2012优化方案高考物理总复习(大纲版)：第15章第二节

1、第二节 原子结构 能级 原子光谱,课堂互动讲练,经典题型探究,知能优化演练,第二节 原子结构 能级 原子光谱,基础知识梳理,基础知识梳理,一、原子结构 1电子的发现：1897年，英国物理学家_发现了电子，明确电子是原子的组成部分，揭开了研究原子结构的序幕 2原子的核式结构 (1)19091911年，英国物理学家_进行了粒子散射实验，提出了核式结构模型 (2)粒子散射实验 实验装置，如图1521所示,汤姆孙,卢瑟福,图1521,实验结果：粒子穿过金箔后，绝大多数沿_前进，少数发生_偏转，极少数偏转角度大于90，甚至被弹回 (3)核式结构模型：原子中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部_和几乎

2、全部_都集中在原子核里，带负电的_在核外空间绕核旋转 二、玻尔理论、能级 1玻尔原子模型 (1)轨道假设：原子中的电子在库仑引力的作用下，绕原子核做圆周运动，电子绕核运动的轨道是_的,直线,大角度,正电荷,质量,电子,量子化,(2)定态假设：电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态，因而具有不同的能量，即原子的能量是_的这些不同的状态叫定态在各个定态中，原子是_的，不向外辐射能量 (3)跃迁假设：原子从一个能量状态向另一个能量状态跃迁时要_或_一定频率的光子，该光子的能量等于两个状态的_，即h_.,量子化,稳定,吸收,放出,能量差,EmEn,图1522,三、原子光谱 1定义：稀薄气体放电所

3、发出的光谱是_的，它只发出几种确定频率的光，因此光谱线是_的，这种分立的线状谱叫原子光谱 2形成的原因：不同原子的结构不同，能级不同，因此在辐射光子时，光子的_不同 3光谱分析：每种元素光谱中的谱线分布都与其他元素不同，因此我们可以通过对光谱的分析知道发光的是什么元素，利用光谱分析可以确定样品中的元素组成,不连续,分离,频率,四、氢原子的电子云 1定义：用疏密不同的点表示电子在各个位置出现的_，画出图来，就像云雾一样 2应用：通过_可以知道电子在原子核附近出现的概率,概率,电子云,课堂互动讲练,一、对氢原子跃迁的理解 1原子从低能级向高能级跃迁：吸收一定能量的光子，当一个光子的能量满足hE末E

4、初时，才能被某一个原子吸收，使原子从低能级E初向高能级E末跃迁，而当光子能量h大于或小于E末E初时都不能被原子吸收 2原子从高能级向低能级跃迁，以光子的形式向外辐射能量，所辐射的光子能量恰等于发生跃迁时的两能级间的能量差,4原子还可吸收外来实物粒子(例如自由电子)的能量而被激发由于实物粒子的动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两能级的能量差值(EEmEn)，均可使原子发生能级跃迁,特别提醒：原子在各能级间跃迁时，所吸收的光子的能量只能等于两能级间的能级差原子电离时所吸收的光子的能量满足EEEn.,1.氢原子的能级如图1523所示，已知可见光的光子能量范围约为1.62

5、eV3.11 eV.下列说法错误的是( ) 图1523,A处于n3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离 B大量氢原子从高能级向n3能级跃迁时，发出的光具有显著的热效应 C大量处于n4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种不同频率的光 D大量处于n4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出3种不同频率的光,二、氢原子跃迁时电子动能、电势能与原子能量的变化,3电势能 通过库仑力做功判断电势能的增减 当轨道半径减小时，库仑力做正功，电势能减小；反之，轨道半径增大时，电势能增加,2.氢原子辐射出一个光子后( ) A电子绕核旋转半径增大 B电子的动能增大 C氢原子的电势能增大 D原子的能级值增

6、大 解析：选B.放出光子后，原子能量减小，电子轨道半径减小，速度增大，动能增大，而电势能减小，故只有B正确,经典题型探究,卢瑟福和他的助手做粒子轰击金箔实验，获得了重要发现： (1)关于粒子散射实验的结果，下列说法正确的是( ) A证明了质子的存在 B证明了原子核是由质子和中子组成的 C证明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核内 D说明了原子中的电子只能在某些轨道上运动,【解析】 粒子散射实验发现了原子内存在一个集中了全部正电荷和几乎全部质量的核数年后卢瑟福发现核内有质子并预测核内存在中子，所以C对，A、B错玻尔发现了电子轨道量子化，D错 (2)从能量转化角度看，当粒子靠近原子

7、核运动时，粒子的动能转化为电势能，达到最近距离时，动能全部转化为电势能，设粒子与原子核发生对心碰撞时所能达到的最小距离为,【答案】 (1)C (2)2.71014 m,已知氢原子基态的电子轨道半径r10.531010 m，基态的能级值为E113.6 eV. (1)求电子在n1的轨道上运动形成的等效电流 (2)有一群氢原子处于量子数n3的激发态，画一能级图，在图上用箭头标明这些氢原子能发出哪几条光谱线 (3)计算这几条光谱线中最长的波长,(2)由于这群氢原子的自发跃迁辐射，会得到三条光谱线，如图1524所示 图1524,【答案】 (1)1.05103 A (2)见解析 (3)6.58107 m,

8、【规律总结】 (1)掌握原子跃迁的规律和特点是正确分析该题目的关键 (2)在处理电子在原子核外绕核运转的问题时，可认为其做匀速圆周运动，则电子一定需要向心力，而向心力只能来自于电子和原子核间的库仑引力，据此可由圆周运动的知识列出相应的方程，进行求解,(满分样板 10分)氢原子基态能量E113.6 eV，电子绕核做圆周运动的半径r10.531010 m求氢原子处于n4激发态时： (1)原子系统具有的能量；,【思路点拨】 由玻尔的能级理论可求得(1)，玻尔的原子模型(轨道理论)和圆周运动相结合可求得(2)，使原子电离与两能级间的跃迁有所区别，不要将二者混淆，理解电离的实质：电子获得足够能量从而脱离原子束缚,【答案】 (1)