2019高中物理 第三章 原子结构之谜章末复习课学案 粤教版选修3-5.doc

1第三章第三章 原子结构之谜原子结构之谜章末复习课【知识体系】原子结构之谜电子的发现阴极射线电子 葡萄干布丁模型荷质比(qm)的测定 电子电荷量的测定) 核式结构 实验：现象 原因核式结构的建立) 原子的核式结构模型 原子、原子核的尺寸、电荷)氢原子光谱光谱线状谱连续谱) 实验规律：巴耳末公式)玻尔的原子结构模型 量子化 量子化 能级跃迁：)答案填写 汤姆生 卢瑟福 粒子散射 光谱分析 R()，1 1 221 n2n3，4，5， 能量 轨道 hEmEn主题 1 对粒子散射实验及核式结构模型的理解1实验现象(1)粒子通过金箔时，绝大多数不发生偏转，仍沿原来的方向前进(2)少数发生较大的偏转，极少数偏转角超过 90°.(3)有的甚至被弹回，偏转角几乎达到 180°.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，电子绕核运转【典例 1】 (2016·上海卷)卢瑟福通过对 粒子散射实验结果的分析，提出了原子内部存在( )A电子 B中子C质子 D原子核解析： 粒子散射实验现象为：绝大多数 粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但有少数 粒子发生了较大的偏转，并有极少数 粒子的偏转超过 90°，有的甚至几乎达到 180°而被反弹回来卢瑟福根据该实验现象提出了原子核式结构模型：原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转，故2A、B、C 错误，D 正确答案：D针对训练1 粒子散射实验首次表明了( )A 粒子带正电B电子是原子的组成部分C原子是一个正、负电荷均匀分布的球D原子中带正电的部分体积很小解析：卢瑟福根据该实验现象提出了原子的核式结构模型：原子中心有一很小的核，集中着全部正电荷及几乎全部质量，电子绕核旋转，故 D 正确答案：D主题 2 玻尔的原子结构模型1玻尔的原子结构模型可概括为三个要点(1)能量的量子化EnE1(En为动能、电势能之和)1 n2(2)轨道的量子化rnn2r1.(3)能级跃迁量子化hEmEn(吸收或辐射一定频率的光子)2氢原子的能级(1)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 E1 n2eV.(2)氢原子的能级图如图所示【典例 2】 (多选) 按照玻尔理论，下列关于氢原子的论述正确的是( )A第m个定态和第n个定态的轨道半径rm和rn之比为：rmrnm2n2B第m个定态和第n个定态的能量Em和En之比为：EmEnn2m2C电子沿某一轨道绕核运动，若其圆周运动的频率是，则其发光频率也是D若氢原子处于能量为E的定态，则其发光频率为E h解析：由氢原子核外电子轨道半径公式：rnn2r1，轨道半径与量子数的平方成正比，3所以rmrnm2n2，A 选项正确氢原子的能量公式：EnE1，可见氢原子的能量与量1 n2子数的平方成反比，所以EmEnn2m2，B 选项正确根据玻尔的原子理论，只有核外电子发生能级跃迁时，才能发射某一频率的光，所以 C、D 选项不正确答案：AB针对训练2(多选)以下关于玻尔原子理论的说法正确的是( )A电子绕原子核做圆周运动的轨道半径不是任意的B电子在绕原子核做圆周运动时，稳定地产生电磁辐射C电子从量子数为 2 的能级跃迁到量子数为 3 的能级时要辐射光子D不同频率的光照射处于基态的氢原子时，只有某些频率的光可以被氢原子吸收解析：根据玻尔理论知，电子绕核做圆周运动的半径是一些分立值，故 A 正确；电子绕核做圆周运动时，不发生电磁辐射，故 B 错误；从低能级向高能级跃迁时，需吸收光子，故 C 错误；当吸收的光子能量等于两能级间的能级差，才能被氢原子吸收，所以不同频率的光照射处于基态的氢原子时，只有某些频率的光可以被氢原子吸收，故 D 正确答案：AD主题 3 原子能级的跃迁与电离1在正常状态下，原子处于最低能级，这时电子在离核最近的轨道上运动，即基态原子处于较高能级时，电子在离核较远的轨道上运动，即激发态原子从基态向激发态跃迁的过程是吸收能量的过程；原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃迁的过程，是辐射能量的过程，这个能量以光子的形式被吸收或辐射出去，吸收或辐射的能量恰等于发生跃迁的两能级的能量之差2直接跃迁与间接跃迁原子从一种能量状态跃迁到另一种能量状态时，有时可能是直接跃迁，有时可能是间接跃迁，两种情况辐射(或吸收)光子的频率可能不同3电离与跃迁原子跃迁时，不管吸收还是辐射光子，其光子能量都必须等于这两个能级的能量差，若想把某一定态上的原子的电子电离出去，就需要给原子的能量大于等于电离能典例 (多选)如图给出氢原子最低的 4 个能级，大量氢原子在这些能级之间跃迁，下列说法正确的是( )4A辐射光子最小频率为第 2 能级跃迁到第 1 能级B处于第 4 能级的原子所辐射的光子的频率最多有 6 种C为使基态氢原子电离应用能量至少为 13.6 eV 的光照射氢原子D11 eV 的光子能将基态的氢原子激发到第 2 能级解析：由题能级图可知，3、4 能级的能级差最小，则辐射光子最小频率为第 4 能级跃迁到第 3 能级，故 A 错误； 处于第 4 能级的原子所辐射的光子的频率最多有C6 种，2 4故 B 正确； 为使基态氢原子电离应用能量至少为 13.6 eV 的光照射氢原子，故 C 正确；10.2 eV 的光子能将基态的氢原子激发到第 2 能级，而 11 eV 的光子不能被氢原子吸收，故 D 错误答案：BC针对训练3.根据玻尔原子结构理论，氦离子(He)的能级图如图所示电子处在n3 轨道上比处在n 5 轨道上离氦核的距离_(选填“近”或“远”)当大量 He处在n4 的激发态时，由于跃迁所发射的谱线有_条解析：从图上可知n3 轨道上的能级比n5 轨道上的能级低根据玻尔原子结构理论：离核越近，能级越低，可知n3 轨道上的电子离氦核的距离近处于第 4 激发态的He的发射光子的种类为：NC 6 种2 4答案：近 6统揽考情核式结构、玻尔理论、能级公式、原子跃迁条件在选做题部分出现的几率将会增加，可能单独命题，也可能与其他知识结合出题，主要以选择题为主真题例析(2015·安徽卷)图示是粒子(氦原子核)被重金属原子核散射的运动轨迹，M、N、P、Q是轨迹上的四点，在散射过程中可以认为重金属原子核静止不动图中所标出的粒子在各点处的加速度方向正确的是( )5AM点 BN点 CP点 DQ点解析：由库仑定律，可得两点电荷间的库仑力的方向在两者的连线上，同种电荷相互排斥，由牛顿第二定律，加速度的方向就是合外力的方向，故 C 正确，A、B、D 错误答案：C针对训练(2016·北京卷)处于n3 能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，辐射光的频率有( )A1 种 B2 种 C3 种 D4 种解析：现有大量的氢原子处于n3 的激发态，当这些氢原子向低能级跃迁时，辐射光子的频率为nC 3 种选项 C 正确，A、B、D 错误2 3答案：C1(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 错答案：BC2氢原子从n4 的激发态直接跃迁到n2 的能态时，发出蓝色光，则氢原子从n5 的激发态直接跃迁到n2 的能态时，不可能发出的是( )A红外线 B红光C紫光 D 射线解析：氢原子从n5 的激发态直接跃迁到n2 的能级时，辐射的光子能量大于从6n4 的激发态直接跃迁到n2 的能级时辐射的光子能量，所以光子能量大于蓝光的光子能量， 射线是原子核在发生 衰变和 衰变时产生的能量以 光子的形式释放，是高频电磁波，而氢原子从n5 的激发态直接跃迁到n2 的能态时，所辐射的光子能量小于 射线的光子能量故 C 正确，A、B、D 错误答案：C3氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光的频率为1，从能级n跃迁到能级k时吸收紫光的频率为2，已知普朗克常量为h，若氢原子从能级k跃迁到能级m，则( )A吸收光子的能量为h1h2B辐射光子的能量为h1h2C吸收光子的能量为h2h1D辐射光子的能量为h2h1解析：由跃迁假设及题意可知，h1EmEn，h2EkEn，红光频率1小于紫光频率2，所以能级k能量大于能级m能量，所以从能级k到能级m需要辐射光子，A、C项错；h3EkEm，解三式得：h3h2h1，D 项正确答案：D4已知氢原子的基态能量为E1，激发态能量En，其中n2，3，.h表示普朗E1 n2克常量，c表示真空中的光速. 能使氢原子从第 1 激发态电离的光子的最大波长为( )A B4hc 2E12hc E1C D4hc E19hc E1解析：第 1 激发态即第 2 能级，是能量最低的激发态，则有E2，电离是氢原子从E1 4第 1 激发态跃迁到最高能级 0 的过程，需要吸收的光子能量最小为 0E2，所以有E1 4，解得，故 C 正确. E1 4hc 4hc E1答案：C