第八章原子结构
一、电子的发现：
（一）电子的发现：
1．电子是怎样发现的：
汤姆生用测定粒子的荷质比的方法发现了电子。
汤姆生发现阴极射线在电场和磁场中的偏转现象，根据偏转方向，确认阴极射线是带负电的粒子流。当他测定阴线射线粒子的荷质比时发现，不同物质做成的阴极发出的射极（粒子）都有相同的荷质比，这表明它们都能发射相同的带电粒子，因此这种带电粒子是构成物质的共同成份，这就是电子。
2．电子的发现对人类认识原子结构的重要性。
①电子的发现使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也具有结构。
②由于原子含有带负电的电子，从物质的电中性出发，推想到原子中还有带正电的部分，这就提出了进一步探索原子结构、探索原子模型的问题。
（二）汤姆生的原子模型（枣糕模型）
葡萄干面包模型
二、原子的核式结构的发现
（一）原子核式结构的发现：
1．什么叫散射实验？
用各种粒子——x射线、电子和α粒子轰击很薄的物质层，通过观察这些粒子穿过物质层后的偏转情况，获得原子结构的信息，这种实验叫做散射实验。
2．为什么用α粒子的散射（实验）现象可以研究原子的结构？
原子的结构非常紧密，用一般的方法无法探测它内部的结构，要认识原子的结构，需要用高速粒子对它进行轰击。
①由于α粒子具有足够的能量可以接近原子的中心，
②α粒子可以使荧光物质发光，如果α粒子与其他粒子发生相互作用，改变了运动的方向，荧光屏便能够显示出它的方向变化。
3．α粒子散射装置
①放射源（Pa“坡”）玛丽·居里的祖国波兰。
②金箔：1μm，能透光，有3000多层原子厚。
③荧光屏荧光屏和显微镜能够围绕金箔在一个
④显微镜圆周上转动，从而可以观察到穿过金箔后
⑤转动圆盘偏转角度不同的α粒子
4．实验过程：实验室建在地下，通道大拐角（防光进入）
马斯登和盖革（卢瑟福的学生、助手）进入实验室后要静座半小时散瞳孔后进行观察（纯人工计数），这种观察是十分艰苦细致的工作，所用的时间也是相当长的。（1909年~~1911年两年的时间）。
5．实验结果：
①“绝在多数”（几十万个）α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进
②“少数”（上万个）α粒子都发生了较大的偏转，
③并且“极少数”（1350角几十个，1800角十几个）α粒子的偏转超过了900，有的甚至几乎达到1800，象是被金箔弹了回来。
6．实验分析：马斯登和盖革把实验结果交给老师后，卢瑟福开始认为是实验错了（汤姆生是卢瑟福的老师，老师的观点能否轻易否定吗？）
根据原理论寻找新的解释，后来才发现应修改理论，三个多星期后，卢瑟福吹着口哨到了实验室，两个学生一听，老师已解决了这个问题。
①电子不可能使α粒子发生大角度散射，α粒子跟电子碰撞过程中，两者动量的变化相等，由于α粒子的质量是电子质量的7300倍，在碰撞前后，质量大的α粒子速度几乎不变，而质量小的电子速度要发生改变，因此，α粒子与电子正碰时，不会出现被反弹回来的现象。发生非对心碰撞时，α粒子也不会有大角度的偏转，可见，电子使α粒子在速度的大小和方向上的改变都是十分微小的。
②按照汤姆生的原子模型，正电荷在原子内部均匀地分布，α粒子穿过原子时，由于粒子两侧正电荷对它的斥力有相当大一部分互相抵消，使α粒子偏转的力也不会很大。α粒子的大角度散射现象，说明汤姆生模型不符合原子结构的实际情况。
③实验中发现极少数α粒子发生了大角度偏转，甚至反弹回来，表明这些α粒子在原子中的某个地方受到了质量、电量均比它本身大得多的物体的作用。
④金箔的厚度大约1μm，金原子的直径大约是3×10-10米，绝大多数α粒子在穿过金箔时，相当于穿过三千多个金原子的厚度，但它们的运动方向却没有发生明显的变化，这个现象表明了α粒子在穿过金箔时，基本上没有受到力的作用，说明原子中的绝大部分是空的，原子的质量和电量都集中在体积很小的核上。
（二）原子核的电荷和大小：
1．测知原子核的电荷：原子中的电子数等于原子序数。
2．意义：给元素排序提供了实验依据，元素的化学性质归根到底是由原子中的电子数决定的，从而是由原子核中的电荷数来决定的。3．核的大小：直径10-14m以下
原子核的半径只相当于原子半径的万分之一，
原子核的体积只相当于原子体积的万亿分之一。
4．原子核密度很大，1立方厘米的原子核质量为107吨。
（三）卢瑟福原子核式结构模型：
在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，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进而绕着核旋转。
三、玻尔的原子理论
（一）玻尔理论产生的背景：
1．背景：核式结构虽然能很好地解释α粒子散射实验，但跟经典的电磁理论发生了矛盾，这些矛盾说明从宏观现象总结出来的经典电磁理论不适用于微观现象。不解决这个矛盾，原子理论就不能前进，这就是产生玻尔原子理论的历史背景。
2．核式结构与经典电磁理论的矛盾：
①按经典电磁理论，电子在绕核作加速运动过程中，要向外辐射电磁波，因此能量要减少，电子轨道半径也要变小，最终会落到原子核上，因而原子是不稳定的；
②电子在转动过程中，随着转动半径的缩小，转动频率不断增大，辐射电磁波的频率不断变大，因而大量原子发光的光谱应该是连续光谱。
而事实上，原子是稳定的，原子光谱也不是连续的光谱，而是线状光谱。（明线光谱）
（二）玻尔原子理论的主要内容：
1．能级假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然做加速运动，但并不向外辐射能量，这些状态叫做定态。具有一定的能量，也叫能级。（能量指系统动能和势能的总和）
能级假设是针对原子的稳定性提出的，它承认核式模型，但假定原子只能处于一系列“不连续”的稳定状态中。
从宏观现象的“连续”的概念过渡到微观世界的“不连续”的概念，是人类对物质世界认识上的一次飞跃。
2．跃迁假设：原子从一种定态（设能量为E2）跃迁到另一种定态（设能量为E1）时，它辐射（或吸收）一定频率的光子，光子的能量由两种定态的能量差决定，即
hν=E2-E1
跃迁假设说明了原子发光的机制，这一条假设是针对原子发光的光谱是线状光谱提出的，运用了普朗克的量子理论。
3．轨道假设：原子的不同能量状态对应于电子的不同运行轨道，由于原子的能量状态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的，即电子不能在任意半径的轨道上运行，只有满足下列条件的轨道才是
可能的：轨道半径r 跟电子的动量mv 的乘积等于h/2π的整数倍，即mvr=n π
2h , n=1, 2, 3 ....，式中n 是正整数叫量子数，这种现象叫做轨道的量子化。
轨道量子化假设也是针对原子的核式模型提出的，是对第一条假设的补充。
（三）氢原子的大小和能级：（玻尔理论对氢原子的应用）
1．能级：原子各个定态的能量值，叫做它的能级。
在正常情况下，原子处于最低能级，这时电子在离核最近的轨道上运动，这种定态叫做基态。
电子在离核较远的轨道上运动处于高能级状态，这种定态叫激发态。
2．轨道半径公式（可能）：r n =n 2r 1
n=1, 2, 3 ......
