角度偏转，说明原子内质量和电荷
量比α粒子大得多的粒子在原子内分布空间很小 D．极少数α粒子发生大角度偏转，说明原子内的电子对α 粒子的吸引力很大
4．(单选)(2008 年上海)二十世纪初，为了研究物质的内部
结构，物理学家做了大量的实验，揭示了原子内部的结构，发 现了电子、中子和质子，图 18－4 是( A )
A．卢瑟福的α粒子散射实验装置 B．卢瑟福发现质子的实验装置 C．汤姆孙发现电子的实验装置 D．查德威克发现中子的实验装置 图 18－4
【解析】在α粒子散射实验中，绝大多数α粒子沿原方向运 动，说明α粒子未受到原子核明显的力的作用，也说明原子核相 对原子来讲很小，原子内大部分空间是空的，故 A 错，B 对； 极少数发生大角度偏转，说明受到金原子核明显力作用的空间 在原子内很小，α粒子偏转，而金原子核未动，说明金原子核的
质量和电荷量远大于α粒子的质量和电荷量，电子的质量远小于
由上面的计算可知 A、D 正确．
【答案】AD
1．(单选)(2009 年全国Ⅰ)氦氖激光器能产生三种波长的激 光，其中两种波长分别为λ1＝0.632 8μm，λ2＝3.39μm，已知 波长为λ1 的激光是氖原子在能级间隔为ΔE1＝1.96 eV 的两个能 级之间跃迁产生的．用ΔE2 表示产生波长为λ2 的激光所对应的
跃迁的能级间隔，则ΔE2 的近似值为( D ) A．10.50 eV B．0.98 eV C．0.53 eV D．0.36 eV
c 解析： 本题考查波尔的原子跃迁理论． 根据 ΔE＝hν， ν＝ λ ， 可知当 ΔE1＝1.96 eV，λ＝0.632 8 μm，当 λ＝3.39 μm 时，联立 可知 ΔE2＝0.36 eV.
有能量大于 3.11 eV 的光的频率才比可见光高，C 错；从 n＝3
到 n＝2 的过程中释放的光的能量等于 1.89 eV；介于 1.62 eV 到
3.11 eV 之间，所以是可见光，D 对．
答案：AD
3．(单选)(2009 年四川)氢原子能级的示意图如图 18－3 所
示，大量氢原子从 n＝4 的能级向 n＝2 的能级跃迁时辐射出可 见光 a，从 n＝3 的能级向 n＝2 的能级跃迁时辐射出可见光 b， 则( ) A．氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出γ射线 B．氢原子从 n＝4 的能级向 n＝3 的 能级跃迁时会辐射出紫外线 C．在水中传播时，a 光较 b 光的速 度小 D．氢原子在 n＝2 的能级时可吸收任 意频率的光而发生电离 图 18－3
1．α粒子散射实验结果及由此建立的学说
(1)实验结果：α粒子穿过金箔后，绝大多数α粒子仍沿原
来的方向前进；少数α粒子有较大的偏转；极少数α粒子的偏 角超过 90°. (2)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质量都集中在原子核内，电子绕核 运转． 2．该部分主要考查核式结构理论的建立过程，电子绕原子 核转动中有关能量、加速度及求离子比荷等问题．
5．(双选)(2008 年广东)有关氢原子光谱的说法正确的是
( BC ) A．氢原子的发射光谱是连续谱 B．氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光 C．氢原子光谱说明氢原子能级是分立的 D．氢原子光谱的频率与氢原子能级的能量差无关