47原子结构-氢原子光谱.pdf

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1、 图 1 第四十七第四十七讲讲：原子结构原子结构 氢原子光谱氢原子光谱-一、原子的核式结构模型 知识梳理 1电子的发现：1897 年，英国物理学家汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子 2原子的核式结构(1)粒子散射实验的结果 绝大多数 粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但 _ 粒子发生了大角度偏转，_ 粒子甚至被撞了 回来，如图 1 所示(2)卢瑟福的原子核式结构模型 在原子的中心有一个很小的核，叫_，原子的所有正电荷和几乎_都集中在原子核里，带负电的_在核外绕核旋转(3)原子核的尺度：原子核直径的数量级为_ m，原子直径的数量级约为_ m.二、氢原子光谱 知识梳理 1线状谱、连续谱、

2、吸收谱的产生(1)线状谱：由稀薄气体或金属蒸气所发出的光谱为线状光谱，不同元素的谱线不同，又称为原子的特征谱线(2)连续谱：由炽热固体、液体及高压气体发光所发射的光谱均为连续光谱(3)吸收谱：连续光谱中某波长的光波被吸收后出现的暗线太阳光谱就是典型的吸收光谱 2 光谱分析：利用每种原子都有自己的特征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 特别提醒 光谱的分类 三、玻尔原子模型、能级 知识梳理 1玻尔原子模型(1)轨道假设：原子中的电子在库仑引力的作用下，绕原子核做圆周运动，电子绕核运动的可能轨道是_的(2)定态假设：电子在不同的轨道上运动时

3、，原子处于不同的状态，因而具有不同的能量，即原子的能量是_的这些具有确定能量的稳定状态称为定态，在各个定态中，原子是_的，不向外辐射能量 (3)跃迁假设：原子从一个能量状态向另一个能量状态跃迁时要_或_一定频率的光子，光子的能量等于两个状态的_，即 h_.2能级：在玻尔理论中，原子各个可能状态的_叫能级 3基态和激发态：原子能量_的状态叫基态，其他能量(相对于基态)较高的状态叫激发态 4量子数：现代物理学认为原子的可能状态是_的，各状态可用正整数 1,2,3，表示，叫做量子数，一般用 n 表示 5氢原子的能级和轨道半径(1)氢原子半径公式 rn_r1(n1,2,3，)，其中 r1为基态半径，也

4、称为玻尔半径，r1_ m.(2)氢原子能级公式 En_E1(n1,2,3，)，其中 E1为氢原子基态的能量值，E1_ eV.考点一 原子结构与 粒子散射实验 典例剖析 例 1(1)卢瑟福和他的助手做 粒子轰击金箔实验，获得了重要发现，关于 粒子散射实验的结果，下列说法正确的是 ()A证明了质子的存在 B证明了原子核是由质子和中子组成的 C证明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核里 D说明了原子中的电子只能在某些轨道上运动(2)英国物理学家卢瑟福用 粒子轰击金箔，发现了 粒子的散射现象下列图中，O 表示金原子核的位置，则能正确表示该实验中经过金原子核附近的 粒子的运动轨迹的是图中

5、的 ()跟踪训练1 在卢瑟福进行的粒子散射实验中，少数粒子发生大角度偏转的原因是()A正电荷在原子中是均匀分布的 B原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上 C原子中存在着带负电的电子 D原子核中有中子存在 考点二 氢原子能级图及原子跃迁问题 考点解读 氢原子的能级图(如图 2 所示)图 3 图 4 图 2(1)能级图中的横线表示氢原子可能的能量状态定态(2)横线左端的数字“1,2,3”表示量子数，右端的数字“13.6，3.40”表示氢原子的能级(3)相邻横线间的距离，表示相邻的能级差，量子数越大，相邻的能级差越小(4)带箭头的竖线表示原子由较高能级向较低能级跃迁，原子跃迁条件为：hEm

