1.原子结构学说，是卢瑟福根据以下哪个实验现象提出的( )
A ．光电效应实验
B ．α粒子散射实验
C ．测定射线比荷的实验
D ．杨氏双缝干涉实验
解析：选B.光电效应说明了光的粒子性，测定比荷的实验是研究阴极射线的确定电子的实验，杨氏双缝干涉实验说明了光的波动性，只有α粒子散射实验说明了原子的结构．
2.根据汤姆生原子模型预测α粒子散射实验结果是( )
A ．绝大多数α粒子穿过金属箔后都有显著偏转
B ．大多数α粒子穿过金属箔后都有小角度偏转
C ．极少数α粒子偏转角很大，有的甚至沿原路返回
D ．不可能有α粒子偏转角很大，更不可能沿原路返回
解析：选BD.汤姆生原子模型是枣糕模型，原子中的正电荷均匀地分布在整个原子中，带负电的电子像枣糕上的枣子一样镶嵌在原子中．这样的原子只能使α粒子发生小角度偏转或不偏转，不可能有显著偏转，更不可能沿原路返回．
3.(2011·高考上海卷)卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是( )
解析：选D.α粒子轰击金箔后偏转，越靠近金箔，偏转的角度越大，所以A 、B 、C 错误，D 正确．
4.卢瑟福α粒子散射实验的结果( )
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
解析：选 C.α粒子散射实验发现了原子内存在一个集中了全部正电荷和几乎全部质量的核．数年后卢瑟福发现核内有质子并预测核内存在中子．
5.已知金原子的原子序数为79，α粒子离金原子核的最近距离为10－14 m ，则α粒子离金核
最近时受到的库仑力有多大？使α粒子产生的加速度多大？已知α粒子带的电荷量q α＝
2e ，质量m α＝6.64×10－27 kg.
解析：分别根据库仑定律和牛顿第二定律可算出：α粒子离金核最近时受到的库仑力为：F
＝k q Au q αr 2＝k 79e ·2e r 2＝9×109×79×1.6×10－19×2×1.6×10－19（10－14）2 N ≈364 N ．金核的库仑斥力
使α粒子产生的加速度大小为：
a＝F
mα＝
364
6.64×10－27
m/s2≈5.48×1028 m/s2.
答案：364 N 5.48×1028 m/s2
一、选择题
1.关于α粒子散射实验，下列说法正确的是()
A．该实验在真空环境中进行
B．带有荧光屏的显微镜可以在水平面内的不同方向上移动
C．荧光屏上的闪光是散射的α粒子打在荧光屏上形成的
D．荧光屏只有正对α粒子源发出的射线方向上才有闪光
解析：选ABC.有少数的α粒子因为靠近金原子核，受到斥力而改变了运动方向，故D错．2.根据卢瑟福的原子核式结构模型，下列说法中正确的是()
A．原子的正电荷均匀分布在整个原子范围内
B．原子质量均匀分布在整个原子范围内
C．原子中的正电荷和质量都均匀分布在整个原子范围内
D．原子中的全部正电荷和几乎全部质量都集中在很小的区域范围内
解析：选D.以α粒子散射实验为基础，原子中的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核上，故D项正确．
3.α粒子散射实验中，不考虑电子和α粒子的碰撞影响，是因为()
A．α粒子与电子根本无相互作用
B．α粒子受电子作用的合力为零，是因为电子是均匀分布的
C．α粒子和电子碰撞损失能量极少，可忽略不计
D．电子很小，α粒子碰撞不到电子
解析：选C.α粒子与电子之间存在着相互作用力，这个作用力是库仑引力，但由于电子质量很小，只有α粒子质量的1/7300，碰撞时对α粒子的运动影响极小，几乎不改变运动方向，就像一颗子弹撞上一颗尘埃一样，故正确答案为C.
