高考物理（人教版）一輪復(fù)習(xí)配套文檔第59講　原子的核式結(jié)構(gòu)模型　氫原子光譜　原子能級(jí)

本文格式為Word版，下載可任意編輯——高考物理（人教版）一輪復(fù)習(xí)配套文檔第59講原子的核式結(jié)構(gòu)模型氫原子光譜原子能級(jí)第59講原子的核式布局模型氫原子光譜原子能級(jí)考情剖析(注：①考綱要求及變化中Ⅰ代表了解和熟悉，Ⅱ代表理解和應(yīng)用；

②命題難度中的A代表輕易，B代表中等，C代表難)測(cè)驗(yàn)內(nèi)容考綱要求及變化測(cè)驗(yàn)?zāi)攴轀y(cè)驗(yàn)形式測(cè)驗(yàn)詳情考試層級(jí)命題難度氫原子光譜原子的能級(jí)Ⅰ10年12年填空測(cè)驗(yàn)?zāi)芗?jí)躍遷時(shí)的能量相等關(guān)系計(jì)算以氫原子躍遷為背景，測(cè)驗(yàn)氫原子能級(jí)公式選擇以原子躍遷為背景測(cè)驗(yàn)原子躍遷能級(jí)圖次重點(diǎn)A或B小結(jié)及預(yù)料1.小結(jié)：原子的能級(jí)和氫原子光譜的測(cè)驗(yàn)形式多樣，側(cè)重測(cè)驗(yàn)原子能級(jí)路遷時(shí)能量的相關(guān)計(jì)算．2．預(yù)料：僅09年未舉行測(cè)驗(yàn)，預(yù)料14年測(cè)驗(yàn)的可能性很大．3．復(fù)習(xí)建議：復(fù)習(xí)時(shí)提防了解氫原子能級(jí)躍遷和氫原子光譜.學(xué)識(shí)整合一、原子布局1．電子的察覺英國物理學(xué)家____________________察覺了電子．2．α粒子散射測(cè)驗(yàn)1909～1911年，英國物理學(xué)家____________和他的助手舉行了用α粒子轟擊金箔的測(cè)驗(yàn)，測(cè)驗(yàn)察覺絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后根本上仍沿______________方向前進(jìn)，但有少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)的角度甚至大于______________，也就是說它們幾乎被“撞”了回來．3．原子的核式布局模型在原子中心有一個(gè)很小的核，原子全部的__________________和幾乎全部__________________都集中在核里，帶負(fù)電的電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn)．4．三種原子模型的比較測(cè)驗(yàn)根基布局差異告成和局限“棗糕模型”電子的察覺帶正電物質(zhì)平勻分布在原子內(nèi)，電子鑲嵌其中解釋了一些測(cè)驗(yàn)現(xiàn)象，無法說明α粒子散射測(cè)驗(yàn)核式結(jié)構(gòu)模型α粒子散射測(cè)驗(yàn)全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量集中在核里，電子繞核旋轉(zhuǎn)告成解釋了α粒子散射測(cè)驗(yàn)，無法解釋原子的穩(wěn)定性與原子光譜的分立特征玻爾的原子模型氫原子光譜的研究在核式布局模型根基上，引入量子化觀點(diǎn)告成解釋了氫原子光譜，無法解釋較繁雜的原子光譜二、氫原子光譜與玻爾理論1．光譜(1)光譜用光柵或棱鏡可以把光按波長開展，獲得光的____________________(頻率)和強(qiáng)度分布的記錄，即光譜．(2)光譜分類有些光譜是一條條的____________，這樣的光譜叫做線狀譜．有的光譜是連在一起的____________，這樣的光譜叫做連續(xù)譜．(3)氫原子光譜的測(cè)驗(yàn)規(guī)律巴耳末線系是氫原子光譜在可見光區(qū)的譜線，其波長公式＝________________________，(n＝3,4,5，…)，R是里德伯常量，R＝1.10×107m－1，n為量子數(shù)．2．玻爾理論(1)定態(tài)原子只能處于一系列____________的能量狀態(tài)中，在這些能量狀態(tài)中原子是__________________的，電子雖然繞核運(yùn)動(dòng)，但并不向外輻射能量．(2)躍遷原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時(shí)，它輻射或吸收確定頻率的光子，光子的能量由這兩個(gè)定態(tài)的能量差抉擇，即hν＝__________________.(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34J·s)(3)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(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)．原子的定態(tài)是________________，因此電子的可能軌道也是________________________________________________________________________．3．玻爾模型的局限性玻爾模型的告成之處在于引入了量子化觀點(diǎn)，其缺乏之處在于留存了軌道的觀念．量子力學(xué)中，核外電子并沒有確定的軌道，玻爾的電子軌道，只不過是電子展現(xiàn)____________的地方，把電子的概率分布用圖象表示時(shí)，用小黑點(diǎn)的稠密程度代表概率的大小，其結(jié)果宛如電子在原子核周邊形成云霧，稱為“電子云”．三、氫原子的能級(jí)、能級(jí)公式1．氫原子的能級(jí)和軌道半徑(1)氫原子的能級(jí)公式：En＝__________(n＝1,2,3，…)，其中E1為基態(tài)能量，其數(shù)值為E1＝__________.(2)氫原子的半徑公式：rn＝____________________(n＝1,2,3，…)，其中r1為基態(tài)半徑，又稱玻爾半徑，其數(shù)值為r1＝0.53×10－10m.2．氫原子的能級(jí)圖能級(jí)圖如下圖．能級(jí)圖中相關(guān)量意義的說明相關(guān)量意義能級(jí)圖中的橫線表示氫原子可能的能量狀態(tài)——定態(tài)橫線左端的數(shù)字“1,2,3，…”表示量子數(shù)橫線右端的數(shù)字“－13.6，－3.4，…”表示氫原子的能量相鄰橫線間的距離表示相鄰的能量差，量子數(shù)越大相鄰的能量差越小，距離越小帶箭頭的豎線表示原子由較高能級(jí)向較低能級(jí)躍遷，原子躍遷的條件為hν＝Em－En1．氫原子躍遷時(shí)電子動(dòng)能、電勢(shì)能與原子能量的變化(1)原子能量：En＝Ekn＋Epn＝，隨n增大而增大，其中E1＝－13.6eV.(2)電子動(dòng)能：電子繞氫原子核運(yùn)動(dòng)時(shí)靜電力供給向心力，即k＝m，所以Ekn＝，隨r增大而減小．(3)電勢(shì)能通過庫侖力做功判斷電勢(shì)能的增減．當(dāng)軌道半徑減小時(shí)，庫侖力做正功，電勢(shì)能減?。?/p>

