專題二原子和原子核

專題二原子和原子核１、

粒子散射實驗，原子的核式結(jié)構(gòu)。Ａ２、氫原子的能級結(jié)構(gòu)，氫原子的電子云，光子的發(fā)射和吸收。A３、天然放射現(xiàn)象，射線，半衰期。A４、質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)，中子的發(fā)現(xiàn)，原子核的組成。A５、核能，質(zhì)量虧損，愛因斯坦的質(zhì)能方程。A６、重核的裂變，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，輕核的聚變。A７、核反應(yīng)堆，放射型污染核防護(hù)。A注：不要求計算有關(guān)半衰期的問題。專題二原子和原子核共31頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!1.實驗基礎(chǔ)：α粒子散射實驗.（3）原子和原子核的大?。涸拥拇笮?shù)量級大約是10-10m，原子核的大小數(shù)量級在10-15～10-14

m之間.一、原子的核式結(jié)構(gòu)（1）

α粒子散射實驗結(jié)果：絕大多數(shù)粒子沿原方向前進(jìn)，少數(shù)粒子發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)。（2）原子的核式結(jié)構(gòu)模型：在原子的中心有一個很小的核，叫做原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部的質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn)．專題二原子和原子核共31頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!①定態(tài)假設(shè)——原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，電子雖然做加速運動，但不向外輻射能量.這些狀態(tài)叫定態(tài)．2.玻爾的軌道量子化模型.(1)三個假設(shè)：①定態(tài)假設(shè)——專題二原子和原子核共31頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!②躍遷假設(shè)——原子從一種定態(tài)（設(shè)能量為E初）躍遷到另一種定態(tài)（設(shè)能量為E終）時，它輻射（或吸收）一定頻率的光子，光子的能量由這兩種定態(tài)的能量差決定，即h=E初-E終.

2.玻爾的軌道量子化模型.(1)三個假設(shè)：②躍遷假設(shè)——①定態(tài)假設(shè)——專題二原子和原子核共31頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!在玻爾模型中，原子的可能狀態(tài)是不連續(xù)的，各狀態(tài)對應(yīng)的能量也是不連續(xù)的，這些不連續(xù)的能量值叫做能級。對于氫原子，其能級公式為：En=E1/n2(n=1、2、3……)軌道公式：rn=n2r1(n=1、2、3……)n為量子數(shù)，只能取正整數(shù)，En是半徑為rn的軌道的能量值，它等于核外電子在該軌道上運轉(zhuǎn)時動能和原子的電勢能總和，若規(guī)定無限遠(yuǎn)處為零電勢點，則E1=-13.6eV.(2)兩個公式：專題二原子和原子核共31頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!2.盧瑟福提出的原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說的根據(jù)是在α粒子散射實驗中發(fā)現(xiàn)粒子（）A.全部穿過或發(fā)生很小的偏轉(zhuǎn)B.全部發(fā)生很大的偏轉(zhuǎn)C.絕大多數(shù)穿過金箔后前進(jìn)方向幾乎不變，只有少數(shù)發(fā)生很大偏轉(zhuǎn)D.絕大多數(shù)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，甚至被彈回C專題二原子和原子核共31頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!二、原子核的組成核力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.使核子緊密結(jié)合在一起的力叫核力，核力是很強(qiáng)的短距離作用力；原子核內(nèi)只有相鄰的核子間才有核力作用.專題二原子和原子核共31頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!三、天然放射性1.貝克勒爾首先發(fā)現(xiàn)了某些礦物中能發(fā)出某種看不見的射線，此射線可以穿透黑紙使照相底片感光。物質(zhì)發(fā)射這種射線的性質(zhì)叫放射性，具有這種性質(zhì)的物質(zhì)稱作放射性元素。通過研究發(fā)現(xiàn)，原子序數(shù)大于83的所有天然存在的元素都具有這種性質(zhì)，這種能自發(fā)的放射出射線的現(xiàn)象叫天然放射現(xiàn)象.專題二原子和原子核共31頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!＋＋＋＋＋＋－－－－－－＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋專題二原子和原子核共31頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!

