章末總結(jié)一、對(duì)α粒子散射實(shí)驗(yàn)及核式結(jié)構(gòu)模型的理解1．實(shí)驗(yàn)結(jié)果：α粒子穿過(guò)金箔后，絕大多數(shù)α粒子仍沿原來(lái)的方向前進(jìn)；少數(shù)α粒子有較大的偏轉(zhuǎn)；極少數(shù)α粒子的偏轉(zhuǎn)角度超過(guò)90°，有的甚至被彈回，偏轉(zhuǎn)角達(dá)到180°.2．核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)：在原子的中心有一個(gè)很小的原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核內(nèi)，電子繞核運(yùn)轉(zhuǎn)．3．原子核的組成與尺度(1)原子核的組成：由質(zhì)子和中子組成，原子核的電荷數(shù)等于原子核中的質(zhì)子數(shù)．(2)原子核的大?。簩?shí)驗(yàn)確定的原子核半徑的數(shù)量級(jí)為10－15m，而原子的半徑的數(shù)量級(jí)是10－10m．因而原子內(nèi)部十分“空曠”．例1(多選)關(guān)于α粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析，下列說(shuō)法正確的是()A．絕大多數(shù)α粒子沿原方向運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明正電荷在原子內(nèi)均勻分布，使α粒子受力平衡的結(jié)果B．絕大多數(shù)α粒子沿原方向運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明這些α粒子未受到明顯的力的作用，說(shuō)明原子內(nèi)大部分空間是空的C．極少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明原子內(nèi)質(zhì)量和電荷量比α粒子大得多的粒子在原子內(nèi)分布空間很小D．極少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明原子內(nèi)的電子對(duì)α粒子的吸引力很大答案BC解析在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，絕大多數(shù)α粒子沿原方向運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明這些α粒子未受到明顯的力的作用，原子內(nèi)大部分空間是空的，故A錯(cuò)，B對(duì)；極少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明會(huì)受到原子核明顯的力的作用的空間在原子內(nèi)很小，α粒子偏轉(zhuǎn)而原子核未動(dòng)，說(shuō)明原子核的質(zhì)量和電荷量遠(yuǎn)大于α粒子的質(zhì)量和電荷量；電子的質(zhì)量遠(yuǎn)小于α粒子的質(zhì)量，α粒子打在電子上，不會(huì)有明顯偏轉(zhuǎn)，故C對(duì)，D錯(cuò)．二、玻爾氫原子理論1．氫原子的半徑公式rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)，其中r1為基態(tài)半徑，又稱玻爾半徑，r1＝0.53×10－10m.2．氫原子的能級(jí)公式氫原子的能級(jí)公式：En＝eq\f(1,n2)E1(n＝1,2,3，…)，其中E1為基態(tài)能量，E1＝－13.6eV.3．氫原子的能級(jí)圖(如圖1所示)圖1(1)能級(jí)圖中的橫線表示氫原子可能的能量狀態(tài)——定態(tài)．(2)橫線左端的數(shù)字“1,2,3，…”表示量子數(shù)，右端的數(shù)字“－13.6，－3.4，…”表示氫原子的能級(jí)．(3)相鄰橫線間的距離，表示相鄰的能級(jí)差，量子數(shù)越大，相鄰的能級(jí)差越?。?4)帶箭頭的豎線表示原子由較高能級(jí)向較低能級(jí)躍遷，原子躍遷條件為hν＝Em－En.例2如圖2為氫原子能級(jí)示意圖的一部分，則氫原子()圖2A．從n＝4能級(jí)躍遷到n＝3能級(jí)比從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)輻射出電磁波的波長(zhǎng)長(zhǎng)B．從n＝5能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)比從n＝5能級(jí)躍遷到n＝4能級(jí)輻射出電磁波的速度大C．處于不同能級(jí)時(shí)，核外電子在各處出現(xiàn)的概率是一樣的D．從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，氫原子核一定向外放出能量答案A解析氫原子從高能級(jí)躍遷到低能級(jí)輻射一定頻率的光子．