高考物理總復(fù)習(xí) 第12章 第1課時(shí) 原子結(jié)構(gòu) 能級(jí)課件

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1、考點(diǎn)內(nèi)容考點(diǎn)內(nèi)容要求要求考綱解讀考綱解讀氫原子光譜氫原子光譜1.核式結(jié)構(gòu)、玻爾理論、能級(jí)公核式結(jié)構(gòu)、玻爾理論、能級(jí)公式、原子躍遷條件在選做部分式、原子躍遷條件在選做部分出現(xiàn)的幾率將會(huì)增加，既可能出現(xiàn)的幾率將會(huì)增加，既可能單獨(dú)命題，也可能與其他知識(shí)單獨(dú)命題，也可能與其他知識(shí)聯(lián)合出題聯(lián)合出題2半衰期、質(zhì)能方程的應(yīng)用、半衰期、質(zhì)能方程的應(yīng)用、計(jì)算和核反應(yīng)方程的書寫是高計(jì)算和核反應(yīng)方程的書寫是高考的熱點(diǎn)問(wèn)題，試題一般以基考的熱點(diǎn)問(wèn)題，試題一般以基礎(chǔ)知識(shí)為主，較簡(jiǎn)單礎(chǔ)知識(shí)為主，較簡(jiǎn)單3波粒二象性部分的重點(diǎn)內(nèi)容波粒二象性部分的重點(diǎn)內(nèi)容是光電效應(yīng)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)規(guī)律和是光電效應(yīng)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)規(guī)律和光電效應(yīng)方程，光的波

2、粒二象光電效應(yīng)方程，光的波粒二象性和德布羅意波是理解的難性和德布羅意波是理解的難點(diǎn)點(diǎn)氫原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)、能級(jí)公式氫原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)、能級(jí)公式原子核的組成、放射性、原子核的原子核的組成、放射性、原子核的衰變、半衰期衰變、半衰期放射性同位素放射性同位素核力、核反應(yīng)方程核力、核反應(yīng)方程結(jié)合能、質(zhì)量虧損結(jié)合能、質(zhì)量虧損裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)、裂變反應(yīng)堆裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)、裂變反應(yīng)堆射線的危害和防護(hù)射線的危害和防護(hù)光電效應(yīng)光電效應(yīng)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程第1課時(shí)原子結(jié)構(gòu)能級(jí) 【導(dǎo)學(xué)目標(biāo)】 1.理解玻爾理論對(duì)氫原子光譜的解釋.2.掌握氫原子的能級(jí)公式并能靈活應(yīng)用，會(huì)用氫原子能級(jí)圖求解原子的能級(jí)躍遷

3、問(wèn)題 一、原子的核式結(jié)構(gòu)模型 基礎(chǔ)導(dǎo)引 判斷下列說(shuō)法的正誤： (1)湯姆孫首先發(fā)現(xiàn)了電子，并測(cè)定了電子電荷量，且提出了“棗糕”式原子模型() (2)盧瑟福做粒子散射實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)粒子絕大多數(shù)穿過(guò)，只有少數(shù)發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)() (3)粒子散射實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了原子的正電荷和絕大部分質(zhì)量集中在一個(gè)很小的核上() (4)盧瑟福提出了原子“核式結(jié)構(gòu)”模型，并解釋了粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的原因() 【答案】(1)(2)(3)(4) (1)粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果 絕大多數(shù)粒子穿過(guò)金箔后，基本上仍沿原來(lái)的方向前進(jìn)，但_粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，_粒子的偏轉(zhuǎn)超過(guò)了90，有的甚至被撞了回來(lái)，如圖1所示 (2)盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型 在

4、原子的中心有一個(gè)很小的核，叫_，原子的所有正電荷和幾乎_都集中在原子核里，帶負(fù)電的_在核外繞核旋轉(zhuǎn) (3)原子核的尺度：原子核直徑的數(shù)量級(jí)為_(kāi)m，原子直徑的數(shù)量級(jí)約為_(kāi)m.少數(shù)少數(shù)極少數(shù)極少數(shù)原子核原子核所有質(zhì)量所有質(zhì)量電子電子10151010 二、氫原子光譜 基礎(chǔ)導(dǎo)引 對(duì)原子光譜，下列說(shuō)法不正確的是() A原子光譜是不連續(xù)的 B由于原子都是由原子核和電子組成的，所以各種原子的原子光譜是相同的 C各種原子的原子結(jié)構(gòu)不同，所以各種原子的原子光譜也不相同 D分析物質(zhì)發(fā)光的光譜，可以鑒別物質(zhì)中含哪些元素 【答案】B 【解析】原子光譜為線狀譜，A正確；各種原子都有自己的特征譜線，故B錯(cuò)、C對(duì)；根據(jù)各種

