第2节原子结构

《第2节原子结构》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第2节原子结构（33页珍藏版）》请在文档大全上搜索。

1、第第2 2节原子结构节原子结构1 1汤姆孙原子模型汤姆孙原子模型(“(“枣糕枣糕”模型模型) )(1)(1) 研究阴极射线用测定粒子比荷的方法研究阴极射线用测定粒子比荷的方法发现了电子电子的发现证明了原子是可分的发现了电子电子的发现证明了原子是可分的(2)(2)汤姆孙原子模型：原子里面带汤姆孙原子模型：原子里面带 的物质的物质均匀分布在整个原子球体中，而均匀分布在整个原子球体中，而 则一则一粒粒镶嵌在球内粒粒镶嵌在球内2 2卢瑟福的卢瑟福的粒子散射实验粒子散射实验(1)(1)卢瑟福的卢瑟福的粒子散射实验装置粒子散射实验装置( (如下图所示如下图所示) )汤姆孙汤姆孙正电荷正电荷带负电的电子带负

2、电的电子一、原子结构一、原子结构 (2)粒子散射实验现象：粒子散射实验现象： 多数多数粒子穿过金箔后基粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，本上仍沿原来的方向前进， 粒子穿过金箔后发生粒子穿过金箔后发生了大角度偏转，了大角度偏转， 数数粒子甚至被反弹回来粒子甚至被反弹回来3卢瑟福的原子核式结构模型卢瑟福的原子核式结构模型在原子的中心有一个在原子的中心有一个 ，叫原子核，原子的所有，叫原子核，原子的所有 和几乎所有和几乎所有 都集中在原子核里，带负电的都集中在原子核里，带负电的 在核外绕核旋转由在核外绕核旋转由粒子散射实验的数据估算出原粒子散射实验的数据估算出原子核半径的数量级为子核半径的数量

3、级为 m，而原子半径的数量级为，而原子半径的数量级为 m.绝大绝大少数少数极少极少很小的核很小的核正电荷正电荷质量质量电子电子101510101 1玻尔原子模型玻尔原子模型(1)(1)轨道假设：原子中的电子在库仑引力的作用下，绕原子轨道假设：原子中的电子在库仑引力的作用下，绕原子核做圆周运动，电子绕核运动的可能轨道是核做圆周运动，电子绕核运动的可能轨道是 的的(2)(2)定态假设：电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同定态假设：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，即原子的能量是的状态，因而具有不同的能量，即原子的能量是的这些具有确定能量的稳定状态称为定态，在各个定

4、态的这些具有确定能量的稳定状态称为定态，在各个定态中，原子是中，原子是 的，不向外辐射能量的，不向外辐射能量不连续不连续不连续不连续稳定稳定二、玻尔理论、能级二、玻尔理论、能级(3)跃迁假设：原子从一个能量状态向另一个能量状态跃跃迁假设：原子从一个能量状态向另一个能量状态跃迁时要迁时要 或或 一定频率的光子，光子的能量等于一定频率的光子，光子的能量等于两个状态的两个状态的 ，即，即h .2能级：在玻尔理论中，原子各个可能状态的能级：在玻尔理论中，原子各个可能状态的叫能级叫能级3基态和激发态：原子能量基态和激发态：原子能量 的状态叫基态，其的状态叫基态，其他能量他能量(相对于基态相对于基态)较高

5、的状态叫激发态较高的状态叫激发态4量子数：现代物理学认为原子的可能状态是量子数：现代物理学认为原子的可能状态是的，各状态可用正整数的，各状态可用正整数1,2,3，表示，叫做量子数，一表示，叫做量子数，一般用般用n表示表示吸收吸收放出放出能级差能级差EmEn能量值能量值最低最低不连续不连续能级图中的横线表示氢原子可能的能量状态能级图中的横线表示氢原子可能的能量状态定定态态横线左端的数字横线左端的数字“1、2、3”表示量子数，右端的表示量子数，右端的数字数字“13.6，3.4，”表示氢原子的能级表示氢原子的能级相邻横线间的距离，表示相邻的能级差，量子数越相邻横线间的距离，表示相邻的能级差，量子数越

