專題二 原子結(jié)構(gòu),負(fù),電場,磁場,負(fù),-1.610-19 C,大多數(shù),極少數(shù),少數(shù),反彈,庫侖斥,電勢能,動能,不變,原子核,核外電子,發(fā)射光譜,吸收光譜,定態(tài),躍遷,一、盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型 盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型建立在粒子散射實驗的基礎(chǔ)上,主要從以下兩方面進(jìn)行考查:,1.粒子散射實驗的考查: 主要是對散射實驗裝置(包括對儀器作用的簡單描述)、實驗現(xiàn)象、實驗現(xiàn)象的分析和結(jié)論以及實驗意義的考查,正確解答這類問題需要在學(xué)習(xí)過程中模擬物理情景,理解分析實驗現(xiàn)象,并進(jìn)行歸納、記憶。,2.盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型的考查: 主要是對核式結(jié)構(gòu)內(nèi)容的描述和理解,并且知道原子是由原子核和核外電子組成的。,【典例1】(多選)關(guān)于粒子散射實驗現(xiàn)象的分析,下列說法正確的是() A.絕大多數(shù)粒子沿原方向運(yùn)動,說明正電荷在原子內(nèi)均勻分布,是粒子受力平衡的結(jié)果 B.絕大多數(shù)粒子沿原方向運(yùn)動,說明這些粒子未受到明顯的力的作用,說明原子是“中空”的,C.極少數(shù)粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn),說明在原子內(nèi)部質(zhì)量和電荷量比粒子大得多的粒子的分布空間很小 D.極少數(shù)粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn),說明原子內(nèi)的電子對粒子的吸引力很大,【正確解答】選B、C。在粒子散射實驗中,絕大多數(shù)粒子沿原方向運(yùn)動,說明粒子未受到原子核明顯的力的作用,也說明原子核相對原子來講很小,原子內(nèi)大部分空間是空的,故A錯,B對;極少數(shù)粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn),說明粒子受到原子核明顯的力的作用的空間在原子內(nèi)很小;粒子偏轉(zhuǎn),而原子核未動,說明原子核的質(zhì)量和電荷量遠(yuǎn)大于粒子的質(zhì)量和電荷量,電子的質(zhì)量遠(yuǎn)小于粒子的質(zhì)量,粒子打在電子上,不會有明顯偏轉(zhuǎn),故C對,D錯。,【變式訓(xùn)練】 (多選)盧瑟福的粒子散射實驗說明了() A.原子內(nèi)的正電荷全部集中在原子核里 B.原子內(nèi)的正電荷均勻分布在它的全部體積上 C.原子內(nèi)的正負(fù)電荷是一對一整齊排列的 D.原子幾乎全部的質(zhì)量都集中在原子核里,【解析】選A、D。根據(jù)對盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型的內(nèi)容分析可知,選項B、C錯誤,選項A、D正確。,二、玻爾理論 1.基本內(nèi)容: (1)原子的能量是量子化的,En= E1(n=1,2,3En為動 能、電勢能之和)。 (2)電子的軌道是量子化的,rn=n2r1(n=1,2,3)。 (3)能級躍遷時輻射或吸收光子的能量h=En-Em (nm)。,2.考查內(nèi)容: (1)原子躍遷:電勢能與動能的變化情況 n增大時,電子的動能減小而電勢能增加,總能量增加。反之,電子的動能增大而電勢能減少,總能量減少。 (2)氫原子光譜的說明。,(3)氫原子的能級結(jié)構(gòu)、能級公式。 (4)氫原子能級圖的應(yīng)用。 (5)氫原子的輻射和吸收理論。,【典例2】有一群氫原子處于量子數(shù)n=4的激發(fā)態(tài)中, (1)能發(fā)出幾條光譜線?其中最高頻率、最低頻率各為多少? (2)若有一個氫原子處于量子數(shù)n=4的激發(fā)態(tài),則它最多能發(fā)出幾種頻率的光子?,【正確解答】(1)一群氫原子向低能級躍遷時,各種躍 遷方式都會發(fā)生,即可以從n=4的激發(fā)態(tài)到n=3、n=2、 n=1的各能級;再從n=3的激發(fā)態(tài)到n=2、n=1的各能級; 再從n=2的激發(fā)態(tài)到n=1的基態(tài),故有N= =6種頻 率的光子產(chǎn)生。圖為躍遷示意圖。,最高頻率的光子滿足 h1=-0.85eV-(-13.6eV)=12.75eV=2.0410-18J, 1=3.11015Hz。 最低頻率的光子滿足 h2=-0.85eV-(-1.51eV)=0.66eV=1.05610-19J, 2=1.61014Hz。,(2)任意一群氫原子和一個氫原子躍遷的差別,前者各種躍遷途徑均會產(chǎn)生,后者只能以某一種途徑進(jìn)行躍遷。一個氫原子向較低能級躍遷最多有三種頻率的光子,因為它從n=4的能級躍遷至n=3時就一定不存在由n=4的能級直接躍遷至n=1的能級的可能性。 答案:(1)6種3.11015Hz1.61014Hz(2)3種,【變式訓(xùn)練】 一個容器中有2g氫氣,假設(shè)所有氫原子均處于第5能級,在向低能級躍遷時,求: (1)一共能輻射幾種光子? (2)若阿伏加德羅常數(shù)用NA表示,當(dāng)所有氫原子都躍遷到基態(tài)時,輻射的光子總數(shù)為多少?(同等情況下,各種躍遷方式的概率都相同),【解析】(1)輻射的光子種類N= =10種。 (2)2g氫氣共含有2NA個氫原子,如圖所示,處于第5能級時,有4種躍遷方式,每種躍遷方式各放出 2NA= NA個光子; 處于第4能級的原子數(shù)為 NA,有3種躍遷方式,各放出 NA= NA個光子; 處于第3能級的原子數(shù)為 NA+ NA= NA,有兩種躍遷方 式,各放出 NA= NA個光子;,處于第2能級的原子數(shù)為 NA+ NA+ NA=NA,只有一種 躍遷方式,放出NA個光子; 放出的光子總數(shù)為N總=4 NA+3 NA+2 NA+NA= NA。 答案:(1)10種(2) NA,