原子结结构记记一记记 1原子的核式结结构(1)19091911年，英国物理学家 进进行了粒子散射实验实验 ，提出了核式结结构模型。(2)粒子散射实验实验 ：实验实验 装置：如图图1331所示。图图1331卢卢瑟福实验结实验结 果：粒子穿过过金箔后，绝绝大多数沿前进进，少数发发生较较大角度偏转转，极少数偏转转角度大于90，甚至被弹弹回。(3)核式结结构模型：原子中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电电荷和几乎全部质质量都集中在原子核里，带负电带负电 的电电子在核外空间绕间绕 核旋转转。原方向3玻尔的原子模型(1)玻尔理论论：轨轨道假设设：原子中的电电子在库仑库仑 引力的作用下，绕绕原子核做圆圆周运动动，电电子绕绕核运动动的可能轨轨道是 。定态态假设设：电电子在不同的轨轨道上运动时动时 ，原子处处于不同的状态态，因而具有不同的能量，即原子的能量是不连续连续的。这这些具有确定能量的稳稳定状态态称为为定态态，在各个定态态中，原子是稳稳定的，不向外辐辐射能量。跃跃迁假设设：原子从一个能量状态态向另一个能量状态态跃跃迁时时要放出或吸收一定频频率的光子，光子的能量等于两个状态态的能量差，即h 。不连续连续 的EmEn(2)几个概念： 能级级：在玻尔理论论中，原子各个状态态的能量值值。 基态态：原子能量 的状态态。 激发态发态 ：在原子能量状态态中除基态态之外的其他较较 高的状态态。 量子数：原子的状态态是不连续连续 的，用于表示原子状 态态的 。 (3)氢氢原子的能级级和轨轨道半径： 氢氢原子的半径公式：rn (n1,2,3)，其中 r1为为基态态半径，r10.531010 m。最低正整数n2r1试试一试试1卢卢瑟福利用粒子轰击轰击 金箔的实验实验 研究原子结结构，正确反映实验结实验结 果的示意图图是 ( )图图1332解析：粒子轰击轰击 金箔后偏转转，越靠近金原子核，偏转转的角度越大，所以A、B、C错误错误 ，D正确答案：D 原子核想一想如图图1333甲是、三种射线线穿透能力的示意图图，图图乙是工业业上利用射线线的穿透性来检查检查 金属内部的伤伤痕的示意图图。图图1333请请思考：(1)图图甲中到达铝铝板和到达混凝土的射线线各是什么射线线？(2)图图乙中用于金属内部探伤伤的是哪种射线线？提示 (1)射线线的穿透能力很弱，一张纸张纸 就能挡挡住，射线线的穿透能力很强，能穿透几毫米厚的铝铝板，射线线的穿透能力更强，可以穿透几厘米厚的铅铅板，故到达铝铝板的为为和射线线，到达混凝土的是射线线。(2)只有射线线才具有足够够的穿透力，能进进行金属内部的伤伤痕检查检查 。记记一记记1四个概念(1)放射性：物质质放射出 的性质质。(2)放射性元素：具有 的元素。(3)同位素：具有相同 数和不同 数的原子核。(4)放射性同位素：具有 的同位素。射线线放射性中子质质子放射性2原子核的组组成(1)原子核：由 和 组组成，质质子和中子统统称为为 。(2)核电电荷数(Z)：等于核内 ，也等于核外 ，还还等于元素周期表中的 。(3)核质质量数(A)：等于核内的 ，即与 之和。质质子中子核子质质子数电电子数原子序数核子数质质子数中子数3原子核的衰变变(1)三种射线线的比较较：氦核电电子光子2ee种类类射线线射线线射线线符号_ _速度_c在电电磁场场中偏转转与射线线 反向偏转转不偏转转贯贯穿本领领最弱，用 纸纸能挡挡住较较强，穿透几 毫米的铝铝板最强，穿透几 厘米的铅铅板对对空气的 电电离作用_ 较较弱_0.1c0.99c很强很弱4核力与核能(1)核力：含义义：原子核里的 存在互相作用的核力，核力把核子紧紧紧紧 地束缚缚在核内，形成稳稳定的原子核。