原子結(jié)構(gòu)原子核

原子結(jié)構(gòu)原子核知識呈現(xiàn)：一原子的核式結(jié)構(gòu)1電子的發(fā)現(xiàn)：1897年，英國物理學家湯姆生通過對陰極射線的研究發(fā)現(xiàn)了電子2原子的核式結(jié)構(gòu)盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型在原子的中心有一個很小的核，叫原子核，原子的所有正電荷和幾乎所有質(zhì)量都集中在原子核里，帶負電的電子在核外繞核旋轉(zhuǎn)3. 原子核的組成：原子核是由質(zhì)子和中子組成的，原子核的電荷數(shù)等于核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)二氫原子光譜1.玻爾理論定態(tài)：原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些能量狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，電子雖然繞核運動，但并不向外輻射能量躍遷：原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時，它輻射或吸收一定頻率的光子，光子的能量由這兩個定態(tài)的能量差決定，即hEmEn.(h是普朗克常量，h6.631034 Js)軌道：原子的不同能量狀態(tài)跟電子在不同的圓周軌道繞核運動相對應原子的定態(tài)是不連續(xù)的，因此電子的可能軌道也是不連續(xù)的2氫原子的能級、能級公式(1)氫原子的能級：能級圖如圖所示(2)氫原子的能級和軌道半徑氫原子的能級公式：EnE1(n1，2，3，)，其中E1為基態(tài)能量，其數(shù)值為E113.6 eV.氫原子的半徑公式：rnn2r1(n1，2，3，)，其中r1為基態(tài)半徑，又稱玻爾半徑，其數(shù)值為r10.531010 m.總結(jié)：認識原子結(jié)構(gòu)的線索氣體放電的研究陰極射線發(fā)現(xiàn)電子湯姆孫的“棗糕”模型盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型玻爾模型3氫原子躍遷時電子動能、電勢能與原子能量的變化(1)原子能量：EnEknEpn，隨n增大而增大，其中E113.6 eV.(2)電子動能：電子繞氫原子核運動時靜電力提供向心力，即km，所以Eknk，隨r增大而減小(3)電勢能通過庫侖力做功判斷電勢能的增減當軌道半徑減小時，庫侖力做正功，電勢能減??；反之，軌道半徑增大時，電勢能增加4記住一些結(jié)論(1)一群氫原子處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)時可能輻射的光譜條數(shù)為N.(2)只有光子能量恰好等于躍遷所需的能量(hEmEn)時，光子才被吸收(3)入射光子能量大于電離能(hEEn) 時，光子一定能被原子吸收并使之電離，剩余能量為自由電子的動能三天然放射現(xiàn)象、三種射線1天然放射現(xiàn)象：放射性元素自發(fā)地發(fā)出射線的現(xiàn)象，首先由貝可勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，說明原子核具有復雜的結(jié)構(gòu)2三種射線的比較 射線名稱比較項目射線射線射線組成高速氦核流高速電子流光子流(高頻電磁波)帶電量2ee0質(zhì)量4mp mp1671027 kg靜止質(zhì)量為零符號Hee速度0.1c0.99cc垂直電磁場偏轉(zhuǎn)情況偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)不偏轉(zhuǎn)貫穿本領(lǐng)最弱用一張薄紙能擋住較強穿透幾厘米厚的鋁板最強穿透幾厘米厚的鉛板對空氣的電離作用很強較弱很弱在空氣中的徑跡粗、短、直細、較長、曲折最長通過膠片感光感光感光3.