2018-2019版物理新導學筆記人教通用版選修3-5講義：第十八章 原子結(jié)構(gòu) 章末總結(jié)

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精章末總結(jié)原子結(jié)構(gòu)eq\b\lc\{\rc\（\a\vs4\al\co1(電子的發(fā)現(xiàn)\b\lc\｛\rc\(\a\vs4\al\co1(陰極射線，湯姆孫的原子“棗糕模型”））,原子的核式結(jié)構(gòu)模型\b\lc\｛\rc\(\a\vs4\al\co1（α粒子散射實驗，盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型)）,氫原子光譜\b\lc\{\rc\（\a\vs4\al\co1(光譜\b\lc\｛\rc\(\a\vs4\al\co1(發(fā)射光譜\b\lc\｛\rc\(\a\vs4\al\co1（連續(xù)譜,線狀譜)），，,，吸收光譜→光譜分析））,氫原子光譜的實驗規(guī)律,經(jīng)典理論的困難）)，玻爾的原子模型\b\lc\{\rc\（\a\vs4\al\co1(玻爾的三個基本假設(shè)\b\lc\｛\rc\（\a\vs4\al\co1(軌道量子化，能量量子化，能級躍遷：hν＝Em－Enm〉n))，玻爾理論對氫原子光譜的解釋，玻爾理論的局限性）））)一、對α粒子散射實驗及核式結(jié)構(gòu)模型的理解1．實驗結(jié)果：α粒子穿過金箔后，絕大多數(shù)α粒子仍沿原來的方向前進；少數(shù)α粒子有較大的偏轉(zhuǎn)；極少數(shù)α粒子的偏轉(zhuǎn)角度超過90°，有的甚至被彈回,偏轉(zhuǎn)角度達到180°。2．核式結(jié)構(gòu)學說：在原子的中心有一個很小的原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核內(nèi)，電子繞核旋轉(zhuǎn)．3．原子核的組成與尺度（1)原子核的組成:由質(zhì)子和中子組成,原子核的電荷數(shù)等于原子核中的質(zhì)子數(shù)．（2)原子核的大小:實驗確定的原子核半徑的數(shù)量級為10－15m，而原子的半徑的數(shù)量級是10－10m．因而原子內(nèi)部十分“空曠”．例1（多選)關(guān)于α粒子散射實驗現(xiàn)象的分析，下列說法正確的是（）A．絕大多數(shù)α粒子沿原方向運動,說明正電荷在原子內(nèi)均勻分布,使α粒子受力平衡的結(jié)果B．絕大多數(shù)α粒子沿原方向運動，說明這些α粒子未受到明顯的力的作用，說明原子內(nèi)大部分空間是空的C．極少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，說明原子內(nèi)質(zhì)量和電荷量比α粒子大得多的粒子在原子內(nèi)分布空間很小D．極少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn),說明原子內(nèi)的電子對α粒子的吸引力很大答案BC解析在α粒子散射實驗中，絕大多數(shù)α粒子沿原方向運動,說明這些α粒子未受到原子核明顯的力的作用，也說明原子核相對原子來講很小,原子內(nèi)大部分空間是空的，故A錯，B對；極少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，說明會受到原子核明顯的力的作用的空間在原子內(nèi)很小,α粒子偏轉(zhuǎn)而原子核未動，說明原子核的質(zhì)量和電荷量遠大于α粒子的質(zhì)量和電荷量，電子的質(zhì)量遠小于α粒子的質(zhì)量,α粒子打在電子上,不會有明顯偏轉(zhuǎn),故C對，D錯．二、玻爾氫原子模型及躍遷規(guī)律的應用1．氫原子的半徑公式rn＝n2r1(n＝1，2,3,…），其中r1為基態(tài)半徑，又稱玻爾半徑,r1＝0。53×10－10m。2．氫原子的能級公式En＝eq\f(1，n2)E1（n＝1，2,3，…)，其中E1為基態(tài)能量，E1＝－13.6eV.3．氫原子的能級圖(如圖1所示)圖1(1)能級圖中的橫線表示氫原子可能的能量狀態(tài)——定態(tài)．(2）橫線左端的數(shù)字“1，2，3，…”表示量子數(shù),右端的數(shù)字“－13.6，－3.4，…”表示氫原子的能級．（3）相鄰橫線間的距離,表示相鄰的能級差，量子數(shù)越大，相鄰的能級差越?。?4)帶箭頭的豎線表示原子由較高能級向較低能級躍遷，原子躍遷條件為hν＝Em－En。4．自發(fā)躍遷與受激躍遷的比較(1）自發(fā)躍遷：①由高能級到低能級，由遠軌道到近軌道．②釋放能量，放出光子(發(fā)光）:hν＝E初－E末．③大量處于激發(fā)態(tài)為n能級的原子可能的光譜線條數(shù)：eq\f（nn－1,2）。（2）受激躍遷：①由低能級到高能級，由近軌道到遠軌道．②吸收能量eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a。光照射,b。實物粒子）)例2(多選）氫原子的部分能級示意圖如圖2所示,已知可見光的光子能量在1.62eV到3.11eV之間．由此可推知，氫原子（）圖2A．從高能級向n＝1能級躍遷時發(fā)出的光的波長比可見光的短B．從高能級向n＝2能級躍遷時發(fā)出的光均為可見光C．從高能級向n＝3能級躍遷時發(fā)出的光的頻率比可見光的高D．從n＝3能級向n＝2能級躍遷時發(fā)出的光為可見光答案AD解析從高能級向n＝1的能級躍遷的過程中，輻射出的光子最小能量為10.20eV，A對;已知可見光的光子能量在1.62eV到3.11eV之間,從高能級向n＝2能級躍遷時釋放的光子的能量最大為3。40eV，B錯；從高能級向n＝3能級躍遷時釋放的光子的能量最大為1.51eV，頻率低于可見光，C錯；從n＝3能級向n＝2能級躍遷的過程中釋放的光子的能量等于1.89eV，介于1.62eV到3.11eV之間，所以是可見光，D對．例3（多選）如圖3所示是氫原子能級示意圖的一部分，則下列說法正確的是（)圖3A．用波長為600nm的X射線照射，可以使穩(wěn)定的氫原子電離B．用能量是10。2eV的光子可以激發(fā)處于基態(tài)的氫原子C．用能量是2。5eV的光子入射,可以使基態(tài)的氫原子激發(fā)D．用能量是11.0eV 的外來電子，可以使處于基態(tài)的氫原子激發(fā)答案BD解析“穩(wěn)定的氫原子"指處于基態(tài)的氫原子,要使其電離,光子的能量必須大于或等于13.6eV，而波長為600nm的X射線的能量為E＝heq\f(c，λ)＝6.63×10－34×eq\f(3×108,600×10－9×1.6×10－19）eV≈2。07eV<13.6eV，A錯誤．因ΔE＝E2－E1＝(－3.4eV）－(－13。6eV）＝10.2eV，故10.2eV的光子可以使氫原子從基態(tài)躍遷到n＝2的激發(fā)態(tài)，B正確；2.5eV的光子能量不等于任何其他能級與基態(tài)的能級差，因此不能使氫原子發(fā)生躍遷，C錯誤;外來電子可以將10.2eV的能量傳遞給氫原