特点：a核力是 的一种表现现。b核力是短程力，作用范围围在1.51015m之内。c每个核子只跟 的核子发发生核力作用。核子间间强相互作用邻邻近(2)核能：结结合能：把构成原子核的结结合在一起的 分开所需的能量。质质能方程：一定的能量和一定的质质量相联联系，物体的总总能量和它的质质量成正比，即E 。核子在结结合成原子核时时出现质现质 量亏损损m，其能量也要相应应减少，即E 。质质能方程的意义义：质质量和能量是物质质的两种属性，质质能方程揭示了质质量和能量是不可分割的，它建立了两个属性在数值值上的关系。核子mc2mc2(3)获获得核能的途径：重核裂变变：定义义：质质量数较较大的原子核受到高能粒子的轰击轰击 而分裂成几个质质量数较较小的原子核的过过程。特点：a.裂变过变过 程中能够够放出巨大的能量；b.裂变变的同时时能够够放出23(或更多)个中子；c.裂变变的产产物不是唯一的。对对于铀铀核裂变变有二分裂、三分裂和四分裂形式，但三分裂和四分裂概率比较较小。试试一试试2一块块含铀铀的矿矿石质质量为为M，其中铀铀元素的质质量为为m，铀发铀发 生一系列衰变变，最终终生成物为铅为铅 ，已知铀铀的半衰期为为T，那么下列说说法中正确的是 ( )答案：C 能级跃级跃 迁与光谱线谱线1.对氢对氢 原子的能级图级图 的理解(1)氢氢原子的能级图级图 (如图图1334)。图图1334(2)氢氢原子能级图级图 的意义义：能级图级图 中的横线线表示氢氢原子可能的能量状态态定态态。横线线左端的数字“1,2,3”表示量子数，右端的数字“13.6，3.4”表示氢氢原子的能级级。相邻邻横线间线间 的距离不相等，表示相邻邻的能级级差不等，量子数越大，相邻邻的能级级差越小。带带箭头头的竖线竖线 表示原子由较较高能级级向较较低能级级跃跃迁，原子跃跃迁条件为为：hEmEn。2关于能级跃级跃 迁的三点说说明(1)当光子能量大于或等于13.6 eV时时，也可以被处处于基态态的氢氢原子吸收，使氢氢原子电电离；当处处于基态态的氢氢原子吸收的光子能量大于13.6 eV，氢氢原子电电离后，电电子具有一定的初动动能。(2)当轨轨道半径减小时时，库仑库仑 引力做正功，原子的电电势势能减小，电电子动动能增大，原子能量减小。反之，轨轨道半径增大时时，原子电势电势 能增大、电电子动动能减小，原子能量增大。例1 (2013聊城模拟)如图图1335为氢为氢 原子能级级的示意图图，现现有大量的氢氢原子处处于n4的激发态发态 ，当向低能级跃级跃 迁时辐时辐 射出若干不同频频率的光。关于这这些光下列说说法正确的是 ( )图图1335A最容易表现现出衍射现现象的光是由n4能级跃级跃 迁到n1能级产级产 生的B频频率最小的光是由n2能级跃级跃 迁到n1能级产级产生的C这这些氢氢原子总总共可辐辐射出3种不同频频率的光D用n2能级跃级跃 迁到n1能级辐级辐 射出的光照射逸出功为为6.34 eV的金属铂铂能发发生光电电效应应审题审题 指导导解答本题时应题时应 注意以下三点：(1)明显显衍射条件与波长长的关系。(2)发发生光电电效应应的条件。(3)能级级差大小与光的频频率、波长长的大小关系。答案 D原子跃跃迁的两种类类型(1)原子吸收光子的能量时时，原子将由低能级态跃级态跃 迁到高能级态级态 。