原子核的衰變(1)原子核放出粒子或粒子，變成另一種原子核的變化稱為原子核的衰變(2)分類衰變：XYHe衰變：XYe(3)半衰期：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間半衰期由核內(nèi)部本身的因素決定，跟原子所處的物理或化學狀態(tài)無關(guān)四結(jié)合能、質(zhì)量虧損1核能核子結(jié)合為原子核時釋放的能量或原子核分解為核子時吸收的能量，叫做原子核的結(jié)合能，亦稱核能2質(zhì)能方程、質(zhì)量虧損愛因斯坦質(zhì)能方程Emc2，原子核的質(zhì)量必然比組成它的核子的質(zhì)量和要小m，這就是質(zhì)量虧損由質(zhì)量虧損可求出釋放的核能Emc2五核反應的四種類型類型可控性核反應方程典例衰變衰變自發(fā)UThHe衰變自發(fā)ThPae人工轉(zhuǎn)變?nèi)斯た刂芅HeOH(盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子)HeBeCn(查德威克發(fā)現(xiàn)中子)AlHePn約里奧居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素，同時發(fā)現(xiàn)正電子PSie重核裂變比較容易進行人工控制UnBaKr3nUnXeSr10n輕核聚變HHHen模型一 能級躍遷問題1.如圖所示，氫原子從n>2的某一能級躍遷到n2的能級，輻射出能量為2.55 eV的光子問：(1)最少要給基態(tài)的氫原子提供多少電子伏特的能量，才能使它輻射上述能量的光子？(2)請在圖中畫出獲得該能量后的氫原子可能的輻射躍遷圖2.圖所示為氫原子的四個能級，其中E1為基態(tài)，若氫原子A處于激發(fā)態(tài)E2，氫原子B處于激發(fā)態(tài)E3，則下列說法正確的是()A原子A可能輻射出3種頻率的光子B原子B可能輻射出3種頻率的光子C原子A能夠吸收原子B發(fā)出的光子并躍遷到能級E4D原子B能夠吸收原子A發(fā)出的光子并躍遷到能級E43.用頻率為0的光照射大量處于基態(tài)的氫原子，在所發(fā)射的光譜中僅能觀測到頻率分別為1、2、3的三條譜線，且3>2>1，則()A0<1 B321 C0123 D.4.氫原子部分能級的示意圖如圖所示不同色光的光子能量如下表所示.色光紅橙黃綠藍靛紫光子能量范圍(eV)1.612002.002072.072142.142532.532762.76310處于某激發(fā)態(tài)的氫原子，發(fā)射的光的譜線在可見光范圍內(nèi)僅有2條，其顏色分別為()A紅、藍靛 B黃、綠 C紅、紫 D藍靛、紫5.氫原子從能級m躍遷到能級n時輻射紅光的頻率為1，從能級n躍遷到能級k時吸收紫光的頻率為2，已知普朗克常量為h，若氫原子從能級k躍遷到能級m，則()A吸收光子的能量為h1h2B輻射光子的能量為h1h2C吸收光子的能量為h2h1D輻射光子的能量為h2h16.已知氫原子的基態(tài)能量為E1，激發(fā)態(tài)能量En，其中n2，3，.且h表示普朗克常量，c表示真空中的光速能使氫原子從第一激發(fā)態(tài)電離的光子的最大波長為()A B C D7.在光電效應實驗中，某金屬的截止頻率相應的波長為0，該金屬的逸出功為_若用波長為(<0)單色光做實驗，則其截止電壓為_已知電子的電荷量，真空中的光速和普朗克常量分別為e，c和h.模型二 核能的計算和核反應方程8.裂變反應是目前核能利用中常用的反應，以原子核U為燃料的反應堆中，當U俘獲一個慢中子后發(fā)生裂變反應可以有多種方式，其中一種可表示為()UnXeSr3n235043 91.008 7138.917 893.915 4反應方程下方的數(shù)字是中子及有關(guān)原子的靜止質(zhì)量(以原子質(zhì)量單位u為單位)已知1 u的質(zhì)量對應的能量為9.3102 MeV，此裂變反應釋放出的能量是_MeV.9.(1)太陽能來源于輕核的聚變，太陽中存在的主要元素是氫，氫核的聚變反應可以看作是4個氫核(H)結(jié)合成1個氦核(He)下表中列出了部分粒子的質(zhì)量.粒子名稱質(zhì)子p粒子電子e中子n質(zhì)量/u1.007 34.001 50.000 551.008 7以下說法中正確的是()A核反應方程為4HHe2eB核反應方程為4HHe2eC4個氫核結(jié)合成1個氦核時的質(zhì)量虧損約為0.026 6 uD聚變反應過程中釋放的能量約為24.8 MeV(2)一個氘核(H)和一個氚核(H)結(jié)合成一個氦核并放出一個中子時，質(zhì)量虧損為m，已知阿伏加德羅常數(shù)為NA，真空中的光速為c，若1 mol氘和1 mol 氚完全發(fā)生上述核反應，則在核反應中釋放的能量為_ANAmc2 B2NAmc2 C.NAmc2 D5NAmc2