南方新高考高考物理一輪總復(fù)習(xí) 專題十三 第4講 原子結(jié)構(gòu)和原子核課件 新人教版

第4講原子結(jié)構(gòu)和原子核一、盧瑟福核式結(jié)構(gòu)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(gòu)的序幕湯姆生均勻(2)“棗糕”模型：原子是一個(gè)球體，正電荷_分布在整個(gè)球內(nèi)，電子像棗糕里的棗子那樣鑲嵌在原子里實(shí)驗(yàn)規(guī)律盧瑟福的分析_粒子仍沿原來的方向前進(jìn)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(gè)別甚至被彈回，偏轉(zhuǎn)角幾乎達(dá)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(gè)很小的范圍內(nèi)2盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型絕大多數(shù)大90空隙(1)粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置：如圖13-4-1 所示圖13-4-1(2)粒子散射實(shí)驗(yàn)規(guī)律及盧瑟福對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析(3)原子核式結(jié)構(gòu)模型在原子的中心有一個(gè)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(fù)電的電子在核外空間里繞著核_(4)原子核大小：從粒子散射實(shí)驗(yàn)的數(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(chǔ)檢測(cè)】1(2013 年福建卷)在盧瑟福粒子散射實(shí)驗(yàn)中，金箔中的原子核可以看做靜止不動(dòng)，下列各圖畫出的是其中兩個(gè)粒子經(jīng))答案：CA歷金箔散射過程的徑跡，其中正確的是(BCD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(gòu)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(shè)：量子化能量穩(wěn)定(1)軌道假設(shè)：軌道是_的，其半徑只能是某些分立的值能量輻射吸收能級(jí)差(2)定態(tài)假設(shè)：不同的軌道對(duì)應(yīng)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(shè)：原子在不同的狀態(tài)具有不同的_，從一個(gè)定態(tài)向另一個(gè)定態(tài)躍遷時(shí)要_或_一定頻率的光子，該光子的能量等于這兩個(gè)狀態(tài)的_2能級(jí)：在玻爾模型中，原子的可能狀態(tài)是_的，因此各狀態(tài)對(duì)應(yīng)的能量也是_的，這些能量值叫能級(jí)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(shí)要_光子，由基態(tài)向激發(fā)態(tài)躍遷時(shí)要_光子光子的頻率與能級(jí)的關(guān)系為_輻射吸收hEmEn【基礎(chǔ)檢測(cè)】2(多選，2014 年山東卷)氫原子能級(jí)如圖 13-4-2 所示，當(dāng)氫原子從 n3 躍遷到 n2 的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)為 656 nm.以下判斷正確的是()圖13-4-2A氫原子從 n2 躍遷到 n1 的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)大于 656 nmB用波長(zhǎng)為 325 nm 的光照射時(shí)，可使氫原子從 n1 躍遷到 n2 的能級(jí)C一群處于 n3 能級(jí)上的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多產(chǎn)生 3 種譜線D用波長(zhǎng)為 633 nm 的光照射，不能使氫原子從 n2 躍遷到 n3 的能級(jí)解析：根據(jù)氫原子的能級(jí)圖和能級(jí)躍遷規(guī)律，當(dāng)氫原子從n2 能級(jí)躍遷到 n1 的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)一定小于656nm，因此A選項(xiàng)錯(cuò)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(xiàng)錯(cuò)誤，D選項(xiàng)正確；一群處于n3能級(jí)上的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)可以產(chǎn)生3 種頻率的光子，所以C選項(xiàng)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(rèn)識(shí)到原子核也有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，揭開了人類研究原子核結(jié)構(gòu)的序幕(2)通過對(duì)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(shí)間半數(shù)快慢物理狀態(tài)化學(xué)狀態(tài)(2)意義：反映了核衰變過程的_程度，具有統(tǒng)計(jì)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(guān)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(diǎn)：(1)核力是很強(qiáng)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(gè)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(shí)放出一定的能量，_分解成核子時(shí)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(guān)系是_，這就是愛因斯坦質(zhì)能方程，其另一個(gè)表達(dá)形式是Emc2.3獲得核能的途徑中等10較大【基礎(chǔ)檢測(cè)】考點(diǎn)1 氫原子的能級(jí)躍遷重點(diǎn)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(jí)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(jí)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(xué)檢測(cè))氫原子能級(jí)如圖13-4-4，當(dāng)氫原子從n3躍遷到n2的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)為 656 nm，以下判斷正確的是()圖13-4-4A氫原子從 n2 躍遷到 n1 的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)大于 656 nmB用波長(zhǎng)為 325 nm 的光照射，可使氫原子從 n1 躍遷到n2 的能級(jí)C一群處于 n3 能級(jí)上的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多產(chǎn)生 3 種譜線D用波長(zhǎng)為 633 nm 的光照射，不能使氫原子從 n2 躍遷到 n3 的能級(jí)答案：CD【考點(diǎn)練透】1(2015 年天津六校聯(lián)考)氫原子能級(jí)的示意圖如圖13-4-5所示，大量氫原子從 n4 的能級(jí)向 n2 的能級(jí)躍遷時(shí)輻射出可見光 a，從 n3 的能級(jí)向n2 的能級(jí)躍遷時(shí)輻射出可見光 b，則()圖13-4-5A氫原子在 n2 的能級(jí)時(shí)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(jí)向 n3 的能級(jí)躍遷時(shí)輻射出光子的能量可以小于 0.66 eVCb 光比 a 光的波長(zhǎng)短D氫原子從 n4 的能級(jí)可輻射出 5 種頻率的光子答案：A考點(diǎn)2 核衰變及三種射線重點(diǎn)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(xué)期中)下列說法正確的是()答案：ACD【考點(diǎn)練透】2(2016 年廣西桂林第十八中學(xué)月考)關(guān)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(guān)C放射性元素與別的元素形成化合物時(shí)仍具有放射性D、和三種射線中，射線的穿透能力最強(qiáng)E一個(gè)原子核在一次衰變中可同時(shí)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(xiàng)A 錯(cuò)誤；放射性元素的半衰期由原子核決定，與外界的溫度無關(guān)，選項(xiàng)B 正確；放射性元素的放射性與核外電子無關(guān)，故放射性元素與別的元素形成化合物時(shí)仍具有放射性，選項(xiàng)C正確；、和三種射線中，射線的穿透能力最強(qiáng)，電離能力最弱，選項(xiàng)D正確；一個(gè)原子核在一次衰變中不能同時(shí)放出、和三種射線，選項(xiàng)E 錯(cuò)誤答案：BCD考點(diǎn)3 核反應(yīng)方程與核能計(jì)算重點(diǎn)歸納2核能的計(jì)算方法(1)根據(jù)Emc2計(jì)算，計(jì)算時(shí)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(jì)算因 1 原子質(zhì)量單位(u)相當(dāng)于931.5 MeV的能量，所以計(jì)算時(shí)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(jì)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(diǎn)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(guān)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(yīng)方程式答案：D