(新课标版)高考物理一轮复习基础课件36原子结构氢原子光谱 (含解析)

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原子结构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　　　　,提出了原子的“枣糕模型”。 
2.原子的核式结构(1)1909—1911年,英籍物理学家　　　　　　进行了α粒子散射实验,提出了核式结构模型。   α粒子散射实验图像(2)α粒子散射实验的结果:绝大多数α粒子穿过金箔后,基本上仍沿原来的方向前进,但有少数α粒子发生了　　　　　,偏转的角度甚至　　　　　　,也就是说它们几乎被“撞了回来”,如图所示。 (3)原子的核式结构模型:原子中带正电部分的体积　　　　,但几乎占有全部　　　,电子在正电体的外面运动。 
氢原子光谱1.光谱:用光栅或棱镜可以把光按波长展开,获得光的　　　(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线系是氢原子光谱在可见光区的谱线,其波长公式 =　　　　　 　 　　(n=3,4,5,…),R是里德伯常量, R=1.10×107 m-1, n为量子数。 4.光谱分析:利用每种原子都有自己的　　　　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。 
氢原子的能级公式、能级图1.定态:原子只能处于一系列　　　　　　的能量状态中,在这些能量状态中原子是　　　　的,电子虽然绕核运动,但并不向外辐射能量。 2.跃迁:原子从一种定态跃迁到另一种定态时,它　　　　或一定频率的光子,光子的能量由这两个定态的能量差决定,即hν=　　　　　　　。(h是普朗克常量,h=6.626×10-34 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______的。 
4.氢原子的能级、能级公式(1)氢原子的能级图(如图所示) (2)氢原子的能级和轨道半径①氢原子的能级公式:En= E1(n=1,2,3,…),其中E1为基态能量,其数值为E1=-13.6 eV。②氢原子的轨道半径公式: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。
原子的核式结构(自主悟透)1.α粒子散射实验(1)α粒子散射实验装置 (2)α粒子散射实验的结果:绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进,但少数α粒子穿过金箔后发生了大角度偏转,极少数α粒子甚至被“撞了回来”。
2.原子的核式结构模型(1)α粒子散射实验结果分析①核外电子不会使α粒子的速度发生明显改变。②汤姆孙模型不能解释α粒子的大角度散射。③绝大多数α粒子沿直线穿过金箔,说明原子中绝大部分是空的;少数α粒子发生较大角度偏转,反映了原子内部集中存在着对α粒子有斥力的正电荷;极少数α粒子甚至被“撞了回来”,反映了个别α粒子正对着质量比α粒子大得多的物体运动时,受到该物体很大的斥力作用。(2)核式结构模型的局限性卢瑟福的原子核式结构模型能够很好地解释α粒子散射实验现象,但不能解释原子光谱是特征光谱和原子的稳定性。
思维训练1.在卢瑟福α粒子散射实验中,金箔中的原子核可以看作静止不动,下列各图画出的是其中两个α粒子经历金箔散射过程的径迹,正确的是(　　)
2.下图是卢瑟福的α粒子散射实验装置示意图,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
氢原子的能级图和能级跃迁(师生共研)1.氢原子的能级图(1)氢原子的能级图如图所示。
(2)能级图中相关量意义的说明:
2.电离电离态:n=∞,E=0基态→电离态:E吸>0-(-13.6 eV)=13.6 eV。激发态→电离态:E吸>0-En=|En|。若吸收能量足够大,克服电离能后,获得自由的电子还携带动能。
思维点拨 (1)如何求不同能级的能量?(2)光子使氢原子发生跃迁与电子使氢原子发生跃迁有什么不同?
提示 (1)用公式 求。(2)吸收的光子能量只能是两能级之差;由于电子的动能可全部或部分被原子吸收,所以只要电子的能量大于或等于两能级的能量差值(E=Em-En),均可使原子发生能级跃迁。
例2(2018·山东临沂期中)(多选)右图为氢原子的部分能级图。关于氢原子能级的跃迁,下列叙述正确的是 (　　)A.用能量为10.21 eV的光子照射,可使处于基态的氢原子跃迁到激发态B.用能量为11.0 eV的光子照射,可使处于基态的氢原子跃迁到激发态C.用能量为14.0 eV的光子照射,可使处于基态的氢原子电离D.大量处于基态的氢原子吸收能量为12.10 eV的光子后,能辐射3种不同频率的光
易错提醒跃迁中两个易混问题1.一个氢原子和一群氢原子(1)一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n-1)。(2)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数可用下面两种方法求解:用数学中的组合知识求解: 。利用能级图求解:在氢原子能级图中将氢原子跃迁的各种可能情况一一画出,然后相加。2.直接跃迁与间接跃迁原子从一种能量状态跃迁到另一种能量状态时,有时可能是直接跃迁,有时可能是间接跃迁。两种情况下辐射(或吸收)光子的能量是不同的。直接跃迁时辐射(或吸收)光子的能量等于间接跃迁时辐射(或吸收)的所有光子的能量和。