高考物理一輪總復習 專題十三 第4講 原子結(jié)構和原子核課件 新人教版

第 4講 原 子 結(jié) 構 和 原 子 核 一 、 盧 瑟 福 核 式 結(jié) 構 模 型1湯姆生的“棗糕”模型(1)1897 年，_發(fā)現(xiàn)電子，提出原子的“棗糕”模型，揭開了人類研究原子結(jié)構的序幕湯姆生均勻(2)“棗糕”模型：原子是一個球體，正電荷_分布在整個球內(nèi)，電子像棗糕里的棗子那樣鑲嵌在原子里 實驗規(guī)律盧瑟福的分析_粒子仍沿原來的方向前進原子中間絕大部分是_少數(shù)粒子發(fā)生了較_的偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)的偏轉(zhuǎn)角超過了_，個別甚至被彈回，偏轉(zhuǎn)角幾乎達到 180粒子碰到了質(zhì)量比自己大得多的帶正電的物質(zhì)，原子的正電荷和幾乎全部的質(zhì)量都集中在一個很小的范圍內(nèi)2盧瑟福的核式結(jié)構模型絕大多數(shù)大90空隙(1)粒子散射實驗裝置：如圖13-4-1 所示圖 13-4-1(2)粒子散射實驗規(guī)律及盧瑟福對實驗現(xiàn)象的分析 (3)原子核式結(jié)構模型在原子的中心有一個很小的核，叫_原子的全部_電荷和幾乎全部的_都集中在原子核里原子核正質(zhì)量旋轉(zhuǎn)帶負電的電子在核外空間里繞著核_(4)原子核大?。簭牧Ｗ由⑸鋵嶒灥臄?shù)據(jù)估算出原子核的半徑約為 10151014 m(原子的半徑約為 1010 m) 3質(zhì)子和中子統(tǒng)稱_，原子核的電荷數(shù)等于其質(zhì)子數(shù)，原子核的_數(shù)等于其質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和具有相同_數(shù)的原子屬于同一種元素；具有相同的質(zhì)子數(shù)和不同的中子數(shù)的原子互稱_核子質(zhì)量質(zhì)子同位素 【 基 礎 檢 測 】1(2013 年 福 建 卷 )在盧瑟福粒子散射實驗中，金箔中的原子核可以看做靜止不動，下列各圖畫出的是其中兩個粒子經(jīng))答 案 ： CA歷金箔散射過程的徑跡，其中正確的是(B C D 二 、 玻 爾 原 子 模 型 與 原 子 光 譜1玻爾原子模型為解決原子核結(jié)構的穩(wěn)定性和原子發(fā)光的不連續(xù)性問題，玻爾提出了三條假設：量子化能量穩(wěn)定(1)軌道假設：軌道是_的，其半徑只能是某些分立的值能量輻射吸收能級差(2)定態(tài)假設：不同的軌道對應著不同的_狀態(tài)，這些狀態(tài)中原子是_的，不向外輻射能量(3)躍遷假設：原子在不同的狀態(tài)具有不同的_，從一個定態(tài)向另一個定態(tài)躍遷時要_或_一定頻率的光子，該光子的能量等于這兩個狀態(tài)的_ 2能級：在玻爾模型中，原子的可能狀態(tài)是_的，因此各狀態(tài)對應的能量也是_的，這些能量值叫能級不連續(xù)不連續(xù)3基態(tài)與激發(fā)態(tài)：能量_狀態(tài)叫做基態(tài)；其他能量狀態(tài)叫激發(fā)態(tài)最低的4 光子的輻射與吸收：原子由激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時要_光子，由基態(tài)向激發(fā)態(tài)躍遷時要_光子光子的頻率與能級的關系為_輻射吸收hE mEn 【 基 礎 檢 測 】2(多 選 ， 2014 年 山 東 卷 )氫原子能級如圖 13-4-2 所示，當氫原子從 n3 躍遷到 n2 的能級時，輻射光的波長為 656 nm.