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)部的因素決定的，與原子的物理狀態(tài)和化學(xué)狀態(tài)無關(guān)，即與外部條件無關(guān).４、同位素：具有相同質(zhì)子數(shù)，中子數(shù)不同的原子在元素周期表中處于同一位置，互稱同位素。專題二原子和原子核共31頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!4.有關(guān)科學(xué)家和涉及的事實，正確的說法是（）A.居里夫婦用粒子轟擊鋁箔時發(fā)現(xiàn)了正電子B.盧瑟福的原子結(jié)構(gòu)學(xué)說成功地解釋了氫原子的發(fā)光現(xiàn)象C.麥克斯韋從理論上預(yù)言了電磁波的存在，赫茲用實驗方法給予了證實D.玻爾建立了量子理論，解釋了各種原子發(fā)光現(xiàn)象3.α射線的本質(zhì)是()A.電子流B.高速電子流C.光子流D.高速氦核流DAC專題二原子和原子核共31頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!1、放射性元素經(jīng)過——————次衰變和————次衰變后變成了穩(wěn)定的元素64課前熱身2.下面哪些事實證明了原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)()A.粒子的散射實驗B.天然放射現(xiàn)象C.陰極射線的發(fā)現(xiàn)D.倫琴射線的發(fā)現(xiàn)B專題二原子和原子核共31頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!3.愛因斯坦質(zhì)能方程：①凡具有質(zhì)量的物體都具有能量，物體的質(zhì)量和能量間的關(guān)系為：E=mc2②若原子核質(zhì)量虧損為△m，對應(yīng)釋放的能量為△E=△mc2.在非國際單位里，可以用1u=931.5MeV。它表示1原子質(zhì)量單位的質(zhì)量跟931.5MeV的能量相對應(yīng)。而1eV=1.610-19J專題二原子和原子核共31頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!二、核反應(yīng)1.重核的裂變：重核俘獲一個中子后分裂成中等質(zhì)量的核，同時釋放出核能的反應(yīng)，叫重核的裂變。

(1)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：重核裂變時放出幾個中子，再引起其他重核裂變而使裂變反應(yīng)不斷進(jìn)行下去（原子彈原理）。為使裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)容易發(fā)生，最好利用鈾235.(2)臨界體積：能發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的最小體積.(3)反應(yīng)堆構(gòu)造：核燃料、減速劑、鎘棒、防護(hù)層.專題二原子和原子核共31頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!1.關(guān)于核能，下列說法中正確的是（）A.核子結(jié)合成原子核時，需吸收的能量B.核子結(jié)合成原子核時，能放出的能量C.不同的核子結(jié)合成原子核時，所需吸收的能量相同D.使一個氘核分解成一個中子和一個質(zhì)子時，吸收的能量是一個恒定值BD練習(xí)專題二原子和原子核共31頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!3.下列核反應(yīng)屬于裂變反應(yīng)的是()A.B.C.D.D衰變衰變?nèi)斯ず宿D(zhuǎn)變裂變專題二原子和原子核共31頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!5.有一物理現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)與研究對現(xiàn)代社會的發(fā)展產(chǎn)生了重大的影響：它改變了原有的能源結(jié)構(gòu)，改變了國家間軍事斗爭的策略，給人類帶來了喜也帶來了憂。這一發(fā)現(xiàn)指的是（）A.電磁波的發(fā)現(xiàn)B.X射線的發(fā)現(xiàn)C.重核的裂變的發(fā)現(xiàn)D.輕核的聚變的發(fā)現(xiàn)C專題二原子和原子核共31頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!③軌道量子化假設(shè)——原子的不同能量狀態(tài)跟電子沿不同的圓形軌道繞核運動相對應(yīng)，原子的定態(tài)是不連續(xù)的，因此電子的可能軌道的分布也是不連續(xù)的.2.玻爾的軌道量子化模型.(1)三個假設(shè)：②躍遷假設(shè)——①定態(tài)假設(shè)——③軌道量子化假設(shè)——專題二原子和原子核共31頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!1.次發(fā)現(xiàn)電子的科學(xué)家是