但只吸收能量为为能级级差的光子，原子发发光时时是由高能级态级态 向低能级态跃级态跃 迁，发发出的光子能量仍为为能级级差。(2)实实物粒子和原子作用而使原子激发发或电电离，是通过实过实物粒子和原子碰撞来实现实现 的。在碰撞过过程中，实实物粒子的动动能可以全部或部分地被原子吸收，所以只要入射粒子的动动能大于或等于原子某两个能级级差值值，就可以使原子受激发发而跃跃迁到较较高的能级级；当入射粒子的动动能大于原子在某能级级的能量值时值时 ，也可以使原子电电离。原子核的衰变规变规 律 1.衰变变方程2三种衰变变的实质实质(1)衰变变：衰变变的实质实质 是某元素的原子核同时时放出由两个质质子和两个中子组组成的粒子(即氦核)的过过程，每发发生一次衰变变，新元素与原元素比较较，核电电荷数减少2，质质量数减少4。(2)衰变变：衰变变的实质实质 是某元素的原子核内的一个中子变变成质质子时时放射出一个电电子的过过程。每发发生一次衰变变，新元素与原元素比较较，核电电荷数增加1，质质量数不变变。 (3)衰变变：衰变变是伴随着衰变变或衰变变同时发时发 生的，衰变变不改变变原子核的电电荷数和质质量数。其实质实质 是放射性原子核在发发生衰变变或衰变时变时 ，产产生的某些新核由于具有过过多的能量(核处处于激发态发态 )而辐辐射出光子。3对对衰变变的说说明(1)原子核在发发生衰变时变时 ，质质量数守恒，电电荷数守恒。(2)外界条件，如压压强、温度、化学反应应等都不能改变变放射性元素的半衰期。A铅铅核比钍钍核少8个质质子B铅铅核比钍钍核少16个中子C共经过经过 4次衰变变和6次衰变变D共经过经过 6次衰变变和4次衰变变图图1336审题审题 指导导解答本题时应题时应 注意以下三点：(1)原子核发发生、衰变变次数的确定方法。(2)质质子数、中子数与质质量数的关系。尝试尝试 解题题 (1)设设衰变变次数为为x，衰变变次数为为y，由质质量数守恒和电电荷数守恒得2322084x90822xy解得x6，y4，C错错D对对。铅铅核、钍钍核的质质子数分别为别为 82、90，故A对对。铅铅核、钍钍核的中子数分别为别为 126、142，故B对对。答案 (1)ABD (2)正电电子 56天核反应应方程的书书写与核能的计计算1.核反应应的四种类类型人工 控制人工 转变转变自发发衰变变自发发衰变变衰 变变核反应应方程典例可控性类类型(约约里奥居里夫妇发现妇发现 放射性同位素，同时时发现发现 正电电子)人工控制人工转变转变核反应应方程典例可控性类类型很难难控制轻轻核聚变变比较较容易进进行人工控制重核裂变变核反应应方程典例可控性类类型2核反应应方程式的书书写(2)掌握核反应应方程遵守的规规律，是正确书书写核反应应方程或判断某个核反应应方程是否正确的依据，由于核反应应不可逆，所以书书写核反应应方程式时时只能用“”表示反应应方向。(3)核反应过应过 程中质质量数守恒，电电荷数守恒。3核能的计计算方法(1)根据Emc2计计算，计计算时时m的单单位是“kg”，c的单单位是“m/s”，E的单单位是“J”。(2)根据Em931.5 MeV计计算。因1原子质质量单单位(u)相当于931.5 MeV的能量，所以计计算时时m的单单位是“u”，E的单单位是“MeV”。(3)根据核子比结结合能来计计算核能：原子核的结结合能核子比结结合能核子数。(1)写出铀铀核裂变变的核反应应方程；(2)求9.2 kg纯铀纯铀