1、章末整合一、对粒子散射实验及核式结构模型的理解1粒子散射实验结果：粒子穿过金箔后，绝大多数粒子仍沿原来的方向前进，但有少数粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90，也就是说它们几乎被“撞了回来”2核式结构学说：在原子的中心有一个很小的原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内，电子绕核运转例1关于粒子散射实验现象的分析，下列说法正确的是()A绝大多数粒子沿原方向运动，说明正电荷在原子内均匀分布，是粒子受力平衡的结果B绝大多数粒子沿原方向运动，说明这些粒子未受到明显的力的作用，说明原子是“中空”的C极少数粒子发生大角度偏转，说明原子内质量和电荷量比粒子大得多的粒子在原子内分布空间
2、很小D极少数粒子发生大角度偏转，说明原子内的电子对粒子的吸引力很大答案BC解析在粒子散射实验中，绝大多数粒子沿原方向运动，说明粒子未受到原子核明显的力的作用，也说明原子核相对原子来讲很小，原子内大部分空间是空的，故A错，B对；极少数发生大角度偏转，说明受到金原子核明显的力的作用的空间在原子内很小，粒子偏转，而金原子核未动，说明金原子核的质量和电荷量远大于粒子的质量和电荷量，电子的质量远小于粒子，粒子打在电子上，粒子不会有明显偏转，故C对，D错二、对玻尔原子结构理解1氢原子的能级对氢原子而言，核外的一个电子绕核运行时，若半径不同，则对应的原子能量也不同原子各能级的关系为En (n1，2，3)对于
3、氢原子而言，基态能级：E113.6 eV2氢原子的能级图氢原子的能级图如图1所示 图1例2已知氢原子基态的电子轨道半径为r10.5281010 m，量子数为n的能级值为En eV.(1)求电子在基态轨道上运动的动能；(2)有一群氢原子处于量子数n3的激发态，画一张能级图，在图上用箭头标明这些氢原子能发出的光谱线；(3)计算这几种光谱线中最短的波长(静电力常量k9109 Nm2/C2，电子电荷量e1.61019 C，普朗克常量h6.631034 Js，真空中光速c3.0108 m/s)答案见解析解析(1)核外电子绕核做匀速圆周运动，库仑引力提供向心力，则，又知Ekmv2，故电子在基态轨道上运动的
4、动能为：Ek J2.181018 J13.6 eV.(2)当n1时，能级值为E1 eV13.6 eV.当n2时，能级值为E2 eV3.4 eV.当n3时，能级值为E3 eV1.51 eV.能发出的光谱线分别为32，21，31共3种，能级图如图所示(3)由E3向E1跃迁时发出的光子频率最大，波长最短hE3E1，又知，则有 m1.03107 m.针对训练1按照玻尔理论，下列关于氢原子的论述正确的是()A第m个定态和第n个定态的轨道半径rm和rn之比为：rmrnm2n2B第m个定态和第n个定态的能量Em和En之比为：EmEnn2m2C电子沿某一轨道绕核运动，若其圆周运动的频率是，则其发光频率也是D若
5、氢原子处于能量为E的定态，则其发光频率为答案AB解析由氢原子核外电子轨道半径公式：rnn2r1，轨道半径与量子数的平方成正比，所以rmrnm2n2，A选项正确氢原子的能量公式：EnE1可见氢原子的能量与量子数的平方成反比，所以EmEnn2m2，B选项正确根据玻尔的原子理论，只有核外电子发生能级跃迁时，才能发射某一频率的光，所以C、D选项不正确三、原子的能级跃迁与电离1能级跃迁包括辐射跃迁和吸收跃迁，可表示如下：高能级Em低能级En2当光子能量大于或等于13.6 eV时，也可以被处于基态的氢原子吸收，使氢原子电离；当处于基态的氢原子吸收的光子能量大于13.6 eV时，氢原子电离后，电子具有一定的
6、初动能3原子还可吸收外来实物粒子(例如自由电子)的能量而被激发由于实物粒子的动能可全部或部分被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于或等于两能级的能量差值(EEmEn)，均可使原子发生能级跃迁例3将氢原子电离，就是从外部给电子能量，使其从基态或激发态脱离原子核的束缚而成为自由电子(1)若要使n2激发态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射该氢原子？(2)若用波长为200 nm的紫外线照射氢原子，则电子飞到离核无穷远处时的速度多大？(电子电荷量e1.61019 C，普朗克常量h6.631034 Js，电子质量me9.11031 kg)答案(1)8.211014 Hz(2)9.95105 m/s
7、解析(1)n2时，E2 eV3.4 eV所谓电离，就是使处于基态或激发态的原子的核外电子跃迁到n的轨道，n时，E0.所以，要使处于n2激发态的原子电离，电离能为EEE23.4 eV Hz8.211014 Hz(2)波长为200 nm的紫外线一个光子所具有的能量E0h6.631034 J9.9451019 J电离能E3.41.61019 J5.441019 J由能量守恒hEmv2代入数值解得v9.95105 m/s针对训练2一个氢原子处于基态，用光子能量为15 eV的电磁波去照射该原子，问能否使氢原子电离？若能使之电离，则电子被电离后所具有的动能是多大？答案能1.4 eV解析氢原子从基态n1处被完全电离至少吸收13.6 eV的能量所以15 eV的光子能使之电离，由能量守恒可知，完全电离后还剩余动能Ek15 eV13.6 eV1.4 eV.