，他提出了

原子模型.2.原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說是根據(jù)以下哪個實驗或現(xiàn)象提出來的（）A.光電效應(yīng)B.氫原子光譜實驗C.α粒子散射實驗D.天然放射現(xiàn)象湯姆生棗糕式C專題二原子和原子核共31頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!3.玻爾在他的原子模型中所做的假設(shè)有()A.原子處于稱為定態(tài)的能量狀態(tài)時，雖然電子做加速運動，但并不向外輻射能量B.原子的不同能量狀態(tài)與電子沿不同的圓軌道繞核運動相對應(yīng)，而電子的可能軌道的分布是不連續(xù)的C.電子從一個軌道躍遷到另一個軌道時，輻射（或吸收）一定頻率的光子D.電子躍遷時輻射的光子的頻率等于電子繞核運轉(zhuǎn)的頻率ABC專題二原子和原子核共31頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!３.核子的發(fā)現(xiàn).(1)發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程（1919年，盧瑟福）：(2)發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程（1932年，查德威克）：

中子首先是盧瑟福預(yù)言了其存在，而居里夫婦最先做出這一實驗，發(fā)現(xiàn)了中子，但居里夫婦沒有注意到盧瑟福的預(yù)言，當(dāng)初認(rèn)為它是一種波長極短的電磁波.專題二原子和原子核共31頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!2.三種射線：①α射線：本質(zhì)是氦核流，速度約為光速的十分之一，貫穿本領(lǐng)弱，電離作用極強(qiáng)；②β射線：電子流，速度接近光速，貫穿本領(lǐng)強(qiáng)，電離作用弱；③射線：本質(zhì)量波長極短的電磁波，就是光子，貫穿本領(lǐng)最強(qiáng)，電離作用最弱。注：這三種射線可以用磁場和電場加以區(qū)別

專題二原子和原子核共31頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!3.原子核的衰變：原子核自發(fā)的放出某種粒子而轉(zhuǎn)變成為新核的過程叫原子核的衰變.①α衰變：，同時放出射線；②β衰變：，同時放出射線；衰變規(guī)律：衰變中的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都是守恒的。典型衰變：

專題二原子和原子核共31頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!1.下面哪些事實證明了原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)()A.粒子的散射實驗B.天然放射現(xiàn)象C.陰極射線的發(fā)現(xiàn)D.倫琴射線的發(fā)現(xiàn)B2.放射性元素的半衰期是()A.質(zhì)量減小一半需要的時間B.原子量減少一半需要的時間C.原子核全部衰變所需時間的一半D.原子核有半數(shù)發(fā)生衰變需要的時間D專題二原子和原子核共31頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!核反應(yīng)核能質(zhì)能方程專題二原子和原子核共31頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁!一、核能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.獲得核能的兩個基本途徑是重核裂變和輕核聚變.2.質(zhì)量虧損：組成原子核的核子質(zhì)量之和與原子核的質(zhì)量之差叫做質(zhì)量虧損；

注:任何一個原子核的質(zhì)量總是小于組成它的所有核子質(zhì)量之和.專題二原子和原子核共31頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁!

4.注意：①核反應(yīng)過程中需遵循三個守恒律：電荷數(shù)守恒定律、質(zhì)量數(shù)守恒定律和動量守恒定律；②質(zhì)量虧損，并不是質(zhì)量損失也不是質(zhì)量消失了，因此不能說與質(zhì)量守恒定律相矛盾；③不能理解為質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量，質(zhì)量和能量分別是物質(zhì)的屬性之一，不能等同.專題二原子和原子核共31頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁!2.輕核的聚變：某些輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，同時釋放出更多核能的反應(yīng)，叫輕核的聚變。聚變反應(yīng)釋放的能量比裂變釋放的能量更多。

（需要幾百萬度高溫）3.熱核反應(yīng)：在極高溫度下輕核產(chǎn)生的聚變反應(yīng)，為氫彈的工作原理.專題二原子和原子核共31頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁!2.質(zhì)子的質(zhì)量為mp，中子的質(zhì)量為mn，它們結(jié)合成質(zhì)量為m的氘核，放出的能量應(yīng)為()A.（mp+mn-m）c2B.(mp+mn)c2C.mc2D.(m-mp)c2A專題二原子和原子核共31頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁!4.質(zhì)子、中子和氘核的質(zhì)量分別為ｍ１、ｍ２、ｍ３，質(zhì)子和中子結(jié)合成氘核時，發(fā)出γ射線，已知普朗克恒量為ｈ，真空中光速為ｃ，則γ射線的頻率υ＝______．解析：質(zhì)子和中子結(jié)合成氘