第十三章 第2讲 原子结构和原子核-2023高考物理艺考生文化课百日冲关教师用书word（新教材，人教版）

第2讲　原子结构和原子核 [基础知识·填一填] [知识点1]　原子结构　光谱和能级跃迁　 1．电子的发现 英国物理学家汤姆孙在研究阴极射线时发现了　电子　，提出了原子的“枣糕模型”． 2．原子的核式结构 (1)1909～1911年，英国物理学家　卢瑟福　进行了α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型． (2)α粒子散射实验 ①实验装置：如下图所示； ②实验结果：α粒子穿过金箔后，绝大多数沿　原方向　前进，少数发生较大角度偏转，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，叫作原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在　原子核　里，带负电的　电子　在核外空间绕核旋转． 3．氢原子光谱 (1)光谱：用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的　波长　(频率)和强度分布的记录，即光谱． (2)光谱分类 (3)氢原子光谱的实验规律：巴耳末系是氢光谱在可见光区的谱线，其波长公式＝R(n＝3,4,5，…，R是里德伯常量，R＝1.10×107 m－1)． (4)光谱分析：利用每种原子都有自己的　特征谱线　可以用来鉴别物质和确定物质的组成成分，且灵敏度很高．在发现和鉴别化学元素上有着重大的意义． 4．玻尔理论和能级跃迁 (1)玻尔理论 ①定态：原子只能处于一系列　不连续　的能量状态中，在这些能量状态中原子是　稳定　的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量． ②跃迁：电子从能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时，会放出能量为hν的光子，这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即hν＝　Em－En　.(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34 J·s) ③轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应．原子的定态是　不连续的　，因此电子的可能轨道也是　不连续的　. (2)氢原子的能级图(如图所示) (3)氢原子的能级和半径公式 ①能级公式：En＝E1(n＝1,2,3，…)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝　－13.6　 eV. ②半径公式：rn＝　n2r1　(n＝1,2,3，…)，其中r1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r1＝0.53×10－10 m. [思维诊断]——————————► 判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”． (1)氢原子光谱是由不连续的亮线组成的．(　√　) (2)玻尔理论成功地解释了氢原子光谱，也成功地解释了氦原子光谱．(　×　) (3)按照玻尔理论，核外电子均匀地分布在各个不连续的轨道上．(　×　) (4)氢原子由能量为En的定态向低能级跃迁时，氢原子辐射的光子能量为hν＝En.(　×　) [知识点2]　原子核　核反应和核能　 1．原子核的组成 (1)原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为　核子　.质子带正电，中子不带电． (2)基本关系 ①核电荷数＝质子数(Z)＝元素的原子序数＝　核外电子数　. ②质量数(A)＝　核子数　＝质子数＋中子数． (3)X元素的原子核的符号为X，其中A表示　质量数　，Z表示核电荷数． 2．天然放射现象 (1)天然放射现象 元素　自发　地放出射线的现象，首先由　贝可勒尔　发现．天然放射现象的发现，说明原子核具有　复杂　的结构． (2)放射性同位素的应用与防护 ①放射性同位素：有　天然　放射性同位素和　人工　放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质相同． ②应用：消除静电、工业探伤、做　示踪原子　等． ③防护：防止放射性对人体组织的伤害． 3．原子核的衰变、半衰期 (1)原子核的衰变 ①原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种　原子核　的变化称为原子核的衰变． ②分类 α衰变：X→Y＋　He　. β衰变：X→Y＋　e　 当放射性物质连续发生衰变时，原子核中有的发生α衰变，有的发生β衰变，同时伴随着γ辐射． ③两个典型的衰变方程 α衰变：U→Th＋He β衰变：Th→Pa＋e. (2)半衰期 ①定义：放射性元素的原子核有　半数　发生衰变所需的时间． ②影响因素：放射性元素衰变的快慢是由核　内部　自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系． (3)公式：N余＝N原，m余＝m原 4．核力和核能 (1)原子核内部，　核子间　所特有的相互作用力． (2)核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其对应的能量ΔE＝　Δmc2　. (3)原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加Δm，吸收的能量为ΔE＝　Δmc2　. 5．核反应、核裂变、核聚变 (1)核反应规律：在核反应中，　质量数　守恒，　电荷数　守恒． (2)重核裂变 ①定义：使重核分裂成几个质量较小的原子核的核反应． ②铀核裂变：用中子轰击铀核时，铀核发生裂变，一种典型的反应是生成钡和氪，同时放出三个中子，核反应方程为：U＋n→Ba＋Kr＋3n. ③链式反应