創(chuàng)新方案原子結(jié)構(gòu)與原子核-完整版PPT

1、一、原子結(jié)構(gòu)1原子的核式結(jié)構(gòu)(1)19091911年，英國物理學(xué)家 進(jìn)行了粒子散射實(shí)驗(yàn)，提出了核式結(jié)構(gòu)模型(2)粒子散射實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)裝置：如圖1231所示盧瑟福圖1231實(shí)驗(yàn)結(jié)果：粒子穿過金箔后，絕大多數(shù)沿 前進(jìn)，少數(shù)發(fā)生 偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)偏轉(zhuǎn)角度大于90，甚至被彈回(3)核式結(jié)構(gòu)模型：原子中心有一個(gè)很小的 ，叫做原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的 在核外空間繞核旋轉(zhuǎn)原方向較大角度核電子特別提醒氫光譜是線狀的、不連續(xù)的，波長(zhǎng)只能是分立的值3玻爾的原子模型(1)玻爾理論軌道假設(shè)：原子中的電子在庫侖引力的作用下，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 的定態(tài)假設(shè)：電子在

2、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，不向外輻射能量不連續(xù)不連續(xù)穩(wěn)定躍遷假設(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 ，即h .放出吸收能量差EmEn13.60.53二、原子核1原子核的組成(1)原子核由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子(2)原子核的核電荷數(shù)質(zhì)子數(shù)，原子核的質(zhì)量數(shù)質(zhì)子數(shù)中子數(shù)，質(zhì)子和中子都為一個(gè)單位質(zhì)量(3)同位素：具有相同質(zhì)子數(shù)、不同中子數(shù)的原子同位素在元素周期表中的位置相同，因而具有相同的化學(xué)性質(zhì)有些同位素具有放射性，叫

3、做放射性同位素2原子核的衰變(1)衰變和衰變的比較3核力與核能(1)核力含義：原子核里的 間存在互相作用的核力，核力把核子緊緊地束縛在核內(nèi)，形成穩(wěn)定的原子核特點(diǎn)a核力是 相互作用的一種表現(xiàn)b核力是短程力，作用范圍在1.51015 m之內(nèi)c每個(gè)核子只跟鄰近的核子發(fā)生核力作用核子強(qiáng)(2)核能結(jié)合能：把構(gòu)成原子核的結(jié)合在一起的 分開所需的能量質(zhì)能方程：一定的能量和一定的質(zhì)量相聯(lián)系，物體的總能量和它的質(zhì)量成正比，即E .核子在結(jié)合成原子核時(shí)出現(xiàn)質(zhì)量虧損m，其能量也要相應(yīng)減少，即E .核子mc2mc2質(zhì)能方程的意義：質(zhì)量和能量是物質(zhì)的兩種屬性，質(zhì)能方程揭示了質(zhì)量和能量是不可分割的，它建立了兩個(gè)屬性在數(shù)值

4、上的關(guān)系聚變反應(yīng)比裂變反應(yīng)平均每個(gè)核子放出的能量大約要大34倍4鏈?zhǔn)椒磻?yīng)及核反應(yīng)堆(1)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)一個(gè)鈾核裂變時(shí)總要釋放出23個(gè)中子，這些中子還會(huì)引起其他的鈾核裂變，這樣，裂變就會(huì)不斷地進(jìn)行下去，釋放出越來越多的能量，這種反應(yīng)叫做鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(2)核反應(yīng)堆：目前正式運(yùn)行的核電站都是應(yīng)用 發(fā)電的，核電站的核心是核反應(yīng)堆，核反應(yīng)堆的主要組成是：核燃料：用濃縮鈾；減速劑：用石墨、重水或普通水；控制棒：用鎘做成；冷卻劑：用水或液態(tài)鈉；水泥防護(hù)層裂變典例啟迪例1氫原子的部分能級(jí)如圖1232所示，已知可見光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之間由此可推知，氫原子 () 圖1232A從高能級(jí)向n1能級(jí)躍遷

5、時(shí)發(fā)出的光的波長(zhǎng)比可見光的短B從高能級(jí)向n2能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光均為可見光C從高能級(jí)向n3能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光的頻率比可見光的高D從n3能級(jí)向n2能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光為可見光思路點(diǎn)撥通過能級(jí)圖所示各能級(jí)的能量，根據(jù)電子在兩能級(jí)間躍遷時(shí)所釋放的光子的能量與可見光光子能量比較，進(jìn)而比較光子的頻率與波長(zhǎng)解析從高能級(jí)向n1能級(jí)躍遷時(shí)光子能量EE2E110.2 eV，A正確從高能級(jí)向n2能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光子能量E3E2EE2，即1.89 eVE3.40 eV，可見有一部分光處于紫外線區(qū)域，B錯(cuò)誤從高能級(jí)向n3能級(jí)躍遷時(shí)，光子能量最高EE31.51 eV，比可見光光子能量小，C錯(cuò)誤從n3能級(jí)向n2能級(jí)躍遷時(shí)光子

