高三物理一轮复习 第13章 第4课时 原子结构与原子核导学案

1、第四课原子结构和原子核【考纲解读】1 .了解2种原子结构模型，用玻尔理论解释氢原子光谱.2.把握氢原子的能级式，结合能级图解决原子的迁移问题.3.把握原子核的崩溃、半寿期等知识.4.编写核反应方程式，从质量能方程式中解决核电源问题【知识的要点】试验点1原子结构和粒子散射实验1.粒子散射实验的结果大部分粒子在金箔通过后，基本上向原来的方向发展，但是，粒子发生了很大的角度偏向，极少数的粒子偏向超过90，有的被冲撞而停止2 .卢瑟福的原子核式结构模型据说，原子的中心有一个小核，原子的所有正电荷和大部分集中在原子核，带负电荷的东西在核外围绕核旋转。试验点2玻尔理论的理解和订正1 .稳定态：原子只存在于

2、一系列不连续的能态中。 在这些个的能量状态中原子是稳定的，电子围绕核运动，但是不会向外部放射能量。2 .转变：当原子从一个稳定态转变到另一个稳定态时，其辐射或吸收一个频率的光子，并且光子能量由这两个稳定态的能量差决定。 即，h=Em-En.(h是普朗特数，h=6.6310-34 Js )3轨道：原子的不同能量状态对应于电子在不同环绕轨道上环绕核的运动。 由于原子的稳定态是不连续的，所以电子的可能轨道也是不连续的4 .氢原子的能级能级公式(1)氢原子的能级图；(2)氢原子的能级和轨道半径；氢原子的能级公式： en=E1(n=1、2、3、)，其中e1是基态能量，其数值是E1=-13.6 eV。氢原

3、子的半径公式： rn=n2r1(n=1、2、3、)，其中r1是基态半径，也称为玻尔半径，其数值为r1=0.5310-10 m。3试验原子核的崩溃1 .原子核的衰变(1)原子核放出粒子或粒子，变成另一个原子核的变化称为原子核的崩溃(2)分类崩解： xy和崩解： XY e2.3种放射性射线的成分和性质名字构成符号电荷量品质电离能力贯通本领射线核氦原子荷二号4 u战斗机最强最弱射线电子e-eu型好强好强射线光子00最弱最强3 .理解半寿期(1)根据半寿期的概念，可以归纳公式n侑=N原，m侑=m原式中，n原、m原表示衰变前的放射性元素的原子核数与质量，n元、m元表示衰变后的放射性元素的原子核数与质量，

4、t表示衰变时间，表示半寿期(2)影响因素：放射性元素衰变的速度取决于原子核内部的因素，与原子所处的物理状态(如温度、压力)及化学状态(如单质、化合物)无关试验点四核反应类型及核反应方程类型可控性核反应方程的典型例子崩溃衰变自发的92U90Th He衰变自发的90Th91Pa e人工转换人工控制7N He8O H (卢瑟福发现质子)He Be6C n (查德威克表达中子)13Al HeP n居里夫妇发现了放射性同位素，在云同步发现了正电子p硅01e重核裂变比较容易人工控制92U n56Ba Kr 3n92U n54Xe Sr 10n轻核聚变目前无法控制哈尔滨-哈尔滨注意：(1)由于核反应过程一般

5、是不可逆的，所以核反应方程式只能用单向式箭头表示反应方向，不能用等号连接(2)核反应产物必须基于实验，不能随意根据两个守恒定律，用于化学基，从而构成核反应方程(3)核反应不是遵循质量保存，而是遵循质量保存的电荷数保存试验点5核能和核电源的补正算1 .应用质量方程求解的程序流程图写出核反应方程式修正质量损失m用e=MC2修正放出核电源(1)根据1)e=MC2进行修正，修正运算时的m的单位为“kg”，c的单位为“m/s”，e的单位为“j”。由于1原子质量单位(u )相当于931.5MeV的能量，所以修正计算时的m的单位为 u ，e的单位为 mev 。2 .用质量能量方程校正核电源时，不能用质量数代

6、替质量进行校正【典型例题】卢瑟福和他的助手进行了粒子散射实验，得到了重要的发现：关于粒子散射实验的结果，以下说法中正确的是()a .证明了质子的存在b .证明了原子核由质子和中子组成c .证明原子的所有正电荷和几乎所有的质量都集中在小的核上d .说明了原子中的电子只能在部分轨道上移动例2当氢原子处于基态时，已知原子能E1=-13.6 eV、电子电量e、电子质量m、氢的核外电子的第一轨道的半径r1、氢原子的各稳态能与基态能的关系En=、式中n=2、3、4(1)氢原子核外电子的绕核运动与环电流等效，处于基态的氢原子核外电子运动的等效电流是多少(用k、e、r1、m表示)(2)氢原子在n=2的稳定态时

7、，求出该氢原子的电离能(1) th (金属钍)经过一系列的衰变和衰变后变成了Pb (金属铅)a .金属铅核比金属钍核少8个质子b .金属铅核比金属钍核少16个中子经过了c .修正4次的崩解和6次的崩解d .修正6次的崩解和4次的崩解(2)居里夫妇发现了人工放射性元素，获得了1935年的诺贝尔化学奖，当他们所发现的放射性元素p衰退，变成了Si时，会向云同步释放出别的粒子。 这个粒子是例4 .铀核裂变有多种形式，其中一个核反应方程为U nBa Kr 3n.()。(1)试着修正铀235原子核分裂后放出的能量(235 92U、Ba、Kr、n的质量分别相当于235.043 9 u、140.913 9u、

8、91.897 3 u、1.008 7 u、1 u相当于931 MeV )(2)铀235原子核1kg引起上述核裂变时，能放出多少核电源？ 相当于燃烧多少煤放出的能量？ (煤的热值为2.94107 J/kg )【扩大训练】1.粒子散射现象的分析卢瑟福粒子散射实验中，少数粒子产生大的角度偏转是因为()a .原子的正电荷和大部分的质量集中在小的核上b .正电荷在原子内均匀分布c .原子中存在带负电的电子d .原子只能处于一系列不连续的能量状态2.能级迁移的理解用频率0的光大量照射处于基态的氢原子，在放射的光谱中只能观测频率1、2、3这3个光谱，如果321 ()v0v1b.v3=v2v 1C.0=1 2

9、 3 D.=3.对原子核衰变的理解2014年5月10日南京发生了放射铱-192的丢失事件，铱-192化学符号为Ir，原子序数为77，半寿期为74日，铱-192因衰变放出射线，射线能透过10100 mm厚钢板现有1 g铱4.核反应方程的写入原子核融合有望为人类的未来提供丰富的清洁能源.氘等离子体被加热到适当的高温时，会发生与重阳核相关的一些融合反应，产生能量.这些个反应的总效应表现为6HkHe dH 2n 43.15 MeVA.k=1，d=4 B.k=2，d=2C.k=1，d=6 D.k=2，d=35.核电源的补正算已知将氦原子原子的质量设为MHe u、电子的质量设为me u、质子的质量设为mp u、中子的质量设为mn u、u作为原子质量单位，根据爱因斯坦的质量能量方程式e=mc2，1 u对应于931.5 MeV的能量，取光速c=时a.2毫米-毫米931.5毫米b .第二次