高中物理 第2章 原子结构章末整合提升学案 鲁科版选修

我带领班子成员及全体职工，积极参加县委、政府和农牧局组织的政治理论学习，同时认真学习业务知识，全面提高了自身素质，增强职工工作积极性，杜绝了纪律松散第2章 原子结构一、对粒子散射实验及核式结构模型的理解1粒子散射实验结果：粒子穿过金箔后，绝大多数粒子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”2核式结构学说：在原子的中心有一个很小的原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内，电子绕核旋转【例1】(多选)关于粒子散射实验现象的分析，下列说法正确的是()A绝大多数粒子沿原方向运动，说明正电荷在原子内均匀分布，是粒子受力平衡的结果B绝大多数粒子沿原方向运动，说明这些粒子未受到明显的力的作用，说明原子是“中空”的C极少数粒子发生大角度偏转，说明原子内质量和电荷量比粒子大得多的粒子在原子内分布空间很小D极少数粒子发生大角度偏转，说明原子内的电子对粒子的吸引力很大答案BC解析在粒子散射实验中，绝大多数粒子沿原方向运动，说明粒子未受到原子核明显的力的作用，也说明原子核相对原子来讲很小，原子内大部分空间是空的，故A错，B对；极少数粒子发生大角度偏转，说明受到金原子核明显的力的作用的空间在原子内很小，粒子偏转，而金原子核未动，说明金原子核的质量和电荷量远大于粒子的质量和电荷量，电子的质量远小于粒子，粒子打在电子上，粒子不会有明显偏转，故C对，D错二、对玻尔原子模型的理解1氢原子的能级对氢原子而言，核外的一个电子绕核运行时，若半径不同，则对应的原子能量也不同原子各能级的关系为En (n1,2,3)对于氢原子而言，基态能级：E113.6 eV2氢原子的能级图如图1所示 图1【例2】已知氢原子基态的电子轨道半径为r10.5281010 m，量子数为n的能级值为En eV.(1)求电子在基态轨道上运动的动能；(2)有一群氢原子处于量子数n3的激发态，画一张能级图，在图上用箭头标明这些氢原子能发出的光谱线；(3)计算这几种光谱线中最短的波长(静电力常量k9109 Nm2/C2，电子电荷量e1.61019 C，普朗克常量h6.631034 Js，真空中光速c3.0108 m/s)答案见解析解析(1)核外电子绕核做匀速圆周运动，库仑引力提供向心力，则，又知Ekmv2，故电子在基态轨道上运动的动能为：Ek J2.181018 J13.6 eV.(2)当n1时，能级值为E1 eV13.6 eV.当n2时，能级值为E2 eV3.4 eV.当n3时，能级值为E3 eV1.51 eV.能发出的光谱线分别为32,21,31共3种，能级图如图所示(3)由E3向E1跃迁时发出的光子频率最大，波长最短hE3E1，又知，则有 m1.03107 m.针对训练1(多选)下列对玻尔原子理论的评价正确的是()A玻尔原子理论成功解释了氢原子光谱规律，为量子力学的建立奠定了基础B玻尔原子理论的成功之处是引入了量子概念C玻尔原子理论的成功之处是它保留了经典理论中的一些观点D玻尔原子理论与原子的核式结构是完全对立的答案AB解析玻尔原子理论成功解释了氢原子的发光问题，其成功之处是引入了量子化理论，局限是保留了经典理论中的一些观点，故A、B对，C错；它继承并发展了原子的核式结构观点，故D错三、原子的能级跃迁与电离1能级跃迁的两种方式(1)辐射和吸收光子发生跃迁，可表示如下：高能级低能级En(2)吸收外来实物粒子(例如自由电子)的能量而发生跃迁由于实物粒子的动能可全部或部分被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于或等于两能级的能量差(EEmEn，mn)，均可使原子发生能级跃迁2电离的两种方式(1)吸收光子能量发生电离当光子能量大于或等于13.6 eV时，可以被处于基态的氢原子吸收，使氢原子电离(2)与实物粒子撞击发生电离由于实物粒子的动能可全部或部分被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于或等于氢原子所处的能级的能量，均可使原子发生电离【例3】将氢原子电离，就是从外部给电子能量，使其从基态或激发态脱离原子核的束缚而成为自由电子(1)若要使n2激发态的氢原子电离，至少要用多大频率的光照射该氢原子？(2)若用波长为200 nm的紫外线照射处于n2激发态的氢原子，则电子飞到离核无穷远处时的速度多大？(电子电荷量e1.61019 C，普朗克常量h6.631034 Js，电子质量me9.11031 kg)答案(1)8.211014 Hz(2)9.95105 m/s解析(1)n2时，E2 eV3.4 eV所谓电离，就是使处于基态或激发态的原子的核外电子跃迁到n的轨道，n时，E0.所以，要使处于n2激发态的原子电离，电离能为EEE23.4 eV Hz8.211014 Hz.(2)波长为200 nm的紫外线一个光子所具有的能量E0h6.631034 J9.9451019 J电离能E3.41.61019 J5.441019 J由能量守恒hEmv2代入数值解得v9.95105 m/s.针对训练2一个氢原子处于基态，用光子能量为15 eV的光去照射该原子，问能否使氢原子电离？若能使之电离，则电子被电离后所具有的动能是多大？答案能1.4 eV解析氢原子从基态n1处被完全电离至少吸收13.6 eV的能量所以15 eV的光子能使之电离，由能量守恒可