E n =21n
E 1 式中r 1代表第一条（即离核最近的一条）可能轨道的半径。 E 1代表电子在第一条（即离核最近的一条）可能轨道的运动时的能量。n 是量子数。
r 1=0.53×10-10m
E 1=-13.6ev ，(E ∞=0，电子的动能等于电势能绝对值的一半)
四、玻尔原子理论对氢光谱的解释
（一）氢光谱的规律：1、氢光谱（可见光区）
每种元素都发出自己独特的光谱，各种元素的每条光谱线的频率都是固定不变的。
氢光谱在可见光区有四条谱线
红 H α 0.6562μm
蓝 H β 0.4861μm
紫 H γ 0.4340μm
紫 H δ 0.4101μm
2．巴耳末经验公式：（1885年瑞士中学教师）
（规律）λ1
=R(22121n
-), n=3, 4, 5 ...... 式中R 叫做里德伯恒量，测得R=1.096776×107m -1
计算与实验符合得很好，
此谱系称巴耳末系。
（二）玻尔理论对氢光谱规律的解释：
E n =21n
E 1 (巴耳末系)
h ν=E 2-E 1=
21n E 1-221E 1=-E 1(221-2
1n ) 又λνc =，则：λhc =-E 1(221-21n
) λ
1=-hc E 1(221-21n ) 计算：R=-hc E 1=1.097373×107m -1， 也解释了帕邢系（红外区）（n=3）
预言了当时未发现的光谱系：（说明理论的正确）
赖曼系（紫外区）（n=1）
布喇开系（远红外区）（n=4）
注意：
1、氢光谱中的每个线系，都是原子从不同的高能级向某一低能级跃迁时发出的谱线。
2、光谱线上的每一条谱线都是大量处于同一能态的原子向同一低能级（态）跃迁的结果。
3、由于每个原子所处的能态不同，大量原子的跃迁在同一时刻，会发出不同频率的光束，因此光谱线上能够出现各种谱线。
五、玻尔原子理论的困难和量子力学
（一）玻尔原子理论的困难：
具有两个以上电子的比较复杂的原子光谱，玻尔原子理论都遇到了不可克服的困难（在于理论内部的矛盾）。
玻尔理论是一种半经典的理论，一方面引入了量子假设，另一方面又应用经典理论计算电子轨道半径和能量。因此，玻尔理论在解释复杂的微观现象时遇到困难，乃是必然的。
（二）量子力学的创始人：海森堡、薛定谔
玻尔、玻恩、狄拉克
1．量子力学是彻底的量子理论，是研究微观世界的基本理论工具。它不但能解释玻尔理论所能解释的现象，而且能够解释大量玻尔理论不能解释的现象，玻尔理论中的三点假设，在量子力学中也变成理论上推导出来的直接结果。
2．建立在量子力学基础上的原子理论与玻尔原子理论的区别：根据量子力学，核外电子的运动服从统计规律，而没有固定的轨道，我们只能知道它们在核外某处出现的几率大小，核外电子的这种运动情况可用“电子云”来形象描述，电子云稠密的地方就是电子出现几率大的地方。
六、原子的受激辐射 激光
（一）激光的产生原理：
1．原子发光的两种情形：
①自激辐射（自然光）：处于激发态的原子是不稳定的，只能停留很短的时间，通常约为10-8秒，就自发地跃迁到较低能级去，同时辐射出一个光子，（hν=E2-E1）这种辐射叫做自发辐射。
原子发生自发辐射时，各个原子发出的光子是四面八方辐射的，它们的频率、初相和偏振方向互不相同，而且每个原子每次发光持续的时间很短约10-9秒，下一次发光又会发出跟前一次不同的光子，因此这些光叠加时不会产生稳定的干涉花样，看到的只是大量光产生的一种平均效果，这种光就是自然光，这就是普通光源发光的情形。
②受激辐射（激光）：当原子处于激发态E2时，如果恰好有能量hν=E2-E1的光子从附近通过，在入射光子的电磁场的影响下，原子会发出一个同样的光子而跃迁到低能级E1去，这种辐射叫受激辐射。原子发生受激辐射时，发出的光子的频率、发射方向、初相和偏振方向等，都跟入射光子完全一样，也就是说，受激辐射的光子跟入射光子没有任何区别，这样，一个入射光子由于引起受激辐射就变成了两个光子（同样），如果这两个光子在媒质中传播时再引起其他原子发生受激辐射，就会产生越来越多的相同的光子，使光得到加强，这就是激光。也就是说，由于受激辐射而得到加强的光就是激光。2．亚稳态和粒子数反转：
①亚稳态：某些原子有一些特殊的能级，原子处（于）在这些特殊能级上时，虽然也是激发态，却能停留较长的时间，比处在其他激发态的时间可长约十万倍，因而不易发生自发跃迁，这种激发态叫做亚稳态。
②粒子数反转：如果原子有两个激发态E2和E1，其中较高能级E2是亚稳态，而较低能级E1是寿命很短的激发态，我们设法把处于基态的原子大量激发到亚稳态E2，处于高能级E2的原子数就可以大大超过处于低能级E1的原子数，这种状态叫做粒子数反转。
这时，如果有能量等于E2-E1的光子从原子附近通过，就会产生大量的受激辐射，于是光放大过程大于光吸收过程得到较强的激光。
3．激光器的种类：能产生激光的装置，叫做激光器。
种类有几百种：有固体激光器、液体激光器、气体激光器
半导体激光器
（二）激光的特点及应用
1．激光的特点：亮度高、方向性好、单色性好、相干性好，
①红宝石激光器产生的激光亮度比太阳光的亮度要高几百亿倍
②激光光束几乎是完全不发散的平行光，方向性非常好
③同一个激光器产生的激光的波长范围很窄，接近于单一频率，单色性比其他光源发出的光都好
④原子发生受激辐射时发出的光子的频率、初相和偏振方向等都跟入射光子完全一样，所以激光的相干性很好。
2．激光的应用（自学）
[教学重点]：1、α粒子散射实验2、玻尔理论及对氢光谱的解释[教学难点]：玻尔理论
[本周参考练习]
1．卢瑟福α粒子散射实验的结果
（A）证明了质子的存在
（B）证明了原子核是由质子和中子组成的
（C）说明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上
（D）说明原子中的电子只能在某些不连续的轨道上运动
2．根据卢瑟福的原子核式结构模型，下列说法正确的是：
（A）原子中的正电荷均匀分布在整个原子范围内
（B）原子中的质量均匀分布在整个原子范围内
（C）原子中的正电荷和质量都均匀分布在整个原子范围内
（D）原子中的正电荷和几乎全部质量都集中在很小的区域范围内3．在卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转，其原因是
（A）原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上
（B）正电荷在原子中是均匀分布的
（C）原子中存在着带负电的电子
（D）原子只能处于一系列不连续的能量状态中
4．根据玻尔理论，氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道后（A）原子的能量增加，电子的动能减少
（B）原子的能量增加，电子的动能增加
（C）原子的能量减少，电子的动能减少
（D）原子的能量减少，电子的动能增加
5．(95S-三、B组2)按照玻尔理论，氢原子处在量子数为n=2和n=3的定态时，其相应的原子能量的绝对值比|E2|：|E3|=_____________。6．取无限远处电势能为零时，氢原子的基态能量E1=-13.6eV，则处于基态的电子所具有的电势能E p1=_______eV，处于n=3能级的电子所具有的动能E B3_______eV.