Em－En＝hν，能級(jí)差值越大，輻射光子的頻率越大，波長(zhǎng)越短，E4－E3＜E3－E2，所以A項(xiàng)正確；輻射出的電磁波速度一樣大，B項(xiàng)錯(cuò)誤；處在不同能級(jí)時(shí)，核外電子出現(xiàn)的概率不一樣，能級(jí)越低，概率越大，C項(xiàng)錯(cuò)誤；氫原子由高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)氫原子一定放出能量，而不是氫原子核，故D錯(cuò)誤．例3(多選)(2016·寧波北侖中學(xué)高二第二學(xué)期期中)如圖3所示是氫原子能級(jí)示意圖的一部分，則下列說(shuō)法正確的是()圖3A．用波長(zhǎng)為600nm的X射線照射，可以使穩(wěn)定的氫原子電離B．用能量是10.2eV的光子可以激發(fā)處于基態(tài)的氫原子C．用能量是2.5eV的光子入射，可以使基態(tài)的氫原子激發(fā)D．用能量是11.0eV 的外來(lái)電子，可以使處于基態(tài)的氫原子激發(fā)答案BD解析“穩(wěn)定的氫原子”指處于基態(tài)的氫原子，要使其電離，光子的能量必須大于或等于13.6eV，而波長(zhǎng)為600nm的X射線的能量為E＝heq\f(c,λ)＝6.63×10－34×eq\f(3×108,600×10－9×1.6×10－19)eV≈2.07eV<13.6eV，A錯(cuò)誤．因ΔE＝E2－E1＝(－3.4eV)－(－13.6eV)＝10.2eV，故10.2eV的光子可以使氫原子從基態(tài)躍遷到n＝2的激發(fā)態(tài)，B正確；2.5eV的光子能量不等于任何其他能級(jí)與基態(tài)的能級(jí)差，因此不能使氫原子發(fā)生躍遷，C錯(cuò)誤；外來(lái)電子可以將10.2eV的能量傳遞給氫原子，使它激發(fā)，外來(lái)電子還剩余11.0eV－10.2eV＝0.8eV的能量，D正確．使原子能級(jí)躍遷的兩種粒子——光子與實(shí)物粒子：(1)原子若是吸收光子的能量而被激發(fā)，則光子的能量必須等于兩能級(jí)的能量差，否則不被吸收．不存在激發(fā)到n能級(jí)時(shí)能量有余，而激發(fā)到n＋1時(shí)能量不足，則可激發(fā)到n能級(jí)的問(wèn)題；(2)原子還可吸收外來(lái)實(shí)物粒子(例如：自由電子)的能量而被激發(fā)，由于實(shí)物粒子的動(dòng)能可部分地被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于兩能級(jí)的能量差(E＝Em－En)，就可使原子發(fā)生能級(jí)躍遷．1．在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)α粒子最接近金原子核時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A．動(dòng)能最小B．電勢(shì)能最小C．α粒子和金原子核組成的系統(tǒng)的能量最小D．加速度最小答案A解析在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)α粒子接近金原子核時(shí)，金原子核對(duì)α粒子的作用力是斥力，對(duì)α粒子做負(fù)功，電勢(shì)能增加，動(dòng)能減小，當(dāng)α粒子離金原子核最近時(shí)，它們之間的庫(kù)侖力最大，α粒子的動(dòng)能最?。捎谑艿降慕鹪雍送怆娮拥淖饔孟鄬?duì)較小，與金原子核對(duì)α粒子的庫(kù)侖力相比，可以忽略，因此只有庫(kù)侖力做功，所以機(jī)械能和電勢(shì)能整體上是守恒的，故系統(tǒng)的能量可以認(rèn)為不變．綜上所述，正確選項(xiàng)應(yīng)為A.2．盧瑟福和他的助手做α粒子轟擊金箔實(shí)驗(yàn)，獲得了重要發(fā)現(xiàn)，關(guān)于α粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，下列說(shuō)法正確的是()A．說(shuō)明了質(zhì)子的存在B．說(shuō)明了原子核是由質(zhì)子和中子組成的C．說(shuō)明了原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在一個(gè)很小的核里D．說(shuō)明了正電荷均勻分布答案C3．(多選)欲使處于基態(tài)的氫原子激發(fā)或電離，下列措施可行的是()A．用10.2eV的光子照射B．用11eV的光子照射C．用14eV的光子照射D．用10eV的光子照射答案AC解析由氫原子能級(jí)圖可求得E2－E1＝－3.4eV－(－13.6eV)＝10.2eV，即10.2eV是n＝2能級(jí)與基態(tài)之間的能量差，處于基態(tài)的氫原子吸收10.2eV的光子后將躍遷到n＝2的激發(fā)態(tài)，可