高考物理總復(fù)習(xí) 第12章 第1課時 原子結(jié)構(gòu) 能級課件.ppt

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第1課時 原子結(jié)構(gòu) 能級,【導(dǎo)學(xué)目標(biāo)】 1.理解玻爾理論對氫原子光譜的解釋.2.掌握氫原子的能級公式并能靈活應(yīng)用，會用氫原子能級圖求解原子的能級躍遷問題．,一、原子的核式結(jié)構(gòu)模型 [基礎(chǔ)導(dǎo)引] 判斷下列說法的正誤： (1)湯姆孫首先發(fā)現(xiàn)了電子，并測定了電子電荷量，且提出了“棗糕”式原子模型( ) (2)盧瑟福做α粒子散射實(shí)驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)α粒子絕大多數(shù)穿過，只有少數(shù)發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)( ),(3)α粒子散射實(shí)驗(yàn)說明了原子的正電荷和絕大部分質(zhì)量集中在一個很小的核上( ) (4)盧瑟福提出了原子“核式結(jié)構(gòu)”模型，并解釋了α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的原因( ) 【答案】(1) (2)√ (3)√ (4)√,(1)α粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果 絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進(jìn)，但______α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，________α粒子的偏轉(zhuǎn)超過了90，有的甚至被撞了回來，如圖1所示． (2)盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型 在原子的中心有一個很小的核，叫_______，原子的所有正電荷和幾乎________都集中在原子核里，帶負(fù)電的_____在核外繞核旋轉(zhuǎn)． (3)原子核的尺度：原子核直徑的數(shù)量級為________m，原子直徑的數(shù)量級約為________m.,少數(shù),極少數(shù),原子核,所有質(zhì)量,電子,10－15,10－10,二、氫原子光譜 [基礎(chǔ)導(dǎo)引] 對原子光譜，下列說法不正確的是( ) A．原子光譜是不連續(xù)的 B．由于原子都是由原子核和電子組成的，所以各種原子的原子光譜是相同的 C．各種原子的原子結(jié)構(gòu)不同，所以各種原子的原子光譜也不相同 D．分析物質(zhì)發(fā)光的光譜，可以鑒別物質(zhì)中含哪些元素,【答案】B 【解析】原子光譜為線狀譜，A正確；各種原子都有自己的特征譜線，故B錯、C對；根據(jù)各種原子的特征譜線進(jìn)行光譜分析可鑒別物質(zhì)組成，D正確．,[知識梳理] 1．線狀譜、連續(xù)譜、吸收譜的產(chǎn)生 (1)線狀譜：由稀薄氣體或金屬蒸氣所發(fā)出的光譜為線狀光譜，不同元素的譜線不同，又稱為原子的特征譜線． (2)連續(xù)譜：由熾熱固體、液體及高壓氣體發(fā)光所發(fā)射的光譜均為連續(xù)光譜． (3)吸收譜：連續(xù)光譜中某波長的光波被吸收后出現(xiàn)的暗線．太陽光譜就是典型的吸收光譜． 2．光譜分析：利用每種原子都有自己的特征譜線可以用來鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的組成成分，且靈敏度很高．在發(fā)現(xiàn)和鑒別化學(xué)元素上有著重大的意義．,特別提醒 1.光譜的分類,三、玻爾原子模型、能級 [基礎(chǔ)導(dǎo)引] 玻爾在他提出的原子模型中所作的假設(shè)有________． ①原子處在具有一定能量的定態(tài)中，雖然電子繞核運(yùn)動，但不向外輻射能量 ②原子的不同能量狀態(tài)與電子沿不同的圓軌道繞核運(yùn)動相對應(yīng)，而電子的可能軌道的分布是不連續(xù)的 ③電子從一個軌道躍遷到另一個軌道時，輻射(或吸收)一定頻率的光子 ④電子躍遷時輻射的光子的頻率等于電子繞核做圓周運(yùn)動的頻率,①②③,[知識梳理] 1．玻爾原子模型 (1)軌道假設(shè)：原子中的電子在庫侖引力的作用下，繞原子核做圓周運(yùn)動，電子繞核運(yùn)動的可能軌道是__________的． (2)定態(tài)假設(shè)：電子在不同的軌道上運(yùn)動時，原子處于不同的狀態(tài)，因而具有不同的能量，即原子的能量是__________的．這些具有確定能量的穩(wěn)定狀態(tài)稱為定態(tài)，在各個定態(tài)中，原子是________的，不向外輻射能量． (3)躍遷假設(shè)：原子從一個能量狀態(tài)向另一個能量狀態(tài)躍遷時要________或________一定頻率的光子，光子的能量等于兩個狀態(tài)的________．,不連續(xù),不連續(xù),穩(wěn)定,吸收,放出,能量差,2．能級：在玻爾理論中，原子各個可能狀態(tài)的________叫能級． 3．基態(tài)和激發(fā)態(tài)：原子能量________的狀態(tài)叫基態(tài)，其他能量(相對于基態(tài))較高的狀態(tài)叫激發(fā)態(tài)． 4．量子數(shù)：現(xiàn)代物理學(xué)認(rèn)為原子的可能狀態(tài)是________的，各狀態(tài)可用正整數(shù)1,2,3，…表示，叫作量子數(shù)，一般用n表示．,能量值,最低,不連續(xù),5．