5、原子的特征譜線進(jìn)行光譜分析可鑒別物質(zhì)組成，D正確 知識(shí)梳理 1線狀譜、連續(xù)譜、吸收譜的產(chǎn)生 (1)線狀譜：由稀薄氣體或金屬蒸氣所發(fā)出的光譜為線狀光譜，不同元素的譜線不同，又稱為原子的特征譜線 (2)連續(xù)譜：由熾熱固體、液體及高壓氣體發(fā)光所發(fā)射的光譜均為連續(xù)光譜 (3)吸收譜：連續(xù)光譜中某波長(zhǎng)的光波被吸收后出現(xiàn)的暗線太陽(yáng)光譜就是典型的吸收光譜 2光譜分析：利用每種原子都有自己的特征譜線可以用來(lái)鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的組成成分，且靈敏度很高在發(fā)現(xiàn)和鑒別化學(xué)元素上有著重大的意義 特別提醒1.光譜的分類 三、玻爾原子模型、能級(jí) 基礎(chǔ)導(dǎo)引 玻爾在他提出的原子模型中所作的假設(shè)有_ 原子處在具有一定能量的定態(tài)中

6、，雖然電子繞核運(yùn)動(dòng)，但不向外輻射能量 原子的不同能量狀態(tài)與電子沿不同的圓軌道繞核運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)，而電子的可能軌道的分布是不連續(xù)的 電子從一個(gè)軌道躍遷到另一個(gè)軌道時(shí)，輻射(或吸收)一定頻率的光子 電子躍遷時(shí)輻射的光子的頻率等于電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)的頻率 知識(shí)梳理 1玻爾原子模型 (1)軌道假設(shè)：原子中的電子在庫(kù)侖引力的作用下，繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)，電子繞核運(yùn)動(dòng)的可能軌道是_的 (2)定態(tài)假設(shè)：電子在不同的軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，原子處于不同的狀態(tài)，因而具有不同的能量，即原子的能量是_的這些具有確定能量的穩(wěn)定狀態(tài)稱為定態(tài)，在各個(gè)定態(tài)中，原子是_的，不向外輻射能量 (3)躍遷假設(shè)：原子從一個(gè)能量狀態(tài)向另一個(gè)能量狀態(tài)躍

7、遷時(shí)要_或_一定頻率的光子，光子的能量等于兩個(gè)狀態(tài)的_不連續(xù)不連續(xù)不連續(xù)不連續(xù)穩(wěn)定穩(wěn)定吸收吸收放出放出能量差能量差 2能級(jí)：在玻爾理論中，原子各個(gè)可能狀態(tài)的_叫能級(jí) 3基態(tài)和激發(fā)態(tài)：原子能量_的狀態(tài)叫基態(tài)，其他能量(相對(duì)于基態(tài))較高的狀態(tài)叫激發(fā)態(tài) 4量子數(shù)：現(xiàn)代物理學(xué)認(rèn)為原子的可能狀態(tài)是_的，各狀態(tài)可用正整數(shù)1,2,3，表示，叫作量子數(shù)，一般用n表示能量值能量值最低最低不連續(xù)不連續(xù) 5氫原子的能級(jí)和軌道半徑 (1)氫原子半徑公式 rn_r1(n1,2,3，)，其中r1為基態(tài)半徑，也稱為玻爾半徑，r1_m. (2)氫原子能級(jí)公式 En_E1(n1,2,3，)，其中E1為氫原子基態(tài)的能量值，E1_

8、 eV.n20.53101013.6 例1(1)盧瑟福和他的助手做粒子轟擊金箔實(shí)驗(yàn)，獲得了重要發(fā)現(xiàn)，關(guān)于粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，下列說(shuō)法正確的是() A證明了質(zhì)子的存在 B證明了原子核是由質(zhì)子和中子組成的 C證明了原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在一個(gè)很小的核里 D說(shuō)明了原子中的電子只能在某些軌道上運(yùn)動(dòng)考點(diǎn)一原子結(jié)構(gòu)與考點(diǎn)一原子結(jié)構(gòu)與粒子散射實(shí)驗(yàn)粒子散射實(shí)驗(yàn) 跟蹤訓(xùn)練1在盧瑟福進(jìn)行的粒子散射實(shí)驗(yàn)中，少數(shù)粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的原因是() A正電荷在原子中是均勻分布的 B原子的正電荷和絕大部分質(zhì)量集中在一個(gè)很小的核上 C原子中存在著帶負(fù)電的電子 D原子核中有中子存在 【答案】B 【解析】粒子散射實(shí)驗(yàn)

9、證明了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，盧瑟福認(rèn)為只有原子的幾乎全部質(zhì)量和正電荷都集中在原子中心的一個(gè)很小的區(qū)域，才有可能使粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)B正確 【考點(diǎn)解讀】 1氫原子的能級(jí)圖(如圖2所示)考點(diǎn)二氫原子能級(jí)圖及原子躍遷問(wèn)題考點(diǎn)二氫原子能級(jí)圖及原子躍遷問(wèn)題 (1)能級(jí)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“13.6，3.40，”表示氫原子的能級(jí) (3)相鄰橫線間的距離，表示相鄰的能級(jí)差，量子數(shù)越大，相鄰的能級(jí)差越小 (4)帶箭頭的豎線表示原子由較高能級(jí)向較低能級(jí)躍遷，原子躍遷條件為：hEmEn. 特別提醒能級(jí)越高，量子數(shù)越大，軌道半徑越大，