7．已知氢原子基态能量是E1=-13.6eV，如果氢原子吸收_______eV 能量，它即可由基态跃迁到第二能级。
8．按照玻尔理论，一个氢原子中的电子从一半径为r a的圆轨道自发地直接跃迁到一半径为r b的圆轨道上，r a>r b，在此过程中
（A）原子要发出一系列频率的光子
（B）原子要吸收一系列频率的光子
（C）原子要发出某一频率的光子
（D）原子要吸收某一频率的光子
9．如右图所示给出了氢原子最低的四个能级，氢原子在这些能级之间跃迁，所辐射的光子的频率最多有_______种，其中最小的频率等于_______Hz（保留两个数字），电子电量e=1.6×10-19C，普朗克常量h=6.6×10-34J·s。
n E n(eV)
4 ______________ -0.85
3 ______________ -1.51
2 ______________ -3.4
1 ______________ -13.6 [本周参考练习答案]：
1.C
2.D
3.A
4.D
5. 9：4
6. -2
7.2, 1.51 7. 10.2
8. C 9. 6, 1.6×1014
原子物理 一、波粒二象性 1、热辐射：一切物体均在向外辐射电磁波.这种辐射与温度有关。故叫热辐射. 特点：1）物体所辐射的电磁波的波长分布情况随温度的不同而不同；即同时辐射各种波长的电磁波,但某些波长的电磁波辐射强度较强，某些较弱,分布情况与温 度有关。 2)温度一定时，不同物体所辐射的光谱成分不同。 2、黑体：一切物体在热辐射同时,还会吸收并反射一部分外界的电磁波。若某种物体，在热辐射的同时能够完全吸收入射的各种波长的电磁波，而不发生反射，这种物体叫做黑体(或绝对黑体)。在自然界中，绝对黑体实际是并不存在的，但有些物体可近似看成黑体，例如，空腔壁上的小孔. 热辐射特点吸收反射特点 一般物体辐射电磁波的情况与温度，材 料种类及表面状况有关既吸收，又反射，其能力与材料的种类及入射光波长等因素有关 黑体辐射电磁波的强度按波长的 分布只与黑体温度有关完全吸收各种入射电磁波，不反射 黑体辐射的实验规律： 1)温度一定时，黑体辐射的强度，随波长分布有一个极大值。 2）温度升高时，各种波长的辐射强度均增加。 3）温度升高时，辐射强度的极大值向波长较短方向移动。 4、能量子：上述图像在用经典物理学解释时与该图像存在严重的不符（维恩、瑞利的解释)。普朗克认为能量的辐射或者吸收只能是一份一份的．这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子．ν εh =) 10 63 .6 (34叫普朗克常量 s J h? ? =-.由量子理论得出的结果与黑体的辐射强度图像吻合的非常完美，这印证了该理论的正确性.
5光电效应：在光的照射下，金属中的电子从金属表面逸出的现象.发射出来的电子叫光电子。光电效应由赫兹首先发现。 爱因斯坦指出： ① 光的能量是不连续的，是一份一份的，每一份能量子叫做一个光子．光子的能量为 ε＝h ν，其中h=6。63×10－34 J ·s 叫普朗克常量，ν是光的频率; ② 当光照射到金属表面上时，一个光子会被一个电子吸收,吸收的过程是瞬间的（不超过10-9 s ).电子在吸收光子之后，其能量变大并向金属外逃逸，从而产生光电效应现象； ③ 一个电子只能吸收一个光子，不会有一个电子连续吸收多个光子的情况,该过程需要克服金属内部原子束缚做功（逸出功W 0，其大小与金属材料有关），然后才有可能从金属表面飞出。因此在只有当一个光子能量较大时，电子才会将其吸收并从金属内部飞出,否则电子无法克服原子束缚从金属中逸出。由能量守恒可得光电效应方程： 0W h E k -=ν ④ 决定能否发生光电现象的决定因素是极限频率而不是光的强度。光的强度只会影响从金属中逸出的电子数目。能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率(极限频率）．截止频率的大小与金属种类有关。光的强度：单位时间内垂直照射到金属表面单位面积上入射光中光子总数目. 若ν≥c ν，无论光照强度如何也会有光电效应现象产生 若ν＜c ν，则无论怎样增加光照强度,也不会有光电效应产生 知识拓展之光电管的伏安特性曲线:在光照条件不变时,若正向电压升高,则电路中的光电流会随之变大，当正向电压调到某值后电路中的电流不再增加，该电流叫饱和电流。饱和电流大小反映了入射光的强度(光子数目）。在光照条件不变时，若反向电压升高，则电路中的光电流会随之变小，当反向电压达到某值后，电路中的电流变为零,这个电压叫遏止电压。遏止电压只与入射光频率有关. e W e h U c 0 -=ν0(W h E k -=ν由） 得出和00W h eU E eU c k c -=-=-ν
高中物理-《原子结构》单元测试题 一、选择题 1．卢瑟福粒子散射实验的结果是 A．证明了质子的存在 B．证明了原子核是由质子和中子组成的 C．说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上 D．说明原子中的电子只能在某些不连续的轨道上运动 2．英国物理学家卢瑟福用α粒子轰击金箔,发现了α粒子的散射现象。图中O 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α粒子的运动轨迹的图是( ) 3．氢原子辐射出一个光子后,根据玻尔理论,下述说法中正确的是( ) A．电子绕核旋转的半径增大B．氢原子的能量增大 C．氢原子的电势能增大D．氢原子核外电子的速率增大 4．下列氢原子的线系中波长最短波进行比较,其值最大的是 ( ) A．巴耳末系B．莱曼系C．帕邢系D．布喇开系 5．关于光谱的产生,下列说法正确的是( ) A．正常发光的霓虹灯属稀薄气体发光,产生的是明线光谱 B．白光通过某种温度较低的蒸气后将产生吸收光谱 C．撒上食盐的酒精灯火焰发出的光是明线光谱 D．炽热高压气体发光产生的是明线光谱 6．仔细观察氢原子的光谱,发现它只有几条分离的不连续的亮线,其原因是( ) A．观察时氢原子有时发光,有时不发光 B．氢原子只能发出平行光 C．氢原子辐射的光子的能量是不连续的,所以对应的光的频率也是不连续的 D．氢原子发出的光互相干涉的结果 7．氢原子第三能级的能量为 ( ) A．－13.6eV B．－10.2eV C．－3.4eV D．－1.51eV 8．下列叙述中,符合玻尔氢原子的理论的是
1 2 3 4 5 ∞ ( ) A ．电子的可能轨道的分布只能是不连续的 B ．大量原子发光的光谱应该是包含一切频率的连续光谱 C ．电子绕核做加速运动,不向外辐射能量 D ．与地球附近的人造卫星相似,绕核运行,电子的轨道半径也要逐渐减小 9．氦原子被电离一个核外电子后,形成类氢结构的氦离子。已知基态的氦离子能量为E 1=－54.4 eV,氦离子能级的示意图如图所示。在具有下列能量的光子中,不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是 ( ) A ．40.8 eV B ．43.2 eV C ．51.0 eV D ．54.4 eV 10．μ子与氢原子核（质子）构成的原子称为μ氢原子,它在原子核物理的研究中有重要作用。图为μ氢原子的能级示意图。假定光子能量为E 的一束光照射容器中大量处于n =2能级的μ氢原子,μ氢原子吸收光子后,发出频率为ν1、ν2、ν3、ν4、ν5和ν6的光,且频率依次增 大 , 则E 等 于 ( ) A ．h (ν3－ν1) B ．h (ν5＋ν6) C ．h ν3 D ．h ν4 11．已知氢原子基态能量为－13.6eV,下列说法中正确的有 ( ) A ．用波长为600nm 的光照射时,可使稳定的氢原子电离 B ．用光子能量为10.2eV 的光照射时,可能使处于基态的氢原子电离 C ．氢原子可能向外辐射出11eV 的光子 D ．氢原子可能吸收能量为1.89eV 的光子 12．红宝石激光器的工作物质红宝石含有铬离子的三氧化二铝晶体,利用其中的铬离子产生激光。铬离子的能级如图所示,E 1是基态,E 2是亚稳态,E 3是激发态,若以脉冲氙灯发出波长为λ1的绿光照射晶体,处于基态的铬离子受激发跃迁到E 3,然后自发跃迁到E 2,释放波长为λ2的光子,处于亚稳态E 2的离子跃迁到基态时辐射出的光就是激光,这种激光的波长为( ) A ．122 1λλλλ- B ．2121λλλλ- C ．2121λλλλ- D ．2 11 2λλλλ-
