原创2017年南方新高考高考总复习物理专题十三第4讲原子结构和原子核配套课件

单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,*,第,4,讲,原子构造和原子核,,一、卢瑟福核式构造模型,,1．汤姆生的“枣糕〞模型,,,,(1)1897 年，________发现电子，提出原子的“枣糕〞模型，,揭开了人类研究原子构造的序幕．,汤姆生,均匀,(2)“枣糕〞模型：原子是一个球体，正电荷________分布,,,,在整个球内，电子像枣糕里的枣子那样镶嵌在原子里．,,实验规律,卢瑟福的分析,____________α粒子仍沿原来的方向,,前进,原子中间绝大部分是________,,少数α粒子发生了较____的偏转，极,,少数的,偏转角超过了,______，个别甚,,至被弹回，偏转角几乎达到 180°,,α粒子碰到了质量比自己大得多的带正,,电的物质，原子的正电荷和几乎全部的,,质量都集中在一个很小的范围内,2．卢瑟福的核式构造模型,绝大多数,大,90°,空隙,(1)α粒子散射实验装置：如图13-4-1 所示．,,,,,,,,,,,,,图,13-4-1,,,(2)α粒子散射实验规律及卢瑟福对实验现象的分析,,(3)原子核式构造模型,,,,①在原子的中心有一个很小的核，叫__________．,,,,②原子的全部____电荷和几乎全部的________都集中在原,子核里．,原子核,正,质量,旋转,,③带负电的电子在核外空间里绕着核________．,,,,(4)原子核大小：从α粒子散射实验的数据估算出原子核的,,,半径约为 10,－15,～10,－14,,m(原子的半径约为 10,－10,,m)．,,3．质子和中子统称________，原子核的电荷数等于其质子,,,,数，原子核的_______数等于其质子数与中子数之和．具有一样,,,,_______数的原子属于同一种元素；具有一样的质子数和不同的,中子数的原子互称_________．,核子,质量,质子,同位素,,【根底检测】,,,,1．(2021 年福建卷)在卢瑟福α粒子散射实验中，金箔中的,,,,原子核可以看做静止不动，以下各图画出的是其中两个α粒子经,),答案：,C,A,历金箔散射过程的径迹，其中正确的选项是(,B,C,D,,二、玻尔原子模型与原子光谱,,1．玻尔原子模型,,,为解决原子核构造的稳定性和原子发光的不连续性问题，,玻尔提出了三条假设：,量子化,能量,稳定,(1)轨道假设：轨道是__________的，其半径只能是某些分,立的值．,能量,辐射,吸收,能级差,,(2)定态假设：不同的轨道对应着不同的________状态，这,,,些状态中原子是________的，不向外辐射能量．,,,(3)跃迁假设：原子在不同的状态具有不同的___________，,,,从一个定态向另一个定态跃迁时要_______或_________一定频,,,率的光子，该光子的能量等于这两个状态的____________．,,,2．能级：在玻尔模型中，原子的可能状态是__________,,,,的，因此各状态对应的能量也是__________的，这些能量值叫,能级．,不连续,不连续,3．基态与激发态：能量__________状态叫做基态；其他能,量状态叫激发态．,最低的,,4 ．光子的辐射与吸收：原子由激发态向基态跃迁时要,,,,________光子，由基态向激发态跃迁时要______光子．光子的,频率与能级的关系为______________．,辐射,吸收,hν,＝,E,m,－,E,n,,,【根底检测】,,,,2．(多项选择，2021 年山东卷)氢原子能级如图 13-4-2 所示，当,,,,氢原子从 n＝3 跃迁到 n＝2 的能级时，辐射光的波长为 656 nm.,以下判断正确的选项是(,),图,13-4-2,,A．氢原子从,n,＝2 跃迁到,n,＝1 的能级时，辐射光的波长,大于 656 nm,B．用波长为 325 nm 的光照射时，可使氢原子从,n,＝1 跃,迁到,n,＝2 的能级,C．一群处于,n,＝3 能级上的氢原子向低,能级跃迁时最多产,生 3 种谱,线,D．用波长为 633 nm 的光照射，不能使氢原子从,n,＝2 跃,迁到,n,＝3 的能级,,,解析：,根据氢原子的能级图和能级跃迁规律，当氢原子从,,,,n,＝,2,能级跃迁到,n,＝,1,的能级时，辐射光的波长一定小于,656,,,,nm,，因此,A,选项错误；根据发生跃迁只能吸收和辐射一定频率,,,,的光子，可知,B,选项错误，,D,选项正确；一群处于,n,＝,3,能级上,,,,的氢原子向低能级跃迁时可以产生,3,种频率的光子，所以,C,选,,,,项正确．,,,,,答案：,CD,,三、原子核,1．天然放射现象的发现,贝克勒尔,(1)____________发现天然放射现象，使人们认识到原子核,,,,也有复杂构造，揭开了人类研究原子核构造的序幕．,,,,(2)通过对天然放射现象的研究，人们发现原子序数大于或,,,,等于____的所有天然存在的元素都具有放射性，原子序数小于,,,,____的天然存在的元素有些也具有放射性，它们放射出来的射,线常见的有三种：________________________.,83,83,α射线、β,射线、,γ射线,,2．天然衰变中核的变化规律,,,,在核的天然衰变中，核变化的最根本的规律是__________,守恒和________守恒．,质量数,电荷数,3．半衰期,,,,(1)定义：放射性元素的原子核有__________发生衰变所需,要的时间．,半数,快慢,物理状态,化学状态,,(2)意义：反映了核衰变过程的________程度，具有统计性．