4.(2012·泉州高二检测)在α粒子散射实验中，如果一个α粒子跟金箔中的电子相撞，则() A．α粒子的动能几乎没有损失
B．α粒子将损失大部分动能
C．α粒子不会发生显著的偏转
D．α粒子将发生较大角度的偏转
解析：选AC.电子质量约为α粒子质量的1/7300，α粒子碰撞到电子，像子弹碰到灰尘一样，能量不会有太大损失，运动方向几乎不变．
5.α粒子被金原子核散射时，如图所示，a、b、c、d四条运动轨迹中不．可能存在的是()
A．a B．b
C．c D．d
解析：选BC.α粒子在靠近金的原子核时，所受库仑力为斥力，a、d的轨迹是可能存在的. 而从b、c的轨迹可以判断，b、c受的力是吸引力，与核式结构模型不符，所以b、c的轨迹是不可能的．
6.卢瑟福预想到原子核内除质子外还有中子，他的事实依据是()
A．电子数与质子数相等
B．原子核的质量大约是质子质量的整数倍
C．原子核的核电荷数只是质量数的一半或更少一些
D．质子和中子的质量几乎相等
解析：选C.如果原子核内只有质子，那么质量数和核电荷数应该相同，但事实是质量数与核电荷数不相同，说明原子核内还有不带电的物质，所以C正确．
7.在卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转，其原因是()
A．原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在一个核上
B．原子内部很“空旷”，原子核很小
C．正电荷在原子中是均匀分布的
D．电子对α粒子的作用很强
解析：选AB.只有原子的正电荷全部集中在一个核上，并且几乎全部质量都集中在这个核上才会使α粒子在很强的库仑力作用下发生大角度偏转，A对；由于只有少数α粒子发生大角度偏转，绝大多数α粒子仍按原来方向前进，所以可以判断，原子核很小，只有少数α粒子才能正对着射入而被反弹回，也可以断定原子内部十分“空旷”，B对；如果正电荷在原子中均匀分布，α粒子射入原子后不会受到很大的库仑力而发生大角度偏转，C错；电子的质量很小，对α粒子的作用十分微弱，几乎不会改变α粒子的运动状态，D错．
8.在α粒子散射实验中，当α粒子最接近金原子核时，α粒子符合下列哪种情况() A．动能最小
B．势能最小
C．α粒子与金原子核组成的系统能量最小
D．所受金原子核的斥力最大
解析：选AD.α粒子在接近金原子核的过程中，要克服库仑斥力做功，动能减少，电势能增大；两者相距最近时，动能最小，电势能最大，总能量守恒；根据库仑定律，距离最近时斥力最大．
9.
在卢瑟福的α粒子散射实验中，某一α粒子经过某一原子核附近时的轨迹如图所示．图中P、Q两点为轨迹上的点，虚线是过P、Q两点并与轨迹相切的直线．两虚线和轨迹将平面分成四个区域，不考虑其他原子核对α粒子的作用，那么关于该原子核的位置，下面说法正确的是()
A．一定在①区域B．可能在②区域
C．可能在③区域D．一定在④区域
解析：选A.α粒子运动时，受到原子核排斥力的作用，而做曲线运动的轨迹一定是在合外力方向与速度方向之间，将各区域内任何一点分别与P、Q两点相连并延长，可发现②、③、④区域都不可能，一定在①区域．
二、非选择题
10.α粒子与金核197Au 发生正碰时，如果α粒子能接近金核的最小距离为2×10－14 m ，试估
算金核的密度为多少？
解析：粗略地，可把金核看做一个球体，把α粒子接近它的最小距离作为它的半径r ，则金
核的体积表示为V ＝43
πr 3，而金核的质量M ＝197×1.67×10－27 kg ≈3.29×10－25 kg ，故其密度为
ρ＝M /V
＝ 3.29×10－25
43
×3.14×（2×10－14）3 kg/m 3≈9.8×1015 kg/m 3. 答案：9.8×1015 kg/m 3
11.若氢原子的核外电子绕原子核做半径为r 的匀速圆周运动，则其角速度ω多大？电子绕核的运动可等效为环形电流，则电子运动的等效电流I 为多大？(已知电子的质量为m ，电荷量为e ，静电力恒量用k 表示)
解析：电子绕原子核运动的向心力是库仑力，因为ke 2r 2＝m ω2r ，所以ω＝e r
k mr ；其运动周期为T ＝2πω
＝2πr e · mr k ，其等效电流I ＝e T ＝e 22πr k mr . 答案：e r k mr e 22πr k mr 12.在α粒子散射实验中，根据α粒子与原子核发生对心碰撞时所能达到的最小距离可以估算原子核的大小．现有一个α粒子以2.0×107 m/s 的速度去轰击金箔，若金原子的核电荷数为79，求该α粒子与金原子核间的最近距离(已知带电粒子在点电荷电场中的电势能表达式
为ε＝k q 1q 2r
，α粒子质量为6.64×10－27 kg)． 解析：当α粒子靠近原子核运动时，α粒子的动能转化为电势能，达到最近距离时，动能全部转化为电势能，设α粒子与原子核发生对心碰撞时所能达到的最小距离为d ，则 12m v 2＝k q 1q 2d
， d ＝2kq 1q 2m v 2＝2×9.0×109×2×79×（1.6×10－
19）26.64×10－27×（2.0×107）2 m ＝2.7×10－14 m.