6、大，相邻的能级差越小大，相邻的能级差越小带箭头的竖线表示原子由较高能级向较低能级跃迁，带箭头的竖线表示原子由较高能级向较低能级跃迁，原子跃迁条件为：原子跃迁条件为：hEmEn.特别提醒特别提醒：能级越高，量子数越大，轨道半径越大，：能级越高，量子数越大，轨道半径越大，电子的动能越小，电势能越大，原子的能量肯定随能电子的动能越小，电势能越大，原子的能量肯定随能级的升高而变大级的升高而变大例例1 1 英国物理学家卢瑟福和他的助手做英国物理学家卢瑟福和他的助手做粒子轰击金粒子轰击金箔实验，获得了重要发现：箔实验，获得了重要发现：(1)(1)关于关于粒子散射实验的结果，下列说法正确的是粒子散射实验的结

7、果，下列说法正确的是( () )A A证明了质子的存在证明了质子的存在B B证明了原子核是由质子和中子组成的证明了原子核是由质子和中子组成的C C证明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在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里一个很小的核里D D说明了原子中的电子只能在某些轨道上运动说明了原子中的电子只能在某些轨道上运动题型一：原子结构与题型一：原子结构与粒子散射实验粒子散射实验(2)下列图中，下列图中，O表示金原子核的位置，则能正确表表示金原子核的位置，则能正确表示该实验中经过金原子核附近的示该实验中经过金原子核附近的粒子的运动轨迹粒子的运动轨迹的是图中的的是图中的()

8、【解析【解析】(1)粒子散射实验发现了原子内存在一个集中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，所以核内有质子并预测核内存在中子，所以C对，对，A、B错玻尔发现了电子轨道量子化，错玻尔发现了电子轨道量子化，D错错(2)粒子散射的原因是原子核对其有库仑斥力的作用，粒子散射的原因是原子核对其有库仑斥力的作用，离核越近，斥力越大，偏转越明显，当正好击中原子核离核越近，斥力越大，偏转越明显，当正好击中原子核时，由于时，由于粒子质量较小而反弹粒子质量较小而反弹【答案【答案】(1)C(2)

9、B题型二：氢原子能级跃迁问题题型二：氢原子能级跃迁问题例例2 2 如图所示为氢原子的能级图，如图所示为氢原子的能级图，现让一束单色光照射到大量处于基现让一束单色光照射到大量处于基态态( (量子数量子数n n1)1)的氢原子上，受激的氢原子上，受激的氢原子能自发地发出三种不同频的氢原子能自发地发出三种不同频率的光，则照射氢原子的单色光的光子能量为率的光，则照射氢原子的单色光的光子能量为( () )A A13.6 eV13.6 eV B B12.75 eV12.75 eV C C10.2 eV10.2 eV D D12.09 eV12.09 eV【解析【解析】多个氢原子处于多个氢原子处于n3能级对

10、应的激发态，才能够能级对应的激发态，才能够正好产生三种不同频率的光子，分别为正好产生三种不同频率的光子，分别为h1E3 E2，h2E2E1，h3E3E1. 故吸收光子能量必满足故吸收光子能量必满足hE3E112.09 eV.D正确正确. 原子的跃迁条件原子的跃迁条件hEmEn对于吸收对于吸收光子和放出光子都适用光子和放出光子都适用. 注意若吸收光子的能量大于基态电注意若吸收光子的能量大于基态电离能时，原子对光子的吸收不再受能级差限制离能时，原子对光子的吸收不再受能级差限制. 【答案【答案】D【方法与知识感悟【方法与知识感悟】1对原子跃迁条件的理解对原子跃迁条件的理解(1)原子从低能级向高能级跃

11、迁，吸收一定能量的光子，当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一个光子的能量满足hE末末E初初时，才能被某一个原子时，才能被某一个原子吸收，使原子从低能级吸收，使原子从低能级E初初向高能级向高能级E末末跃迁，而当光子能跃迁，而当光子能量量h大于或小于大于或小于E末末E初初时都不能被原子吸收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，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量差(3)原子跃迁条件原子跃迁条件hEmEn只适用于光子