第一章 原子结构与性质知识点归纳 山东临沂市莒南三中（276600） 张琛 山东省烟台市蓬莱四中（265602） 马彩红 2．位、构、性关系的图解、表解与例析 (1)元素在周期表中的位置、元素的性质、元素原子结构之间存在如下关系： 同位素（两个特性）
3．元素的结构和性质的递变规律 4．核外电子构成原理 (1)核外电子是分能层排布的，每个能层又分为不同的能级。 随着原子序数递增 ① 原子结构呈周期性变化 ② 原子半径呈周期性变化 ③ 元素主要化合价呈周期性变化 ④ 元素的金属性与非金属形呈周期性变化 ⑤ 元素原子的第一电离能呈周期性变化 ⑥ 元素的电负性呈周期性变化 元素周期律 排列原则 ① 按原子序数递增的顺序从左到右排列 ② 将电子层数相同的元素排成一个横行 ③ 把最外层电子数相同的元素（个别除外），排成一个 纵行 周期（7个横行） ① 短周期（第一、二、三周期） ② 长周期（第四、五、六周期） ③ 不完全周期（第七周期） 性质递变 原子半径 主要化合价 元 素 周 期 表 族（18 个纵行） ① 主族（第ⅠA 族—第ⅦA 族共七个） ② 副族（第ⅠB 族—第ⅦB 族共七个） ③ 第Ⅷ族（第8—10纵行） ④ 结 构
(2)核外电子排布遵循的三个原理： a．能量最低原理b．泡利原理c．洪特规则及洪特规则特例 (3)原子核外电子排布表示式：a．原子结构简图b．电子排布式c．轨道表示式5．原子核外电子运动状态的描述：电子云 6．确定元素性质的方法 1．先推断元素在周期表中的位置。 2．一般说，族序数—2=本族非金属元素的种数(1 A族除外)。 3．若主族元素族序数为m，周期数为n，则： (1)m/n<1时为金属，m/n值越小，金属性越强： (2)m/n>1时是非金属，m/n越大，非金属性越强；(3)m/n=1时是两性元素。
高考物理近代物理知识点之原子结构知识点总复习附答案解析(1) 一、选择题 1．如图所示是玻尔理论中氢原子的能级图,现让一束单色光照射一群处于基态的氢原子,受激发的氢原子能自发地辐射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( ) A ．13.6eV B ．12.09eV C ．10.2eV D ．3.4eV 2．如图所示是卢瑟福的α粒子散射实验装置,在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋,它发出的α粒子从铅盒的小孔射出,形成很细的一束射线,射到金箔上,最后打在荧光屏上产生闪烁的光点。下列说法正确的是（ ） A ．该实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据 B ．该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性 C ．α粒子与原子中的电子碰撞会发生大角度偏转 D ．绝大多数的α粒子发生大角度偏转 3．下列说法正确的是（ ） A ．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分 B ．在光电效应实验中，只增加入射光的强度，饱和光电流不变 C ．在核反应方程414 17278 He N O X +→ +中，X 表示的是中子 D ．根据玻尔理论，处于基态的氢原子吸收光子发生跃迁后，其电子的动能减少 4．氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线，都是氢原子中电子从量子数 n >2的能级跃迁到n =2的能级发出的光，它们在真空中的波长由长到短，可以判定 A ． 对应的前后能级之差最小 B ．同一介质对 的折射率最大 C ．同一介质中的传播速度最大 D ．用照射某一金属能发生光电效应，则也一定能 5．下列说法正确的是（ ） A ．“光电效应”现象表明光具有波动性 B ．电子的发现揭示了原子不是构成物质的最小微粒 C ．天然放射现象表明原子可以再分 D ．卢瑟福根据“α粒子散射”实验建立原子结构“枣糕模型”
第一章原子结构与性质 一.原子结构 1.能级与能层 2.原子轨道 3.原子核外电子排布规律 ⑴构造原理：随着核电荷数递增，大多数元素的电中性基态原子的电子按右图顺序填入核外电子运动轨道（能级），叫做构造原理。 能级交错：由构造原理可知，电子先进入4s轨道，后进入3d轨道，这种现象叫能级交错。 说明：构造原理并不是说4s能级比3d能级能量低（实际上4s能级比3d能级能量高），而是指这样顺序填充电子可以使整个原子的能量最低。也就是说，整个原子的能量不能机械地看做是各电子所处轨道的能量之和。 （2）能量最低原理 现代物质结构理论证实，原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，简称能量最低原理。 构造原理和能量最低原理是从整体角度考虑原子的能量高低，而不局限于某个能级。 （3）泡利（不相容）原理：基态多电子原子中，不可能同时存在4个量子数完全相同的电子。换言之，
一个轨道里最多只能容纳两个电子，且电旋方向相反（用“↑↓”表示），这个原理称为泡利（Pauli ）原理。 （4）洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道（能量相同）时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同，这个规则叫洪特（Hund ）规则。比如，p3 的轨道式为或，而不是。 洪特规则特例：当p 、d 、f 轨道填充的电子数为全空、半充满或全充满时，原子处于较稳定的状态。即p0、d0、f0、p3、d5、f7、p6、d10、f14时，是较稳定状态。 前36号元素中，全空状态的有4Be 2s22p0、12Mg 3s23p0、20Ca 4s23d0；半充满状态的有：7N 2s22p3、15P 3s23p3、24Cr 3d54s1、25Mn 3d54s2、33As 4s24p3；全充满状态的有10Ne 2s22p6、18Ar 3s23p6、29Cu 3d104s1、30Zn 3d104s2、36Kr 4s24p6。 4. 基态原子核外电子排布的表示方法 (1)电子排布式 ①用数字在能级符号的右上角表明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式，例如K ：1s22s22p63s23p64s1。 ②为了避免电子排布式书写过于繁琐，把内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分以相应稀有气体的元素符号外加方括号表示，例如K ：[Ar]4s1。 (2)电子排布图(轨道表示式) 每个方框或圆圈代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子。 如基态硫原子的轨道表示式为 二.原子结构与元素周期表 1.原子的电子构型与周期的关系 (1)每周期第一种元素的最外层电子的排布式为ns1。每周期结尾元素的最外层电子排布式除He 为1s2外，其余为ns2np6。He 核外只有2个电子，只有1个s 轨道，还未出现p 轨道，所以第一周期结尾元素的电子排布跟其他周期不同。 (2)一个能级组最多所容纳的电子数等于一个周期所包含的元素种类。但一个能级组不一定全部是能量相同的能级，而是能量相近的能级。 2.元素周期表的分区 (1)根据核外电子排布 ①分区 ②各区元素化学性质及原子最外层电子排布特点 ↑↓ ↑ ↓ ↓ ↓ ↑ ↑ ↑