6、能量EE3E21.89 eV，D正確答案AD歸納領(lǐng)悟(1)原子從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷：吸收一定能量的光子，當(dāng)一個(gè)光子的能量滿足hE末E初時(shí)，才能被某一個(gè)原子吸收，使原子從低能級(jí)E初向高能級(jí)E末躍遷，而當(dāng)光子能量h大于或小于E末E初時(shí)都不能被原子吸收(2)原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷，以光子的形式向外輻射能量，所輻射的光子能量恰等于發(fā)生躍遷時(shí)的兩能級(jí)間的能量差(3)當(dāng)光子能量大于或等于13.6 eV時(shí)，也可以被處于基態(tài)的氫原子吸收，使氫原子電離；當(dāng)處于基態(tài)的氫原子吸收的光子能量大于13.6 eV，氫原子電離后，電子具有一定的初動(dòng)能(4)原子還可吸收外來實(shí)物粒子(例如自由電子)的能量而被激發(fā)由于實(shí)物粒子

7、的動(dòng)能可全部或部分地被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于或等于兩能級(jí)的能量差值(EEmEn)，均可使原子發(fā)生能級(jí)躍遷歸納領(lǐng)悟1關(guān)于氫原子能級(jí)的躍遷，下列敘述中正確的是 ()A用波長(zhǎng)為60 nm的X射線照射，可使處于基態(tài)的氫原子電離出自由電子B用能量為10.2 eV的光子照射，可使處于基態(tài)的氫原子發(fā)生電離C用能量為11.0 eV的光子照射，可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)D用能量為12.5 eV的光子照射，可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)答案：A2氫原子部分能級(jí)的示意圖如圖1233所示，不同色光的光子能量如下表所示：色光紅橙黃綠藍(lán)靛紫光子能量范圍(eV)1.612.002.002.072.07

8、2.142.142.532.532.762.763.10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(lán)靛B黃、綠 如圖1233C紅、紫D藍(lán)靛、紫解析：本題意在考查考生對(duì)氫原子能級(jí)的理解，并能正確結(jié)合電磁波譜解決氫原子躍遷的能級(jí)問題由七種色光的光子的不同能量可知，可見光光子的能量范圍在1.613.10 eV，故可能是由第4能級(jí)向第2能級(jí)躍遷過程中所輻射的光子，E10.85 eV(3.40 eV)2.55 eV，即藍(lán)靛光；也可能是氫原子由第3能級(jí)向第2能級(jí)躍遷過程中所輻射的光子，E21.51 eV(3.40 eV)1.89 eV，即紅光，正確選項(xiàng)為A.答案：

9、A思路點(diǎn)撥解答本題時(shí)應(yīng)注意以下三個(gè)方面：(1)、衰變的實(shí)質(zhì)(2)衰變過程中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)所遵循的規(guī)律(3)質(zhì)量數(shù)與質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)的關(guān)系答案B答案：B4(2010福建高考)14C測(cè)年法是利用14C衰變規(guī)律對(duì)古生物進(jìn)行年代測(cè)定的方法若以橫坐標(biāo)t表示時(shí)間，縱坐標(biāo)m表示任意時(shí)刻14C的質(zhì)量，m0為t0時(shí)14C的質(zhì)量下面四幅圖中能正確反映14C衰變規(guī)律的是 ()圖1234解析：14C衰變過程中每經(jīng)過一個(gè)半衰期，質(zhì)量減少為原來的一半，故其質(zhì)量減少得越來越慢，C項(xiàng)正確答案：C答案：B思路點(diǎn)撥解答本題時(shí)可按以下思路分析：歸納領(lǐng)悟1核能的計(jì)算方法(1)應(yīng)用公式Emc2時(shí)應(yīng)選用國際單位，即E的單位為J，m的單位為

10、kg，c的單位為m/s.(2)1u相當(dāng)于931.5 MeV，其中u為原子質(zhì)量單位：1u1.6605661027 kg,1 MeV106 eV,1 eV1.61019 J(3)應(yīng)用公式E931.5m時(shí)，E的單位為兆電子伏(MeV)，m的單位為原子質(zhì)量單位2核反應(yīng)的四種類型及核反應(yīng)方程的書寫(1)核反應(yīng)過程一般都是不可逆的，所以核反應(yīng)方程只能用單向箭頭表示反應(yīng)方向，不能用等號(hào)連接(2)核反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒解析：由核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒可確定X是粒子兩個(gè)核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損分別為m1(1.007 812.000 013.005 7) u0.002 1 u，m2(1.007 815.000 112.000 04.002 6)