原子结构和原子核.ppt

;; (对应学生用书P248) 一、原子结构 1．电子的发现：1897年， 汤姆逊通过对阴极射线的研究发现了电子，从而说明电子是原子的组成部分，即原子是可以再分的．;2．原子的核式结构 (1)1909～1911年，英国物理学家卢瑟福进行了α粒子散射实验，提出了核式结构模型． (2)α粒子散射实验 ①实验装置：如下图所示． ②实验结果：α粒子穿过金箔后，绝大多数沿原方向前进，少数发生较大角度偏转，极少数偏转角度大于90°，甚至被弹回． (3)核式结构模型：原子中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转．;3．玻尔的原子模型 (1)玻尔理论 ①轨道量子化：原子核外电子只能处在某些固定轨道上，即电子的轨道是量子化的．电子的轨道半径只能是某些不连续的值． ②能量量子化：当电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态，从而具有不同的能量，即原子的能量是量子化的． 原子中这些具有确定能量的稳定状态，称为定态．能量最低的状态叫做基态，其他的状态叫做激发态． ③频率条件：当电子从能量较高的定态轨道(Em)跃迁到能量较低的定态轨道(En，mn)时，会放出能量为hν的光子，则hν＝Em－En，这个式子被称为频率条件．反之，当电子吸收光子时会从较低的能量态跃迁到较高的能量态，吸收的光子的能量同样由频率条件决定．;;;二、原子核 1．原子核的组成 (1)原子核由质子和中子组成，质子和中子统称核子． (2)原子核的符号：原子核常用X表示，A表示质量数，Z表示核的电荷数(原子序数)． (3)同位素：质子数相同而中子数不同的原子核，在元素周期表中处于同一位置，它们互称同位素．;; (1)α衰变的实质是2个质子和两个中子结合成一个氦原子核，β衰变的实质是原子核中的一个中子转化为一个质子，同时释放出一个电子． (2)半衰期只与原子核本身有关，与其他因素无关．;三、核力与核能 1．核力 (1)含义：原子核里的核子间存在互相作用的核力，核力把核子紧紧地束缚在核内，形成稳定的原子核． (2)特点 ①核力是强相互作用的一种表现． ②核力是短程力，作???范围在1.5×10－15 m之内． ③每个核子只跟邻近的核子发生核力作用．;2．核能 (1)结合能：把构成原子核的结合在一起的核子分开所需的能量． (2)比结合能 ①定义：原子核的结合能与核子数之比称做比结合能，也叫平均结合能． ②性质：不同原子核的比结合能不同，原子核的比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定． (3)质能方程：一定的能量和一定的质量相联系，物体的总能量和它的质量成正比，即E＝mc2. 核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其能量也要相应减少，即ΔE＝Δmc2.;(4)质能方程的意义：质量和能量是物质的两种属性，质能方程揭示了质量和能量是不可分割的，它建立了两个属性在数值上的关系． (5)核能的获得方式：重核裂变和轻核聚变． 聚变反应比裂变反应平均每个核子放出的能量大约要大3～4倍． (6)核能的计算 ①根据ΔE＝Δmc2计算，计算时Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”． ②根据ΔE＝Δm×931.5 MeV计算．因1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV的能量，所以计算时Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”． ③根据平均结合能来计算核能，原子核的结合能＝核子平均结合能×核子数．; (对应学生用书P249) 要点一　　跃迁与电离的区别　　　 1.跃迁：根据玻尔理论，当原子从低能态向高能态跃迁时，必须吸收光子才能实现．相反，当原子从高能态向低能态跃迁时，必须辐射光子才能实现，跃迁时不管是吸收还是辐射光子，其光子的能量都必须等于这两个能级的能量差．; 这个对应关系是我们作出准确判断的依据．若是在电子的碰撞下引起原子的跃迁，则要求电子的能量必须大于或等于原子的某两个能级差，两种情况有所不同，要引起注意． 2.电离：原子一旦电离，原子结构被破坏，而不再遵守有关原子结构理论，如基态氢原子的电离能为13.6 eV，只要能量大于或等于13.6 eV的光子都能使基态的氢原子吸收而电离，只不过入射光子的能量越大，原子电离后产生的自由电子的动能就越大，不论原子处于什么状态，只要入射光子的能量大于该状态的电离所需要的能量就可使之电离．; 欲使处于基态的氢原子受激发，下列措施可行的是(　　) A．用10.2 eV的光子照射　　 B．用11 eV的电子碰撞 C．用14 eV的光子照射 D．用10 eV的光子照射 [解析]　由氢原子能级图算出只有10.2 eV为第二能级与基态之间的能量差，而大于13.6 eV的光子能使氢原子电离． [答案]　　ABC;要点二　　三种射线的比较　　 ;; (1)自然界中原子