原子物理知识点总结全 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
原 子 物 理 一、卢瑟福的原子模型——核式结构 1.1897年,_________发现了电子.他还提出了原子的______________模型. 2.物理学家________用___粒子轰击金箔的实验叫__________________。 3.实验结果: 绝大部分α粒子穿过金箔后________;少数α粒子发生了较大的偏转; 极少数的α粒子甚至被____. 4.实验的启示：绝大多数α粒子直线穿过，说明原子内部存在很大的空隙； 少数α粒子较大偏转，说明原子内部集中存在着对α粒子有斥力的正电荷； 极个别α粒子反弹，说明个别粒子正对着质量比α粒子大很多的物体运动时，受到该物体很大的斥力作用． 5.原子的核式结构: 卢瑟福依据α粒子散射实验的结果，提出了原子的核式结构：在原子中心有一个很小的核，叫________， 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． 例1:在α粒子散射实验中,卢瑟福用α粒子轰击金箔,下列四个选项中哪一项属于实验得到的正确结果: A.α粒子穿过金箔时都不改变运动方向 B.极少数α粒子穿过金箔时有较大的偏转,有的甚至被反弹 C.绝大多数α粒子穿过金箔时有较大的偏转 D.α粒子穿过金箔时都有较大的偏转. 例2:根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。如图1-1所示表示了原子核式结构模型的α粒子散射图景。图中实线表示α粒子的运动轨迹。其中一个α粒子在从a 运动到b 、再运动到c 的过程中（α 粒子在b 点时距原子核最近），下列判断正确的是（ ） A ．α粒子的动能先增大后减小 B ．α粒子的电势能先增大后减小 C ．α粒子的加速度先变小后变大 D ．电场力对α粒子先做正功后做负功 二 玻尔的原子模型 能级 1．玻尔提出假说的背景——原子的核式结构学说与经典物理学的矛盾： ⑴按经典物理学理论，核外电子绕核运动时，要不断地辐射电磁波，电子能量减小，其轨道半径将不断减小，最终落于原子核上，即核式结构将是不稳定的，而事实上是稳定的． ⑵电子绕核运动时辐射出的电磁波的频率应等于电子绕核运动的频率，由于电子轨道半径不断减小，发射出的电磁波的频率应是连续变化的，而事实上，原子辐射的电磁波的频率只是某些特定值。 为解决原子的核式结构模型与经典电磁理论之间的矛盾，玻尔提出了三点假设，后人称之为玻尔模型． 2．玻尔模型的主要内容： ⑴定态假说：原子只能处于一系列__________的能量状态中，在这些状态中原子是_______的，电子虽然绕核运动，但不向外辐射能量．这些状态叫做________． ⑵ 跃迁假说：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射（或吸收）一定频率的光子，光子的能量由这两定态的能量差决定，即________________. ⑶轨道假说：原子的不同能量状态对应于______子的不同轨道.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． 3．氢原子的能级公式和轨道公式 原子各定态的能量值叫做原子的能级，对于氢原子，其能级公式为:______________； 对应的轨道公式为：12r n r n 。其中n 称为量子数，只能取正整数.E 1=-13.6eV ，r 1=0.53×10-10m ． 原子的最低能量状态称为_______，对应电子在离核最近的轨道上运动； 图1-1 a b c 原子核 α粒子
第一章原子结构与性质知识点归纳 山东临沂市莒南三中（276600） 张琛 山东省烟台市蓬莱四中（265602） 马彩红 1原子结构 电子的吸引 外） 电负性逐渐减小 电负性增大 主要化合价 正价+1到+7 负价-4到 最高正价等于族序数（F 、O 除 元素性质 金属性逐渐减弱，非金属性逐 金属性逐渐增强，非金属性逐 渐增强 渐减弱，第一电离能逐渐减小, 原 2?位、构、性 质子 核电荷 决定元素种 系的图解、表解与例析_?近似相对原子 （1原元素持中中子置、元素的性质子种素原子位原子不特下关系: 子决定主族元素的化学 原子的电子式 子结构最高正价=8- F 原子纟逐渐增多 电子层数递增，最外层电子数 相同 原子核对外 逐渐增强 逐渐减弱 -1 电离能增大, 层 :电子排 同主族：从上到下 同主族：从上 位置 电子层结构 电子层数主族序数最= 递增 外 电 T *子 及化左 核电荷数 」到下一同周期::从左至负价
核外电 1族（18〈 个） 非金属性 ②副族（第I B 族一第％ B 族共七 子是分能层排 3.元素的结构和性质的递变规律 随着原子序数递增 ①原子结构呈周期性变化序数递增的顺序从左到右排列 排②原则子半径呈周期性变化层数相同的元素排成一个横行 个横行）②长周期（第四、五、六周期） 厂金属性强 元素性质 Y 主要化主族（第I A 族—第％ A 族共七验标志 元素周 、-③元素主要化合价 周期,7①外层变化第同的元三周别别）除外） 性质递变^原子半径 弱判断实
电子排布表示式：a .原子结构简图 b ?电子排布式c ?轨道表示式 5.原子核外电子运动状态的描述：电子云 6 .确定元素性质的方法 1 .先推断元素在周期表中的位置。 2 .一般说，族序数一2二本族非金属元素的种数(1 A 族 除外) 3 .若主族元素族序数为 m 周期数为n 贝y ： (1)m/n<1 时为金属，m/n 值越小，金属性越强： ⑵m/n>1 时是非金属，m/n 越大，非金属性越强； ⑶m/n=1时是两性元素 ⑵核外电子 排布遵循的三 个原理： a .能量最低 原 理 b .泡 利 原 理 c .洪特规则及 洪特规则特例 (3)原子核外 布的，每个能层又分为不同的能级
高考物理近代物理知识点之原子结构知识点 一、选择题 1．如图所示为α粒子散射实验装置，α粒子打到荧光屏上都会引起闪烁，若将带有荧光屏的显微镜分别放在图中A、B、C、D四处位置．则这四处位置在相等时间内统计的闪烁次数可能符合事实的是() A．1 305、25、7、1 B．202、405、625、825 C．1 202、1 010、723、203 D．1 202、1 305、723、203 2．一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级，该氢原子（） A．放出光子，能量增加 B．放出光子，能量减少 C．吸收光子，能量增加 D．吸收光子，能量减少 3．关于近代物理，下列说法正确的是（） A．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短 B．α粒子散射实验证明了原子的核式结构 C．α、β、γ射线比较，α射线的穿透能力最强 D．光电效应现象揭示了光的波动性 4．图甲所示为氢原子能级图，大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光，其中用从n=4能级向n=2能级跃迁时辐射的光照射图乙所示光电管的阴极K时，电路中有光电流产生，则 A．改用从n=4能级向n=1能级跃迁时辐射的光，一定能使阴极K发生光电效应 B．改用从n=3能级向n=1能级跃迁时辐射的光，不能使阴极K发生光电效应 C．改用从n=4能级向n=1能级跃迁时辐射的光照射，逸出光电子的最大初动能不变D．入射光的强度增大，逸出光电子的最大初动能也增大