10、電子的動(dòng)能越小，但原子的能量肯定隨能級(jí)的升高而變大 (3)原子躍遷條件hEmEn只適用于光子和原子作用而使原子在各定態(tài)之間躍遷的情況對(duì)于光子和原子作用而使原子電離時(shí)，只要入射光的能量E13.6 eV，原子就能吸收對(duì)于實(shí)物粒子與原子作用使原子激發(fā)時(shí)，粒子能量大于或等于能級(jí)差即可 A大量處在n3能級(jí)的氫原子向n2能級(jí)躍遷時(shí)，發(fā)出的光是紫外線 B大量處在n4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷過(guò)程中會(huì)發(fā)出紅外線 C大量處在n4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，最容易表現(xiàn)出衍射現(xiàn)象的是由n4向n3能級(jí)躍遷輻射出的光子 D用能量為10.3 eV的電子轟擊，可以使基態(tài)的氫原子受激發(fā) 解析從n3躍遷到n2，能量差為1.89

11、eV，屬于可見(jiàn)光，則A錯(cuò)；從n4躍遷到n3，能量差小于1.61 eV，會(huì)發(fā)出紅外線，則B對(duì)；從n4躍遷到低能級(jí)，到n3時(shí)能量差最小，輻射出光子的波長(zhǎng)最大，波動(dòng)性最明顯，則C對(duì)；用10.3 eV 的電子轟擊，部分動(dòng)能被基態(tài)氫原子吸收使基態(tài)的氫原子受激發(fā)，則D對(duì) 答案A 跟蹤訓(xùn)練2某光電管的陰極為金屬鉀制成的，它的逸出功為2.21 eV，如圖4是氫原子的能級(jí)圖，一群處于n4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，輻射的光照射到該光電管的陰極上，這束光中能使金屬鉀發(fā)生光電效應(yīng)的光譜線條數(shù)是() A2條B4條 C5條D6條 【答案】B 例3氫原子的核外電子從距原子核較近的軌道躍遷到距原子核較遠(yuǎn)的軌道的過(guò)程中()

12、A原子要吸收光子，原子的電勢(shì)能增大，原子的能量增大 B原子要放出光子，原子的電勢(shì)能減小，原子的能量也減小 C原子要吸收光子，電子的動(dòng)能增大，原子的電勢(shì)能減小 D原子要吸收光子，電子的動(dòng)能減小，原子的電勢(shì)能增大 解析電子從距原子核較近的軌道躍遷到較遠(yuǎn)的軌道，要吸收光子，原子勢(shì)能和原子能量增大，庫(kù)侖力提供向心力，軌道越高，運(yùn)動(dòng)速度越小，動(dòng)能就越小正確選項(xiàng)為AD. 命題意圖本題考查原子能級(jí)變化及相關(guān)問(wèn)題，意在考查學(xué)生對(duì)原子能級(jí)變化時(shí)，吸收光子、電子動(dòng)能與原子電勢(shì)能變化的分析 答案AD 跟蹤訓(xùn)練3如圖5所示，在氫原子能級(jí)圖中，氫原子從各個(gè)較高能級(jí)躍遷至同一較低能級(jí)時(shí)，會(huì)發(fā)出一系列光譜線，形成譜線系，分

13、別稱為賴曼線系，巴爾末線系，帕邢線系、布喇開(kāi)線系等在同一譜線系中，下列說(shuō)法正確的是() A每一躍遷都會(huì)釋放出一個(gè)電子，使原子變?yōu)殡x子 B各種躍遷都會(huì)釋放出不同能量的光子 C各條譜線具有相同的頻率 D躍遷后原子的能級(jí)是相同的 【答案】BD 【解析】本題考查氫原子光譜的相關(guān)知識(shí)，意在考查考生對(duì)能級(jí)躍遷的理解 例4已知?dú)湓踊鶓B(tài)的能量是E1.一群處于n4能級(jí)的氫原子自發(fā)躍遷，能釋放6種光子，求其中頻率最小的光子的能量19.19.不明確玻爾理論中能級(jí)值的意義不明確玻爾理論中能級(jí)值的意義 方法提煉(1)氫原子核外電子處于無(wú)窮遠(yuǎn)處時(shí)的能量最高(E0)，處于基態(tài)時(shí)能量最低為E113.6 eV，處于基態(tài)的氫原子吸收光子后躍遷到能量較高的激發(fā)態(tài)，所以處于較高激發(fā)態(tài)上的能級(jí)值大于基態(tài)，但都為負(fù)值. (2)對(duì)于氫原子在躍遷時(shí)輻射和吸收光子的頻率或波長(zhǎng)的計(jì)算，首先由能級(jí)的高低或軌道半徑的大小確定是吸收還是放出光子，然后由玻爾理論EmEnh，求.