原子结构 玻尔理论.ppt
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- 原子结构 理论
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1、第2节 原子结构 玻尔 理论 -2- 知识梳理 考点自诊 一、原子结构 1.电子的发现 英国物理学家汤姆孙在研究阴极射线时发现了 电子 ,提出了 原子的“枣糕模型”。 2.原子的核式结构 (1)英籍物理学家 卢瑟福 进行了粒子散射实验,提出了核式结 构模型。 -3- 知识梳理 考点自诊 (2)粒子散射实验的结果:绝大多数粒子穿过金箔后,基本上仍 沿原来的方向前进,但有少数粒子发生了 大角度偏转 ,偏转的 角度甚至 大于90 ,也就是说它们几乎被“撞了回来”,如图所 示。 粒子散射实验图象 (3)原子的核式结构模型:原子中带正电部分的体积 很小 ,但几 乎占有全部 质量 ,电子在正电体的外面运动
2、。 -4- 知识梳理 考点自诊 二、氢原子光谱、玻尔理论 1.光谱:用光栅或棱镜可以把光按波长展开,获得光的 波长 (频 率)和强度分布的记录,即光谱。 2.光谱分类 3.氢原子光谱的实验规律 巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线,其波长公式1 =R 1 22 - 1 2 (n=3,4,5,),R 是里德伯常量,R=1.1010 7 m -1 ,n 为量子数。 -5- 知识梳理 考点自诊 4.光谱分析:利用每种原子都有自己的 线状 谱线,可以用来鉴 别物质和确定物质的组成成分,且灵敏度很高,在发现和鉴别化学 元素上有着重大的意义。 -6- 知识梳理 考点自诊 三、氢原子的能级结构、能级公式
3、1.定态:原子只能处于一系列 不连续 的能量状态中,在这些能 量状态中原子是 稳定 的,电子虽然绕核运动,但并不向外辐射能 量。 2.跃迁:原子从一种定态跃迁到另一种定态时,它 辐射 或 吸收 一定频率的光子,光子的能量由这两个定态的能量差决定,即h= Em-En 。(h是普朗克常量,h=6.62610-34 J s) 3.轨道:原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动 相对应。原子的定态是不连续的,因此电子的可能轨道也是 不连 续 的。 -7- 知识梳理 考点自诊 4.氢原子的能级、能级公式 (1)氢原子的能级图(如图所示) -8- 知识梳理 考点自诊 (2)氢原子的能级和轨道半径
4、氢原子的能级公式:En= 1 2E1(n=1,2,3,),其中 E1为基态能量,其数值为E1=-13.6 eV。 氢原子的轨道半径公式:rn=n2r1(n=1,2,3,),其中r1为基态半径, 又称玻尔半径,其数值为r1=0.5310-10 m。 5.电离 电离态:n=,E=0 基态电离态:E吸=0-(-13.6 eV)=13.6 eV电离能。 n=2电离态:E吸=0-E2=3.4 eV 如吸收能量足够大,克服电离能后,获得自由的电子还携带动能。 -9- 知识梳理 考点自诊 1.在卢瑟福粒子散射实验中,有少数粒子发生了大角度偏转,其原 因是( ) A.原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的
5、核上 B.正电荷在原子内是均匀分布的 C.原子中存在着带负电的电子 D.原子只能处于一系列不连续的能量状态中 答案 解析 解析 关闭 卢瑟福粒子散射实验中使卢瑟福感到惊奇的就是粒子发生了较大角度 的偏转,这是由于粒子带正电,而原子核极小,且原子核带正电,A正确,B错 误。粒子能接近原子核的机会很小,大多数粒子都从核外的空间穿过, 而与电子碰撞时如同子弹碰到尘埃一样,运动方向不会发生改变,C、D的 说法没错,但与题意不符。 答案 解析 关闭 A -10- 知识梳理 考点自诊 2.(多选)(2017 江苏南京鼓楼区期末)右图为卢瑟福和他的同事们做 粒子散射实验装置的示意图,荧光屏和显微镜一起分别放