以下判斷正確的是( ) 圖 13-4-2 A氫原子從 n2 躍遷到 n1 的能級時，輻射光的波長大于 656 nmB用波長為 325 nm 的光照射時，可使氫原子從 n1 躍遷到 n2 的能級C一群處于 n3 能級上的氫原子向低能級躍遷時最多產(chǎn)生 3 種譜線D用波長為 633 nm 的光照射，不能使氫原子從 n2 躍遷到 n3 的能級 解 析 ： 根 據(jù) 氫 原 子 的 能 級 圖 和 能 級 躍 遷 規(guī) 律 ， 當 氫 原 子 從n 2 能 級 躍 遷 到 n 1 的 能 級 時 ， 輻 射 光 的 波 長 一 定 小 于 656nm， 因 此 A選 項 錯 誤 ； 根 據(jù) 發(fā) 生 躍 遷 只 能 吸 收 和 輻 射 一 定 頻 率的 光 子 ， 可 知 B選 項 錯 誤 ， D選 項 正 確 ； 一 群 處 于 n 3能 級 上的 氫 原 子 向 低 能 級 躍 遷 時 可 以 產(chǎn) 生 3 種 頻 率 的 光 子 ， 所 以 C選項 正 確 答 案 ： CD 三 、 原 子 核1天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)貝克勒爾(1)_發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象，使人們認識到原子核也有復雜結(jié)構，揭開了人類研究原子核結(jié)構的序幕(2)通過對天然放射現(xiàn)象的研究，人們發(fā)現(xiàn)原子序數(shù)大于或等于_的所有天然存在的元素都具有放射性，原子序數(shù)小于_的天然存在的元素有些也具有放射性，它們放射出來的射線常見的有三種：_.8383 射線、射線、射線 2天然衰變中核的變化規(guī)律在核的天然衰變中，核變化的最基本的規(guī)律是_守恒和_守恒質(zhì)量數(shù)電荷數(shù)3半衰期(1)定義：放射性元素的原子核有_發(fā)生衰變所需要的時間半數(shù)快慢物理狀態(tài)化學狀態(tài)(2)意義：反映了核衰變過程的_程度，具有統(tǒng)計性(3) 特征：只由核本身的因素所決定，而與原子所處的_或_無關 質(zhì)子中子 四 、 核 力 、 核 能 、 重 核 的 裂 變 和 輕 核 的 聚 變1核力：原子核的半徑很小，其中的質(zhì)子之間的庫侖力很大，受到這么大的庫侖斥力卻能處于穩(wěn)定狀態(tài)，一定還有別的力把各核子緊緊地拉在一起，這種力叫做核力核力具有以下特點：(1)核力是很強的力(2)核力作用范圍很小，只在 2.01015 m 的短距離內(nèi)起作用相鄰(3)每個核子只跟它_的核子發(fā)生核力作用 2核能原子核原子核質(zhì)量虧損Emc2(1) 結(jié)合能：核子結(jié)合成_ 時放出一定的能量，_分解成核子時吸收一定的能量，這種能量叫結(jié)合能(2)質(zhì)量虧損：核子結(jié)合生成原子核，所生成的原子核的質(zhì)量比生成它的核子的總質(zhì)量要小些，這種現(xiàn)象叫做_(3)愛因斯坦質(zhì)能方程：物體的能量和質(zhì)量之間存在著密切的聯(lián)系，它們的關系是_，這就是愛因斯坦質(zhì)能方程，其另一個表達形式是Emc 2. 