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

第1課時(shí) 原子結(jié)構(gòu) 能級(jí),【導(dǎo)學(xué)目標(biāo)】 1.理解玻爾理論對(duì)氫原子光譜的解釋.2.掌握氫原子的能級(jí)公式并能靈活應(yīng)用，會(huì)用氫原子能級(jí)圖求解原子的能級(jí)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(cè)定了電子電荷量，且提出了“棗糕”式原子模型( ) (2)盧瑟福做粒子散射實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)粒子絕大多數(shù)穿過，只有少數(shù)發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)( ),(3)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(gè)很小的核上( ) (4)盧瑟福提出了原子“核式結(jié)構(gòu)”模型，并解釋了粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的原因( ) 【答案】(1) (2) (3) (4),(1)粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果 絕大多數(shù)粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進(jìn)，但_粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，_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(gè)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(jí)為_m，原子直徑的數(shù)量級(jí)約為_m.,少數(shù),極少數(shù),原子核,所有質(zhì)量,電子,1015,1010,二、氫原子光譜 基礎(chǔ)導(dǎo)引 對(duì)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(cuò)、C對(duì)；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(shí)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(zhǎng)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(jí) 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_ 原子處在具有一定能量的定態(tài)中，雖然電子繞核運(yùn)動(dòng)，但不向外輻射能量 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(dòng)相對(duì)應(yīng)，而電子的可能軌道的分布是不連續(xù)的 電子從一個(gè)軌道躍遷到另一個(gè)軌道時(shí)，輻射(或吸收)一定頻率的光子 電子躍遷時(shí)輻射的光子的頻率等于電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)的頻率,知識(shí)梳理 1玻爾原子模型 (1)軌道假設(shè)：原子中的電子在庫(kù)侖引力的作用下，繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)，電子繞核運(yùn)動(dòng)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(dòng)時(shí)，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(gè)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(gè)能量狀態(tài)向另一個(gè)能量狀態(tài)躍遷時(shí)要_或_一定頻率的光子，光子的能量等于兩個(gè)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(jí)：在玻爾理論中，原子各個(gè)可能狀態(tài)的_叫能級(jí) 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(duì)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(jí)和軌道半徑 (1)氫原子半徑公式 rn_r1(n1,2,3，)，其中r1為基態(tài)半徑，也稱為玻爾半徑，r1_m. (2)氫原子能級(jí)公式 En_E1(n1,2,3，)，其中E1為氫原子基態(tài)的能量值，E1_ eV.,n2,0.531010,13.6,例1 (1)盧瑟福和他的助手做粒子轟擊金箔實(shí)驗(yàn)，獲得了重要發(fā)現(xiàn)，關(guān)于粒子散射實(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(gè)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(dòng),考點(diǎn)一 原子結(jié)構(gòu)與粒子散射實(shí)驗(yàn),跟蹤訓(xùn)練1 在盧瑟福進(jìn)行的粒子散射實(shí)驗(yàn)中，少數(shù)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(gè)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】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(gè)很小的區(qū)域，才有可能使粒子發(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(jí)圖(如圖2所示),考點(diǎn)二 氫原子能級(jí)圖及原子躍遷問題,(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“13.6，3.40，”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)差越小 (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：hEmEn. 特別提醒 能級(jí)越高，量子數(shù)越大，軌道半徑越大，電子的動(dòng)能越小，但原子的能量肯定隨能級(jí)的升高而變大,(3)原子躍遷條件hEmEn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(duì)于光子和原子作用而使原子電離時(shí)，只要入射光的能量E13.6 eV，原子就能吸收對(duì)于實(shí)物粒子與原子作用使原子激發(fā)時(shí)，粒子能量大于或等于能級(jí)差即可,A大量處在n3能級(jí)的氫原子向n2能級(jí)躍遷時(shí)，發(fā)出的光是紫外線 B大量處在n4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷過程中會(huì)發(fā)出紅外線 C大量處在n4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，最容易表現(xiàn)出衍射現(xiàn)象的是由n4向n3能級(jí)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n3躍遷到n2，能量差為1.89 eV，屬于可見光，則A錯(cuò)；從n4躍遷到n3，能量差小于1.61 eV，會(huì)發(fā)出紅外線，則B對(duì)；從n4躍遷到低能級(jí)，到n3時(shí)能量差最小，輻射出光子的波長(zhǎng)最大，波動(dòng)性最明顯，則C對(duì)；用10.3 eV 的電子轟擊，部分動(dòng)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(duì) 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(jí)圖，一群處于n4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，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( ) A2條 B4條 C5條 D6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(shì)能增大，原子的能量增大 B原子要放出光子，原子的電勢(shì)能減小，原子的能量也減小 C原子要吸收光子，電子的動(dòng)能增大，原子的電勢(shì)能減小 D原子要吸收光子，電子的動(dòng)能減小，原子的電勢(shì)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(shì)能和原子能量增大，庫(kù)侖力提供向心力，軌道越高，運(yùn)動(dòng)速度越小，動(dòng)能就越小正確選項(xiàng)為AD. 命題意圖 本題考查原子能級(jí)變化及相關(guān)問題，意在考查學(xué)生對(duì)原子能級(jí)變化時(shí)，吸收光子、電子動(dòng)能與原子電勢(shì)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(jí)圖中，氫原子從各個(gè)較高能級(jí)躍遷至同一較低能級(jí)時(shí)，會(huì)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(huì)釋放出一個(gè)電子，使原子變?yōu)殡x子 B各種躍遷都會(huì)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(jí)是相同的 【答案】BD 【解析】本題考查氫原子光譜的相關(guān)知識(shí)，意在考查考生對(duì)能級(jí)躍遷的理解,例4 已知?dú)湓踊鶓B(tài)的能量是E1.一群處于n4能級(jí)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(jí)值的意義,方法提煉 (1)氫原子核外電子處于無窮遠(yuǎn)處時(shí)的能量最高(E0)，處于基態(tài)時(shí)能量最低為E113.6 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(jí)值大于基態(tài)，但都為負(fù)值. (2)對(duì)于氫原子在躍遷時(shí)輻射和吸收光子的頻率或波長(zhǎng)的計(jì)算，首先由能級(jí)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EmEnh，求.,