,,,,(3) 特征：只由核本身的因素所决定，而与原子所处的,,,,____________或____________无关．,,质子,中子,,,四、核力、核能、重核的裂变和轻核的聚变,,,1．核力：原子核的半径很小，其中的质子之间的库仑力很,,,,大，受到这么大的库仑斥力却能处于稳定状态，一定还有别的,,,,力把各核子紧紧地拉在一起，这种力叫做核力．核力具有以下,,,,特点：,,,,(1)核力是很强的力．,,,(2)核力作用范围很小，只在 2.0×10,－15,,m 的短距离内起作,用．,相邻,(3)每个核子只跟它________的核子发生核力作用．,,2．核能,原子核,原子核,质量亏损,E,＝,mc,2,,(1) 结合能：核子结合成__________ 时放出一定的能量，,,,,__________分解成核子时吸收一定的能量，这种能量叫结合能．,,,,(2)质量亏损：核子结合生成原子核，所生成的原子核的质,,,,量比生成它的核子的总质量要小些，这种现象叫做,_________．,,,,(3)爱因斯坦质能方程：物体的能量和质量之间存在着密切,,,,的联系，它们的关系是__________，这就是爱因斯坦质能方程，,,,,其另一个表达形式是Δ,E,＝Δ,mc,2,.,,3．获得核能的途径,中等,10,较大,,【根底检测】,,,考点1 氢原子的能级跃迁,,⊙重点归纳,,2．光子的吸收与辐射,原子从一种定态(能量为 E初)跃迁到另一种定态(能量为E末)，,,,它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能级,,,差决定，即hν＝E初-E末．假设E初＞E末，那么辐射光子；假设E初＜E末，,,,那么吸收光子．,3．氢原子能级图：如图13-4-3所示．,图,13-4-3,,,⊙典例剖析,,,,例1：(多项选择，2021 年河北衡水中学检测)氢原子能级如图,,,,13-4-4，当氢原子从n＝3跃迁到n＝2的能级时，辐射光的波长,为 656 nm，以下判断正确的选项是(,),图,13-4-4,,A．氢原子从,n,＝2 跃迁到,n,＝1 的能级时，辐射光的波长,大于 656 nm,B．用波长为 325 nm 的光照射，可使氢原子从,n,＝1 跃迁到,n,＝2 的能,级,C．一群处于,n,＝3 能级上的氢原子向低,能级跃迁时最多产,生 3 种谱,线,D．用波长为 633 nm 的光照射，不能使氢原子从,n,＝2 跃迁,到,n,＝3 的能级,,,,答案：,CD,,【考点练透】,,,,1．(2021 年天津六校联考)氢原子能级的示意图如图13-4-5,,,,所示，大量氢原子从 n＝4 的能级向 n＝2 的能级跃迁时辐射出,,,,可见光 a，从 n＝3 的能级向n＝2 的能级跃迁时辐射出可见光 b，,那么(,),图,13-4-5,,A．氢原子在,n,＝2 的能级时可吸收能量为 3.6 eV 的光子而,发生电离,B．氢原子从,n,＝4 的能级向,n,＝3 的能级跃迁时辐射出光,子的能量可以小于 0.66 eV,,,,C．,b,光比,a,光的波长短,D．氢原子从,n,＝4 的能级可辐射出 5 种频率的光子,,答案：,A,,考点2 核衰变及三种射线,,⊙重点归纳,1．核衰变,,2．三种射线的本质和特性,,,⊙典例剖析,,,例2：(2021 年云南玉溪第一中学期中)以下说法正确的选项是,(,),,,答案：,ACD,,【考点练透】,,,,2．(2021 年广西桂林第十八中学月考)关于天然放射性，下,列说法正确的选项是(,),A．所有元素都有可能发生衰变,,,,B．放射性元素的半衰期与外界的温度,无关,,,,C．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放,射性,,,,D．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强,,,,E．一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线,,,解析：,原子核可以自发地衰变，但不是所有元素都可以发,,,,生衰变，选项,A,错误；放射性元素的半衰期由原子核决定，与,,,,外界的温度无关，选项,B,正确；放射性元素的放射性与核外电,,,,子无关，故放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性，,,,,选项,C,正确；,α,、,β,和,γ,三种射线中，,γ,射线的穿透能力最强，,,,,电离能力最弱，选项,D正确；一个原子核在一次衰变中不能同,,,,时放出α,、,β,和,γ,三种射线，选项,E 错误．,答案：,BCD,,考点3 核反响方程与核能计算,,⊙重点归纳,,2．核能的计算方法,(1)根据ΔE＝Δmc2计算，计算时Δm的单位是“kg〞，c的单,位是“m/s〞，ΔE 的单位是“J〞．,(2)根据ΔE＝Δm×931.5 MeV 计算．因 1 原子质量单位(u),,,,相当于931.5 MeV的能量，所以计算时Δm的单位是“u〞，ΔE的,,,,单位是“MeV〞．,(3)根据核子比结合能来计算核能：,原子核的结合能＝核子比结合能×核子数．,,⊙典例剖析,,,【考点练透】,解析：静止的放射性原子核发生了衰变放出粒子后，新核,,,的速度与粒子速度方向相反，放出的粒子与新核所受的洛伦兹,,,力方向一样，根据左手定那么判断粒子与新核的电性关系，即可,,,判断发生了哪种衰变．即可根据电荷数守恒及质量数守恒写出,,,核反响方程式．,,,答案：D,,。