反之，軌道半徑增大時(shí)，電勢(shì)能增加．2．關(guān)于光譜線條數(shù)的兩點(diǎn)說明(1)一群氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)為N＝C＝.(2)一個(gè)氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)最多為(n－1)．(1)能量為Ei的光子照射基態(tài)氫原子，剛好可使該原子中的電子成為自由電子．這一能量Ei稱為氫的電離能．現(xiàn)用一頻率為ν的光子從基態(tài)氫原子中擊出了一電子，該電子在遠(yuǎn)離核以后速度的大小為____________(用光子頻率ν、電子質(zhì)量m、氫原子的電離能Ei和普朗克常量h表示)．(2)氫原子在基態(tài)時(shí)軌道半徑r1＝0.53×10－10m，能量E1＝－13.6eV，求氫原子處于基態(tài)時(shí)：

①電子的動(dòng)能；

②原子的電勢(shì)能；

③用波長是多少的光照射可使其電離？溫馨提示(1)由能量守恒定律易解得電子速度；

(2)由圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律、能量守恒定律和光電效應(yīng)方程易解此題．記錄空間如下圖為氫原子最低的四個(gè)能級(jí)，當(dāng)氫原子在這些能級(jí)間躍遷時(shí)：

(1)有可能放出多少種能量的光子？(2)在哪兩個(gè)能級(jí)間躍遷時(shí)，所放出光子波長最長？波長是多少？如下圖，氫原子從n＞2的某一能級(jí)躍遷到n＝2的能級(jí)，輻射出能量為2.55eV的光子．問：

(1)最少要給基態(tài)的氫原子供給多少電子伏特的能量，才能使它輻射出上述能量的光子？(2)請(qǐng)?jiān)趫D中畫出獲得該能量后的氫原子可能的輻射躍遷圖．1．光子的放射和吸收(1)能級(jí)的躍遷根據(jù)玻爾模型，原子只能處于一系列的不連續(xù)的能量狀態(tài)中，這些狀態(tài)分基態(tài)和激發(fā)態(tài)兩種．其中原子在基態(tài)時(shí)是穩(wěn)定的，原子在激發(fā)態(tài)時(shí)是不穩(wěn)定的，當(dāng)原子處于激發(fā)態(tài)時(shí)會(huì)自發(fā)地向較低能級(jí)躍遷，經(jīng)過一次或幾次躍遷到達(dá)基態(tài)．①原子能級(jí)躍遷時(shí)，處于激發(fā)態(tài)的原子可能經(jīng)過一次躍遷回到基態(tài)；