氫原子的能級和軌道半徑 (1)氫原子半徑公式 rn＝________r1(n＝1,2,3，…)，其中r1為基態(tài)半徑，也稱為玻爾半徑，r1＝___________m. (2)氫原子能級公式 En＝________E1(n＝1,2,3，…)，其中E1為氫原子基態(tài)的能量值，E1＝________ eV.,n2,0.5310－10,－13.6,例1 (1)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，下列說法正確的是( ) A．證明了質(zhì)子的存在 B．證明了原子核是由質(zhì)子和中子組成的 C．證明了原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在一個很小的核里 D．說明了原子中的電子只能在某些軌道上運(yùn)動,考點(diǎn)一 原子結(jié)構(gòu)與α粒子散射實(shí)驗(yàn),跟蹤訓(xùn)練1 在盧瑟福進(jìn)行的α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的原因是( ) A．正電荷在原子中是均勻分布的 B．原子的正電荷和絕大部分質(zhì)量集中在一個很小的核上 C．原子中存在著帶負(fù)電的電子 D．原子核中有中子存在 【答案】B 【解析】α粒子散射實(shí)驗(yàn)證明了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，盧瑟福認(rèn)為只有原子的幾乎全部質(zhì)量和正電荷都集中在原子中心的一個很小的區(qū)域，才有可能使α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)B正確．,【考點(diǎn)解讀】 1．氫原子的能級圖(如圖2所示),考點(diǎn)二 氫原子能級圖及原子躍遷問題,(1)能級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，－3.40，…”表示氫原子的能級． (3)相鄰橫線間的距離，表示相鄰的能級差，量子數(shù)越大，相鄰的能級差越小． (4)帶箭頭的豎線表示原子由較高能級向較低能級躍遷，原子躍遷條件為：hν＝Em－En. 特別提醒 能級越高，量子數(shù)越大，軌道半徑越大，電子的動能越小，但原子的能量肯定隨能級的升高而變大．,(3)原子躍遷條件hν＝Em－En只適用于光子和原子作用而使原子在各定態(tài)之間躍遷的情況．對于光子和原子作用而使原子電離時，只要入射光的能量E≥13.6 eV，原子就能吸收．對于實(shí)物粒子與原子作用使原子激發(fā)時，粒子能量大于或等于能級差即可．,A．大量處在n＝3能級的氫原子向n＝2能級躍遷時，發(fā)出的光是紫外線 B．大量處在n＝4能級的氫原子向低能級躍遷過程中會發(fā)出紅外線 C．大量處在n＝4能級的氫原子向低能級躍遷時，最容易表現(xiàn)出衍射現(xiàn)象的是由n＝4向n＝3能級躍遷輻射出的光子 D．用能量為10.3 eV的電子轟擊，可以使基態(tài)的氫原子受激發(fā),解析 從n＝3躍遷到n＝2，能量差為1.89 eV，屬于可見光，則A錯；從n＝4躍遷到n＝3，能量差小于1.61 eV，會發(fā)出紅外線，則B對；從n＝4躍遷到低能級，到n＝3時能量差最小，輻射出光子的波長最大，波動性最明顯，則C對；用10.3 eV 的電子轟擊，部分動能被基態(tài)氫原子吸收使基態(tài)的氫原子受激發(fā)，則D對． 答案 A,跟蹤訓(xùn)練2 某光電管的陰極為金屬鉀制成的，它的逸出功為2.21 eV，如圖4是氫原子的能級圖，一群處于n＝4能級的氫原子向低能級躍遷時，輻射的光照射到該光電管的陰極上，這束光中能使金屬鉀發(fā)生光電效應(yīng)的光譜線條數(shù)是( ) A．2條 B．4條 C．5條 D．6條 【答案】B,例3 氫原子的核外電子從距原子核較近的軌道躍遷到距原子核較遠(yuǎn)的軌道的過程中( ) A．原子要吸收光子，原子的電勢能增大，原子的能量增大 B．原子要放出光子，原子的電勢能減小，原子的能量也減小 C．原子要吸收光子，電子的動能增大，原子的電勢能減小 D．原子要吸收光子，電子的動能減小，原子的電勢能增大,解析 電子從距原子核較近的軌道躍遷到較遠(yuǎn)的軌道，要吸收光子，原子勢能和原子能量增大，庫侖力提供向心力，軌道越高，運(yùn)動速度越小，動能就越小．正確選項(xiàng)為AD. 命題意圖 本題考查原子能級變化及相關(guān)問題，意在考查學(xué)生對原子能級變化時，吸收光子、電子動能與原子電勢能變化的分析． 答案 AD,跟蹤訓(xùn)練3 如圖5所示，在氫原子能級圖中，氫原子從各個較高能級躍遷至同一較低能級時，會發(fā)出一系列光譜線，形成譜線系，分別稱為賴曼線系，巴爾末線系，帕邢線系、布喇開線系等．在同一譜線系中，下列說法正確的是( ),A．每一躍遷都會釋放出一個電子，使原子變?yōu)殡x子 B．各種躍遷都會釋放出不同能量的光子 C．各條譜線具有相同的頻率 D．躍遷后原子的能級是相同的 【答案】BD 【解析】本題考查氫原子光譜的相關(guān)知識，意在考查考生對能級躍遷的理解．,例4 已知?dú)湓踊鶓B(tài)的能量是E1.一群處于n＝4能級的氫原子自發(fā)躍遷，能釋放6種光子，求其中頻率最小的光子的能量．,19.不明確玻爾理論中能級值的意義,方法提煉 (1)氫原子核外電子處于無窮遠(yuǎn)處時的能量最高(E∞＝0)，處于基態(tài)時能量最低為E1＝－13.6 eV，處于基態(tài)的氫原子吸收光子后躍遷到能量較高的激發(fā)態(tài)，所以處于較高激發(fā)態(tài)上的能級值大于基態(tài)，但都為負(fù)值. (2)對于氫原子在躍遷時輻射和吸收光子的頻率或波長的計算，首先由能級的高低或軌道半徑的大小確定是吸收還是放出光子，然后由玻爾理論Em－En＝hν，求ν.,