6、在图中 的A、B、C、D四个位置时所观察到的现象,下述说法正确的是 ( ) A.放在A位置时,相同时间内观察到屏上的闪光次数最多 B.放在B位置时,相同时间内观察到屏上的闪光次数只比A位置时稍 少些 C.放在C、D位置时,屏上观察不到闪光 D.放在D位置时,屏上仍能观察到一些闪光,但次数极少 答案 解析 解析 关闭 根据粒子散射实验,绝大多数粒子沿原方向前进,少数粒子发生较大偏 转,所以A、D正确。 答案 解析 关闭 AD -11- 知识梳理 考点自诊 3.一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级,该氢原子( ) A.放出光子,能量增加 B.放出光子,能量减少 C.吸收光子,能量增加 D.吸收光
7、子,能量减少 答案 解析 解析 关闭 氢原子从高能级向低能级跃迁时,放出光子,能量减少,故选项B正确,选项 A、C、D错误。 答案 解析 关闭 B -12- 知识梳理 考点自诊 4.右图为氢原子的能级示意图,其中E1为基态,若氢原子A处于激发 态E2,氢原子B处于激发态E3,则下列说法正确的是( ) A.原子A可能辐射出3种频率的光子 B.原子B可能辐射出3种频率的光子 C.原子A能够吸收原子B发出的光子 并跃迁到能级E4 D.原子B能够吸收原子A发出的光子 并跃迁到能级E4 答案 解析 解析 关闭 原子A从激发态E2跃迁到E1,只辐射一种频率的光子,A错误;原子B从激发 态E3跃迁到基态E1
8、可能辐射三种频率的光子,B正确;由原子能级跃迁理论 可知,原子A可能吸收原子B由E3跃迁到E2时放出的光子并跃迁到E3,但不 能跃迁到E4,C错误;A原子发出的光子能量E=E2-E1大于E=E4-E3,故原 子B不可能吸收A原子发出的光子能量,也就不能跃迁到能级E4,D错误。 答案 解析 关闭 B -13- 命题点一 命题点二 原子的核式结构原子的核式结构 1.粒子散射实验 (1)粒子散射实验装置 (2)粒子散射实验的结果:绝大多数粒子穿过金箔后基本上仍 沿原来的方向前进,但少数粒子穿过金箔后发生了大角度偏转,极 少数粒子甚至被“撞了回来”。 -14- 命题点一 命题点二 2.原子的核式结构模
9、型 (1)粒子散射实验结果分析 核外电子不会使粒子的速度发生明显改变。 汤姆孙模型不能解释粒子的大角度散射。 绝大多数粒子沿直线穿过金箔,说明原子中绝大部分是空的; 少数粒子发生较大角度偏转,反映了原子内部集中存在着对粒子 有斥力的正电荷;极少数粒子甚至被“撞了回来”,反映了个别粒 子正对着质量比粒子大得多的物体运动时,受到该物体很大的斥 力作用。 (2)核式结构模型的局限性 卢瑟福的原子核式结构模型能够很好地解释粒子散射实验现 象,但不能解释原子光谱是特征光谱和原子的稳定性。 -15- 命题点一 命题点二 例1(2017 上海理工大附中期中)如图所示为卢瑟福粒子散射实 验装置的示意图,图中的
10、显微镜可在圆周轨道上转动,通过显微镜 前相连的荧光屏可观察粒子在各个角度的散射情况。下列说法 正确的是( ) A.在图中的A、B两位置分别进行观察,相同时间内观察到屏上的 闪光次数一样多 B.在图中的B位置进行观察,屏上观察不到任何闪光 C.卢瑟福选用不同金属箔片作为粒子散射的靶,观察到的实验 结果基本相似 D.粒子发生散射的主要原因是粒子撞击到金原子后产生的反 弹 答案 解析 解析 关闭 放在A位置时,相同时间内观察到屏上的闪光次数应最多,说明大多数射线 基本不偏折,可知金箔原子内部很空旷,故A错误;放在B位置时,相同时间 内观察到屏上的闪光次数较少,说明较少射线发生偏折,可知原子内部带 正
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