也可能由較高能級(jí)的激發(fā)態(tài)先躍遷到較低能級(jí)的激發(fā)態(tài)，結(jié)果回到基態(tài)．一個(gè)原子由較高能級(jí)回到基態(tài)，畢竟發(fā)生了幾次躍遷，是不確定的．②物質(zhì)中含有大量的原子，各個(gè)原子的躍遷方式也是不統(tǒng)一的．有的原子可能經(jīng)過一次躍遷就回到基態(tài)．而有的原子可能經(jīng)過幾次躍遷才回到基態(tài)．(2)光子的放射原子能級(jí)躍遷時(shí)以光子的形式放出能量，原子在始末兩個(gè)能級(jí)Em和En(m>n)間躍遷時(shí)放射光子的能量可由下式表示：hν＝Em－En由上式可以看出，能級(jí)的能量差越大，放出光子的頻率就越高．(3)光子的吸收光子的吸收是光子放射的逆過程，原子在吸收了光子后會(huì)從較低能級(jí)向較高能級(jí)躍遷．兩個(gè)能級(jí)的能量差值仍是一個(gè)光子的能量．其關(guān)系式仍為hν＝Em－En.由于原子的能級(jí)是一系列不連續(xù)的值，那么任意兩個(gè)能級(jí)差也是不連續(xù)的，故原子只能放射一些特定頻率的光子，同樣也只能吸收一些特定頻率的光子．但是．當(dāng)光子能量足夠大時(shí)，如光子能量E≥13.6eV時(shí)，那么處于基態(tài)的氫原子仍能吸收此光子并發(fā)生電離．2．原子能級(jí)躍遷問題躍遷是指電子從某一軌道跳到另一軌道，而電子從某一軌道躍遷到另一軌道對(duì)應(yīng)著原子就從一個(gè)能量狀態(tài)(定態(tài))躍遷到另一個(gè)能量狀態(tài)(定態(tài))．(1)躍遷時(shí)電子動(dòng)能、原子勢(shì)能與原子能量的變化．當(dāng)軌道半徑減小時(shí)，庫侖引力做正功，原子的電勢(shì)能Ep減小，電子動(dòng)能增大，原子能量減小．反之，軌道半徑增大時(shí)，原子電勢(shì)能增大，電子動(dòng)能減小，原子能量增大．(2)使原子能級(jí)躍遷的兩種粒子——光子與實(shí)物粒子．原子若是吸收光子的能量而被激發(fā)，那么光子的能量務(wù)必等于兩能級(jí)的能量差，否那么不被吸收．不存在激發(fā)到n＝2時(shí)能量有余，而激發(fā)到n＝3時(shí)能量缺乏，那么可激發(fā)到n＝2的問題．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)物粒子的動(dòng)能可全部或片面地被原子吸收，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(E＝Em－En)，均可使原子發(fā)生能級(jí)躍遷．試計(jì)算處于基態(tài)的氫原子吸收波長為多少的光子，電子可以躍遷到n＝2軌道上．溫馨提示入射光子的能量只能等于這兩個(gè)能級(jí)的能量差才能使原子核外電子發(fā)生上述躍遷，大于或小于這個(gè)能量均不能發(fā)生上述躍遷．記錄空間欲使處于基態(tài)的氫原子激發(fā)，以下措施可行的是()①用10.2eV的光子照射；

②用11eV的光子照射；

③用14eV的光子照射；

④用動(dòng)能為11eV的電子碰撞．A．①②③B．①③④C．②③④D．①②④隨堂演練1．在盧瑟福的α粒子散射測(cè)驗(yàn)中，有極少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度的偏轉(zhuǎn)，其理由可能是()A．原子的正電荷和絕大片面質(zhì)量集中在一個(gè)很小的核上B．正電荷在原子中是平勻分布的C．原子中存在著帶負(fù)電的電子D．原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中2．關(guān)于玻爾的原子模型理論，下面說法正確的是()A．原子可以處于連續(xù)的能量狀態(tài)中B．原子能量狀態(tài)不成能是連續(xù)的C．原子中的電子在核外軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，要向外輻射能量D．原子核外電子在軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，不向外輻射能量3．盧瑟福通過α粒子散射測(cè)驗(yàn)，判斷出原子中心有一個(gè)很小的核，并由此提出了原子的核式布局學(xué)說．如下圖的平面示意圖中①、③兩條線表示α粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡，那么沿②所示方向射向原子核的α粒子可能的運(yùn)動(dòng)軌跡是()第3題圖A．軌跡