5．若用｜E 1｜表示氢原子处于基态时能量的绝对值，处于第n 能级的能量为1 2 n E E n ，则在下列各能量值中，可能是氢原子从激发态向基态跃迁时辐射出来的能量的是（ ） A ． 114 E B ． 134 E C ． 178 E D ． 11 16 E 6．氢原子能级图如图所示，下列说法正确的是 A ．当氢原子从n =2能级跃迁到n =3能级时，需要吸收0. 89eV 的能量 B ．处于n =2能级的氢原子可以被能量为2eV 的电子碰撞而向高能级跃迁 C ．一个处于n =4能级的氢原子向低能级跃迁时，可以辐射出6 种不同頻率的光子 D ．n =4能级的氢原子跃迁到n=3能级时辐射出电磁波的波长比n =3能级的氢原子跃迁到n =2能级时辐射出电磁波的波长短 7．在卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数的α粒子发生了大角度的偏转，其原因是( ) A ．原子中有带负电的电子，电子会对α粒子有引力的作用． B ．正电荷在原子中是均匀分布的． C ．原子的正电荷和绝大部分的质量都集中在一个很小的核上． D ．原子是不可再分的． 8．根据近代物理知识，你认为下列说法中正确的是（ ） A ．在原子核中，比结合能越大表示原子核中的核子结合的越牢固 B ．已知氢原子从基态跃迁到某一激发态需要吸收的能量为12.09eV ，则动能等于 12.09eV 的另一个氢原子与这个氢原子发生正碰，可以使这个原来静止并处于基态的氢原子跃迁到该激发态 C ．相同频率的光照射不同金属，则从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越大 D ．铀核23892(U)衰变为铅核206 82(Pb)的过程中，中子数减少21个 9．物理学家通过对现象的深入观察和研究，获得正确的科学认识，推动了物理学的发展．下列说法正确的是 A ．卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子的核式结构模型 B ．玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律
一、光电效应现象 1、光电效应： 光电效应：物体在光（包括不可见光）的照射下发射电子的现象称为光电效应。 2、光电效应的研究结论： ①任何一种金属，都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频．．．．．．．．．．．．．．．率．，才能产生光电效应；低于这个频率的光不能产生光电效应。②光电子的最．．．．．大初动能与入射光的强度无关．．．．．．．．．．．．．，只随着入射光频率的增大．．而增大．．。注意：从金属出来的电子速度会有差异，这里说的是从金属表面直接飞出来的光电子。③ 入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的．．．．．．．．．．．．，一般不超过10-9 s ；④当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度成正比。 3、 光电效应的应用： 光电管：光电管的阴极表面敷有碱金属，对电子的束缚能力比较弱，在光的照射下容易发射电子，阴极发出的电子被阳极收集，在回路中形成电流，称为光电流。 注意：①光电管两极加上正向电压，可以增强光电流。②光电流的大小跟入射光的强度和正向电压有关，与入射光的频率无关。入射光的强度越大，光电流越大。③遏止电压U 0。回路中的光电流随着反向电压的增加而减小，当反 向电压U 0满足：02 max 2 1eU mv =，光电流将会减小到零，所以遏止电压与入射光的频率有关。 4、波动理论无法解释的现象： ①不论入射光的频率多少，只要光强足够大，总可以使电子获得足够多的能量，从而产生光电效应，实际上如果光的频率小于金属的极限频率，无论光强多大，都不能产生光电效应。 ②光强越大，电子可获得更多的能量，光电子的最大初始动能应该由入射光的强度来决定，实际上光电子的最大初始动能与光强无关，与频率有关。 ③光强大时，电子能量积累的时间就短，光强小时，能量积累的时间就长，实际上无论光入射的强度怎样微弱，几乎在开始照射的一瞬间就产生了光电子. 二、光子说 1、普朗克常量 普郎克在研究电磁波辐射时，提出能量量子假说：物体热辐射所发出的电磁波的能量是不连续的，只能是hv 的整数倍，hv 称为一个能量量子。即能量是一份一份的。其中v 辐射频率，h 是一个常量，称为普朗克常量。 2、光子说 在空间中传播的光的能量不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子，光子的能量ε跟光的频率ν成正比。hv =ε，其中：h 是普朗克常量，v 是光的频率。
第十八章原子结构 新课标要求 1．内容标准 （1）了解人类探索原子结构的历史以及有关经典实验。 例1 用录像片或计算机模拟，演示α粒子散射实验。 （2）通过对氢原子光谱的分析，了解原子的能级结构。 例2 了解光谱分析在科学技术中的应用。 2．活动建议 观看有关原子结构的科普影片。 新课程学习 18．4 玻尔的原子模型 ★新课标要求 （一）知识与技能 1．了解玻尔原子理论的主要内容。 2．了解能级、能量量子化以及基态、激发态的概念。 （二）过程与方法 通过玻尔理论的学习，进一步了解氢光谱的产生。 （三）情感、态度与价值观 培养我们对科学的探究精神，养成独立自主、勇于创新的精神。 ★教学重点 玻尔原子理论的基本假设。 ★教学难点 玻尔理论对氢光谱的解释。 ★教学方法
教师启发、引导，学生讨论、交流。 ★教学用具： 投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 （一）引入新课 复习提问： 1．α粒子散射实验的现象是什么？ 2．原子核式结构学说的内容是什么？ 3．卢瑟福原子核式结构学说与经典电磁理论的矛盾 教师：为了解决上述矛盾，丹麦物理学家玻尔，在1913年提出了自己的原子结构假说。 （二）进行新课 1．玻尔的原子理论 （1）能级（定态）假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些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。这些状态叫定态。（本假设是针对原子稳定性提出的）（2）跃迁假设：原子从一种定态（设能量为E n ）跃迁到另一种定态（设能量为E m ）时，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量差决定，即 n m E E h -=ν（h 为普朗克恒量） （本假设针对线状谱提出） （3）轨道量子化假设：原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形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的分布也是不连续的。（针对原子核式模型提出，是能级假设的补充）2.玻尔根据经典电磁理论和牛顿力学计算出氢原子的电子的各条可
第一章原子结构与性质 ?原子结构 1?能级与能层 加：也瓦子的总十轨ift 呈哦讳醪 mW L1+ wpFfe 詆上 各隐级上的廉「孰直養副」枳|睡緘丄宇牛 佩址」一-牛 * + b +*-r ⑴相同题上㈱子執坦能量的高低; WS 畀卩M?i 『 ② 形状相R 的尙子報说能卡的髙低: 农2令触靭…… ③ 同橋层内用状相同而伸屛方向 不同的廉了蜿ifi 的昶章和专'如 即“ 2i 如即勘道仰能楚4A 零 3. 原子核外电子排布规律 ⑴构造原理：随着核电荷数递增，大多数元素的电中性基 轨道（能级），叫做构造原理。 J ◎⑥?金 ? ◎⑥、⑥、⑥ ⑥⑥⑥? ?i/ 能级交错：由构造原理可知，电子先进入 说明：构造原理并不是说 4s 能级比3d 能级能 量低（实际上 4s 能级比3d 能级能量高），而是指这样顺 序填充电子可以使整个原子的能量最低。 也就是说，整个原子的能量不能机械地看做是各电子所处轨道的 能量之和。 （2）能量最低原理 现代物质结构理论证实，原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，简称能量 最低原理。 构造原理和能量最低原理是从整体角度考虑原子的能量高低，而不局限于某个能级。 （3）泡利（不相容）原理：基态多电子原子中，不可能同时存在4个量子数完全相同的电子。 换言之, 态原子的电子按右图顺序填入核外电子运动 4s 轨道，后进入3d 轨道，这种现象叫能级交错。