3獲得核能的途徑中等10較大 【 基 礎 檢 測 】 考 點 1 氫 原 子 的 能 級 躍 遷 重 點 歸 納 2光子的吸收與輻射原子從一種定態(tài)(能量為 E初)躍遷到另一種定態(tài)(能量為E末)，它輻射或吸收一定頻率的光子，光子的能量由這兩種定態(tài)的能級差決定，即hE初-E末若E初E末，則輻射光子；若E初E末，則吸收光子3氫原子能級圖：如圖13-4-3所示圖 13-4-3 典 例 剖 析例 1： (多 選 ， 2016 年 河 北 衡 水 中 學 檢 測 )氫原子能級如圖13-4-4，當氫原子從n3躍遷到n2的能級時，輻射光的波長為 656 nm，以下判斷正確的是( )圖 13-4-4 A氫原子從 n2 躍遷到 n1 的能級時，輻射光的波長大于 656 nmB用波長為 325 nm 的光照射，可使氫原子從 n1 躍遷到n2 的能級C一群處于 n3 能級上的氫原子向低能級躍遷時最多產(chǎn)生 3 種譜線D用波長為 633 nm 的光照射，不能使氫原子從 n2 躍遷到 n3 的能級 答 案 ： CD 【 考 點 練 透 】1(2015 年 天 津 六 校 聯(lián) 考 )氫原子能級的示意圖如圖13-4-5所示，大量氫原子從 n4 的能級向 n2 的能級躍遷時輻射出可見光 a，從 n3 的能級向n2 的能級躍遷時輻射出可見光 b，則( ) 圖 13-4-5 A氫原子在 n2 的能級時可吸收能量為 3.6 eV 的光子而發(fā)生電離B氫原子從 n4 的能級向 n3 的能級躍遷時輻射出光子的能量可以小于 0.66 eVCb 光比 a 光的波長短D氫原子從 n4 的能級可輻射出 5 種頻率的光子 答 案 ： A 考 點 2 核 衰 變 及 三 種 射 線 重 點 歸 納1核衰變 2三種射線的本質(zhì)和特性 典 例 剖 析例 2： (2016 年 云 南 玉 溪 第 一 中 學 期 中 )下列說法正確的是( ) 答 案 ： ACD 【 考 點 練 透 】2(2016 年 廣 西 桂 林 第 十 八 中 學 月 考 )關于天然放射性，下列說法正確的是( )A所有元素都有可能發(fā)生衰變B放射性元素的半衰期與外界的溫度無關C放射性元素與別的元素形成化合物時仍具有放射性D、和三種射線中，射線的穿透能力最強E一個原子核在一次衰變中可同時放出、和三種射線 解 析 ： 原 子 核 可 以 自 發(fā) 地 衰 變 ， 但 不 是 所 有 元 素 都 可 以 發(fā)生 衰 變 ， 選 項 A 錯 誤 ； 放 射 性 元 素 的 半 衰 期 由 原 子 核 決 定 ， 與外 界 的 溫 度 無 關 ， 選 項 B 正 確 ； 放 射 性 元 素 的 放 射 性 與 核 外 電子 無 關 ， 故 放 射 性 元 素 與 別 的 元 素 形 成 化 合 物 時 仍 具 有 放 射 性 ，選 項 C正 確 ； 、 和 三 種 射 線 中 ， 射 線 的 穿 透 能 力 最 強 ，電 離 能 力 最 弱 ， 選 項 D正 確 ； 一 個 原 子 核 在 一 次 衰 變 中 不 能 同時 放 出 、 和 三 種 射 線 ， 選 項 E 錯 誤 答 案 ： BCD 考 點 3 核 反 應 方 程 與 核 能 計 算 重 點 歸 納 2核能的計算方法(1)根據(jù)Emc2計算，計算時m的單位是“kg”，c的單位是“m/s”，E 的單位是“J”(2)根據(jù)Em931.5 MeV 計算因 1 原子質(zhì)量單位(u)相當于931.5 MeV的能量，所以計算時m的單位是“u”，E的單位是“MeV”(3)根據(jù)核子比結(jié)合能來計算核能：原子核的結(jié)合能核子比結(jié)合能核子數(shù) 典 例 剖 析 【 考 點 練 透 】解 析 ： 靜 止 的 放 射 性 原 子 核 發(fā) 生 了 衰 變 放 出 粒 子 后 ， 新 核的 速 度 與 粒 子 速 度 方 向 相 反 ， 放 出 的 粒 子 與 新 核 所 受 的 洛 倫 茲力 方 向 相 同 ， 根 據(jù) 左 手 定 則 判 斷 粒 子 與 新 核 的 電 性 關 系 ， 即 可判 斷 發(fā) 生 了 哪 種 衰 變 即 可 根 據(jù) 電 荷 數(shù) 守 恒 及 質(zhì) 量 數(shù) 守 恒 寫 出核 反 應 方 程 式 答 案 ： D