6、En.特别提醒 1.能级越高，量子数越大，轨道半径越大，电子的动能越小，但原子的能量肯定随能级的升高而变大 2原子跃迁发出的光谱线条数 NC2nn(n1)2，是一群氢原子，而不是一个 典例剖析 例 2 如图 3 为氢原子能级图，可见光的光子能量范围约为 1.61 3.10 eV，则下列说法正确的是 ()A大量处在 n3 能级的氢原子向 n2 能级跃迁时，发出的光 是紫外线 B大量处在 n4 能级的氢原子向低能级跃迁过程中会发出红 外线 C大量处在 n4 能级的氢原子向低能级跃迁时，最容易表现出衍射现象的是由 n4 向n3 能级跃迁辐射出的光子 D用能量为 10.3 eV 的电子轰击，可以使基态

7、的氢原子受激发 思维突破 1.一个原子和一群原子的区别：一个氢原子只有一个电子，在某个时刻电子只能在某一个可能的轨道上，当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道上时，可能情况有多种 C2nn(n1)2，但产生的跃迁只有一种而如果是大量的氢原子，这些原子的核外电子跃迁时就会出现所有的可能情况 2入射光子和入射电子的区别：若是在光子的激发下引起原子跃迁，则要求光子的能量必须等于原子的某两个能级差；若是在电子的碰撞下引起的跃迁，则要求电子的能量必须大于或等于原子的某两个能级差两种情况有所区别 跟踪训练 2 某光电管的阴极为金属钾制成的，它的逸出功为 2.21 eV，如图 4 是氢原子的能级图，一群处于 n4

8、 能级的氢原子向 低能级跃迁时，辐射的光照射到该光电管的阴极上，这束光中能 使金属钾发生光电效应的光谱线条数是 ()A2 条 B4 条 C5 条 D6 条 考点三 与能级相关的计算 典例剖析 例 3(2010 海南 19)(1)能量为 Ei的光子照射基态氢原子，刚好可使该原子中的电子成为自由电子这一能量 Ei称为氢的电离能现用一频率为 的光子从基态氢原子中击出了一电子，该电子在远离核以后速度的大小为_(用光子频率、电子质量 m、氢原子的电离能 Ei和普朗克常量 h 表示)(2)氢原子在基态时轨道半径 r10.531010 m，能量 E113.6 eV，求氢原子处于基态时：电子的动能；原子的电势

9、能；用波长是多少的光照射可使基态氢原子电离？跟踪训练 3(2011 江苏 12C(2)按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量_(选填“越大”或“越小”)已知氢原子的基态能量为 E1(E10)，电子质量为 m，基态氢原子中的电子吸收一频率为 的光子被电离后，电子速度大小为_(普朗克常量为 h)例 4 已知氢原子基态的能量是 E1.一群处于 n4 能级的氢原子自发跃迁，能释放 6 种光子，求其中频率最小的光子的能量 误区警示 不明确氢原子能级值的意义及各能级高低的关系，误认为 E1为正值且最大，出现了以下的错解：根据 EnE1n2，得 E4E116，E3E19，由能级跃迁公式得

10、：EE3E47E1144.正确解析 氢原子从 n4 能级自发跃迁，释放出能量最小的光子是由 n4 能级跃迁到n3 能级放出的光子 En、E4、E3的求解如上，EE4E37E1144.答案 7E1144 正本清源(1)氢原子核外电子处于无穷远处时的能量最高(E0)，处于基态时能量最低为 E113.6 eV，处于基态的氢原子吸收光子后跃迁到能量较高的激发态，所以处于较高激发态上的能级值大于基态，但都为负值.,(2)对于氢原子在跃迁时辐射和吸收光子的频率或波长的计算，首先由能级的高低或轨道半径的大小确定是吸收还是放出光子，然后由玻尔理论 EmEnh，求.复习讲义 基础再现 一、知识梳理 2.(1)少数 极少数.(2)原子核 所有质量 电子(3)1015 1010 二、三、知识梳理 1.(1)不连续(2)不连续 稳定(3)吸收 放出 能量差 E2E1 2.能量值 3.最低 4.不连续 5.(1)n2 0.531010(2)1n2 13.6 例 1(1)C(2)B 跟踪训练 1 B 例 2 BCD 跟踪训练 2 B 例 3(1)2(hEi)m(2)13.6 eV 27.2 eV 0.914107 m 跟踪训练 3 越大 2(hE1)m