一个轨道里最多只能容纳两个电子， 且电旋方向相反 (用“TJ”表示)，这个原理称为泡利(Pauli )原理 (4) 洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道(能量相同)时，总是优先单独占据一个轨道， 洪特规则特例：当p 、d 、f 轨道填充的电子数为全空、半充满或全充满时，原子处于较稳定的状态。 即 p0、dO 、fO 、p3、d5、f7、p6、d10、f14 时，是较稳定状态。 前36号元素中，全空状态的有 4Be 2s22p0、12Mg 3s23p0、20Ca 4s23d0;半充满状态的有：7N 2s22p3、 15P 3s23p3、24Cr 3d54s1、25Mn 3d54s2、33As 4s24p3;全充满状态的有 10Ne 2s22p6、18Ar 3s23p6、29Cu 3d104s1、30Zn 3d104s2、36Kr 4s24p6。 4. 基态原子核外电子排布的表示方法 (1) 电子排布式 ① 用数字在能级符号的右上角表明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式，例如K : 1s22s22p63s23p64s1。 ② 为了避免电子排布式书写过于繁琐，把内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分以相 应稀有气体 的元素符号外加方括号表示，例如 K ： [Ar]4s1。 (2) 电子排布图(轨道表示式) 每个方框或圆圈代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子。 如基态硫原子的轨道表示式为 帀冋戸冋河丽FW1 In 2 驶 2fi 3* 3|> 二.原子结构与元素周期表 1. 原子的电子构型与周期的关系 (1) 每周期第一种元素的最外层电子的排布式为 ns1。每周 期结尾元素的最外层电子排布式除 He 为1s2 外，其余为ns2np6。He 核外只有2个电子，只有1个s 轨道，还未出现p 轨道，所以第一周期结尾元素的 电子排布跟其他周期不同。 (2) 一个能级组最多所容纳的电子数等于一个周期所包含的元素种类。但一个能级组不一定全部是能量 相同的能级，而 是能量相近的能级。 2. 元素周期表的分区 (1)根据核外电子排布 ① 分区 这个规则叫洪特( Hund )规则。比如, f J J J fJ I f p3的轨道式为 而且自旋方向相同,
原 子 物 理 一、卢瑟福的原子模型——核式结构 1.1897年,_________发现了电子.他还提出了原子的 ______________模型. 2.物理学家________用___粒子轰击金箔的实验叫 __________________。 3. 实验结果:绝大部分α粒子穿过金箔后________;少数α粒子发生了较大的偏转;极少数的α粒子甚至被____. 4. 实验的启示：绝大多数α粒子直线穿过，说明原子内部存在很大的空隙； 少数α粒子较大偏转，说明原子内部集中存 在着对 α粒子有斥力的正电荷； 极个别α粒子反弹，说明个别粒子正对着质量比 α粒子大很多的物体运动时，受到该物体很大的斥 力作用． 5.原子的核式结构: 卢瑟福依据α粒子散射实验的结果，提出了原子的核式结构：在原子中心有一个很小 的核，叫 ________， 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． 例1:在α粒子散射实验中,卢瑟福用α粒子轰击金箔,下列四个选项中哪一项属于实验得到的正确结果: A.α粒子穿过金箔时都不改变运动方向 B . 极少数α粒子穿过金箔时有较大的偏转 ,有的甚至被反 弹 C.绝大多数α粒子穿过金箔时有较大的 偏转 D. α粒子穿过金箔时都有较大的偏转. 例2:根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模 型。如图 1-1所示表示了 原子核式结构模型的 α粒子散射图景。图中实 线表示 α粒子的运动轨迹。其中一个 c α粒子在从a 运动到b 、再运动到c 的过程中（α粒子在b 点时距原子核最近），下 列判断正确的是 （ ） a b A ．α粒子的动能先增大后减小 原子核 B ．α粒子的电势能先增大后减小 C ．α粒子的加速度先变小后变大 α粒子 D ．电场力对α粒子先做正功后做负功 图1-1 二玻尔的原子模型 能级 1．玻尔提出假说的背景——原子的核式结构学说与经典物理学的矛盾：⑴按经典物理学理论，核外电子绕核运动时，要不断地辐射电磁波，电子能量减小，其轨道半径将不断减小，最终落于原子核上，即核式结构将是不稳定的，而事实上是稳定的．⑵电子绕核运动时辐射出的电磁波的频率应等于电子绕核运动的频率，由于电子轨道半径不断减小，发射出的电磁波的频率应是连续变化的，而事实上，原子辐射的电磁波的频率只是某些特定值。 为解决原子的核式结构模型与经典电磁理论之间的矛盾，玻尔提出了三点假设，后人称之为玻尔模型． 2．玻尔模型的主要内容： ⑴定态假说：原子只能处于一系列 __________的能量状态中，在 这些状态中原子是 _______的，电子虽然绕核运动， 但不向外辐射能量．这些状态叫做 ________． ⑵跃迁假说：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射（或吸收）一定频率的光子，光子的能量由这两定态的能量差决定，即________________. ⑶轨道假说：原子的不同能量状态对应于 ______子的不同轨道 .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． 3．氢原子的能级公式和轨道 公式 原子各定态的能量值叫做原子的能级，对于氢原子，其能级 公式为 :______________； 对应的轨道公式为： r n n 2 r 1。其中n 称为量子数，只能取正.E1=-13.6eV ，r1=0.53×10-10m ．
高中物理-原子结构章末复习 【知识网络梳理】 【知识要点与方法指导】 一、重点、难点、方法 1．原子核式结构的提出与α粒子散射实验的关系 卢瑟福设计的α粒子散射实验是为了探究原子内电荷的分布,并非为了验证汤姆孙模型的正与误,他在做了α粒子散射实验后,根据实验现象的分析提出了原子的“核式结构”模型。 2．对氢原子能级跃迁的理解 （1）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 hv E E =-末初时,才能被某一个原子吸收,使原子从低能级E 初向高能级E 末跃迁,而当光子能量hv 大于或小于E E -末初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。 （3）当光子能量大于或等于13.6eV 时,也可以被氢原子吸收,使氢原子电离；当氢原子吸收的光子能量大于13.6eV 。氢原子电离后,电子具有一定的初动能。 一群氢原子处于量子数为n 的激发态时,可能辐射出的光谱线条数为2 (1)2 n n n N C -= =。 （4）原子还可吸收外来实物粒子（例如自由电子）的能量而被激发,由于实物粒子的动能 原 子结构 ?? ? ? ? ? ??? ?? 电子的发现原子模型????? ????光谱光谱分析：用明线光谱和吸收光谱分析物质的化学组成 ?? ???吸收光谱发射光谱???连续谱 线状谱?? ?汤姆孙的发现：阴极射线为电子流 电子发现的意义：原子可以再分??????????? ???? 汤姆孙枣糕式模型卢瑟福核式结构模型玻尔原子结构模型氢原子光谱和光谱分析?? ???能量量子化轨道量子化能级跃迁
高中化学选修3知识点全部归纳（物质的结构与性质） 第一章原子结构与性质. 一、认识原子核外电子运动状态，了解电子云、电子层（能层）、原子轨道（能级）的含义. 1.电子云：用小黑点的疏密来描述电子在原子核外空间出现的机会大小所得的图形叫电子云图.离核越近，电子出现的机会大，电子云密度越大；离核越远，电子出现的机会小，电子云密度越小. 电子层（能层）：根据电子的能量差异和主要运动区域的不同，核外电子分别处于不同的电子层.原子由里向外对应的电子层符号分别为K、L、M、N、O、P、Q. 原子轨道（能级）：处于同一电子层的原子核外电子，也可以在不同类型的原子轨道上运动，分别用s、p、d、f表示不同形状的轨道，s轨道呈球形、p轨道呈纺锤形，d轨道和f轨道较复杂.各轨道的伸展方向个数依次为1、3、5、7。 2.(构造原理） 了解多电子原子中核外电子分层排布遵循的原理，能用电子排布式表示1～36号元素原子核外电子的排布. (1).原子核外电子的运动特征可以用电子层、原子轨道和自旋方向来进行描述.在含有多个核外电子的原子中，不存在运动状态完全相同的两个电子. (2).原子核外电子排布原理. ①.能量最低原理:电子先占据能量低的轨道，再依次进入能量高的轨道. ②.泡利不相容原理:每个轨道最多容纳两个自旋状态不同的电子. ③.洪特规则：在能量相同的轨道上排布时，电子尽可能分占不同的轨道，且自旋状态相同. 洪特规则的特例：在等价轨道的全充满（p6、d10、f14）、半充满（p3、d5、f7）、全空时(p0、d0、f0)的状态，具有较低的能量和较大的稳定性.如24Cr [Ar]3d54s1、29Cu [Ar]3d104s1. (3).掌握能级交错图和1-36号元素的核外电子排布式. 3.元素电离能和元素电负性 第一电离能：气态电中性基态原子失去1个电子，转化为气态基态正离子所需要的能量叫做第一电离能。常用符号I1表示，单位为kJ/mol。 (1).原子核外电子排布的周期性. 随着原子序数的增加,元素原子的外围电子排布呈现周期性的变化:每隔一定数目的元素，元素原子的外围电子排布重复出现从ns1到ns2np6的周期性变化. (2).元素第一电离能的周期性变化. 随着原子序数的递增，元素的第一电离能呈周期性变化: ★同周期从左到右，第一电离能有逐渐增大的趋势，稀有气体的第一电离能最大，碱金属的第一电离能最小； ★同主族从上到下，第一电离能有逐渐减小的趋势. 说明： ①同周期元素，从左往右第一电离能呈增大趋势。电子亚层结构为全满、半满时较相邻元素要大即第ⅡA 族、第ⅤA 族元素的第一电离能分别大于同周期相邻元素。Be、N、Mg、P ②.元素电离能的运用： a. 用来比较元素的金属性的强弱. I1越小，金属性越强，表征原子失电子能力强弱. b .电离能是原子核外电子分层排布的实验验证. 分析原子核外电子层结构，如某元素的I n＋1?I n，则该元素的最外层电子数为n。 (3).元素电负性的周期性变化. 元素的电负性：元素的原子在分子中吸引电子对的能力叫做该元素的电负性。 随着原子序数的递增，元素的电负性呈周期性变化：同周期从左到右，主族元素电负性逐渐增大；同一主族从上到下，元素电负性呈现减小的趋势. 电负性的运用: a.确定元素类型(一般>1.8，非金属元素；<1.8，金属元素). b.确定化学键类型(两元素电负性差值>1.7，离子键；<1.7，共价键). c.判断元素价态正负（电负性大的为负价，小的为正价）.
高考物理新近代物理知识点之原子结构全集汇编及答案(1) 一、选择题 1．下列叙述中符合物理学史的有（） A．汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子 B．卢瑟福通过对 粒子散射实验现象的分析，证实了原子核是可以再分的 C．法国物理学家库仑测出元电荷e的电荷量 D．玻尔提出的原子模型，彻底否定了卢瑟福的原子核式结构模型 2．下列叙述中符合史实的是 A．玻尔理论很好地解释了氢原子的光谱 B．汤姆孙发现电子，表明原子具有核式结构 C．卢瑟福根据α粒子散射实验的现象，提出了原子的能级假设 D．贝克勒尔发现了天然放射现象，并提出了原子的核式结构 3．一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级，该氢原子（） A．放出光子，能量增加 B．放出光子，能量减少 C．吸收光子，能量增加 D．吸收光子，能量减少 4．氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线，都是氢原子中电子从量子数n>2的能级跃迁到n=2的能级发出的光，它们在真空中的波长由长到短，可以判定 A．对应的前后能级之差最小 B．同一介质对的折射率最大 C．同一介质中的传播速度最大 D．用照射某一金属能发生光电效应，则也一定能 5．图甲所示为氢原子能级图，大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光，其中用从n=4能级向n=2能级跃迁时辐射的光照射图乙所示光电管的阴极K时，电路中有光电流产生，则 A．改用从n=4能级向n=1能级跃迁时辐射的光，一定能使阴极K发生光电效应 B．改用从n=3能级向n=1能级跃迁时辐射的光，不能使阴极K发生光电效应 C．改用从n=4能级向n=1能级跃迁时辐射的光照射，逸出光电子的最大初动能不变D．入射光的强度增大，逸出光电子的最大初动能也增大 6．如图所示为氢原子的能级示意图，假设氢原子从n能级向较低的各能级跃迁的概率均为
第八章原子结构 一、电子的发现： （一）电子的发现： 1．电子是怎样发现的： 汤姆生用测定粒子的荷质比的方法发现了电子。 汤姆生发现阴极射线在电场和磁场中的偏转现象，根据偏转方向，确认阴极射线是带负电的粒子流。当他测定阴线射线粒子的荷质比时发现，不同物质做成的阴极发出的射极（粒子）都有相同的荷质比，这表明它们都能发射相同的带电粒子，因此这种带电粒子是构成物质的共同成份，这就是电子。 2．电子的发现对人类认识原子结构的重要性。 ①电子的发现使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也具有结构。 ②由于原子含有带负电的电子，从物质的电中性出发，推想到原子中还有带正电的部分，这就提出了进一步探索原子结构、探索原子模型的问题。 （二）汤姆生的原子模型（枣糕模型） 葡萄干面包模型 二、原子的核式结构的发现 （一）原子核式结构的发现： 1．什么叫散射实验？ 用各种粒子——x射线、电子和α粒子轰击很薄的物质层，通过观察这些粒子穿过物质层后的偏转情况，获得原子结构的信息，这种实验叫做散射实验。 2．为什么用α粒子的散射（实验）现象可以研究原子的结构？ 原子的结构非常紧密，用一般的方法无法探测它内部的结构，要认识原子的结构，需要用高速粒子对它进行轰击。 ①由于α粒子具有足够的能量可以接近原子的中心， ②α粒子可以使荧光物质发光，如果α粒子与其他粒子发生相互作用，改变了运动的方向，荧光屏便能够显示出它的方向变化。 3．α粒子散射装置 ①放射源（Pa“坡”）玛丽·居里的祖国波兰。 ②金箔：1μm，能透光，有3000多层原子厚。 ③荧光屏荧光屏和显微镜能够围绕金箔在一个 ④显微镜圆周上转动，从而可以观察到穿过金箔后 ⑤转动圆盘偏转角度不同的α粒子 4．实验过程：实验室建在地下，通道大拐角（防光进入）