答案：2.7×10－14 m
8.1原子模型的历史演变 电子的发现，证明原子内含有确定数目的电子，而光谱的发射似乎与电子的行为有密切关系。这个问题的澄清有极为重要的意义。在这以前，人们对原子的内部状态一无所知，只能把原子看成是一个不可分的整体，顶多假设它是一个谐振子在作机械运动或是一个赫兹振子在作电磁振荡。从这些假设出发，虽然也可进行数学计算，但对物质结构的了解，却无济于事。而在发现电子、确证原子可分之后，才有可能真正建立原子结构的模型。探索原子结构的理论，从而对光谱的发射和其他原子现象作出正确的解释。 所谓原子结构模型（以下我们简称为原子模型），实际上也就是针对下列问题给出答案： 原子内部有带负电的电子，但原子是中性的，所以必定还有带正电的部分，这些正电荷具有什么性质？是怎样分布的？正、负电荷之间如何相互作用？原子内究竟有多少电子？电子的数目如何决定？怎样才能保持原子的稳定状态？怎样解释元素的周期性？怎样解释线光谱？怎样解释放射性？等等。 面对这些问题，物理学家们根据自己的实践和见解从不同的角度提出各种不同的模型。经过实践的检验，有的成功，有的失败。下面选取一些有代表性的例子来说明原子模型的历史演变。 8.1.1长岗的土星模型 长岗半太郎（1865—1950）是日本东京大学教授，1903年根据麦克斯韦的土星卫环理论推测原子的结构，他的论文题目是：《用粒子系统的运动学阐明线光谱、带光谱和放射性》，发表于1904年《哲学杂志》，在论文中，长岗写道： “我要讨论的系统，是由很多质量相同的质点，联接成圆，间隔角度相等，互相间以与距离成平方反比的力相互排斥。在圆中心有一大质量的质点对其它质点以同样定律的力吸引。如果这些互相排斥的质点以几乎相同的速度绕吸引中心旋转，只要吸引力足够大，即使有小的干扰，这系统一般将保持稳定。” 然后，长岗仿照麦克斯韦的理论进行计算，说明电子运动和光谱的关系。 虽然长岗的理论很不完善，但他实际上已经提出了原子核的观念，为后来卢瑟福的有核原子模型开辟了道路。 其实，核的观念并不是长岗首先提出来的，在他之前，斯坦尼讨论过这种可能性，1901年佩兰（Perrin）在论文中也曾假设过类似的模型，即原子有正核，
波尔的原子模型练习 【典型例题】例1氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论下述说法中正确的是（）A．电子绕核旋转的半径增大 B.氢原子的能级增大 C．氢原子的电势能增大 D.氢原子的核外电子的速率增大 例2 图给出氢原子最低的4个能级，在这些能级间跃迁所辐 射的光子的频率最多有P种，其中最小频率为fmin，则（） A．P＝5 B．P=6 C．fmin＝1.6×1014Hz。D．fmin＝1.5×1015 Hz 变式：用光子能量为E的单色光照射容器中处于基态的氢原 子。停止照射后，发现该容器内的氢能够释放出三种不同频率 的光子，它们的频率由低到高依次为ν1、ν2、ν3，由此可知， 开始用来照射容器的单色光的光子能量可以表示为：①hν1；②hν3；③h(ν1+ν2)；④h(ν +ν2+ν3) 以上表示式中（） A. 1 只有①③正确 B.只有②正确 C.只有②③正确 D.只有④正确 【问题思考】 【针对训练】1．根据玻尔的原子理论，原子中电子绕核运动的半径（） A．可以取任意值B．可以在某一范围内取任意值 C．可以取一系列不连续的任意值D．是一系列不连续的特定值 2．下面关于玻尔理论的解释中，不正确的说法是（） A．原子只能处于一系列不连续的状态中，每个状态都对应一定的能量B．原子中，虽然 核外电子不断做加速运动，但只要能量状态不改变，就不会向外辐射能量C．原子从一种定态跃迁到另一种定态时，一定要辐射一定频率的光子D．原子的每一个能量状态都对应一个电子轨道，并且这些轨道是不连续的3．根据玻尔理论，氢原子中，量子数N越大，则下列说法中正确的是（） A．电子轨道半径越大B．核外电子的速率越大 C．氢原子能级的能量越大D．核外电子的电势能越大 4．对玻尔理论的下列说法中，正确的是（） A．继承了卢瑟福的原子模型，但对原子能量和电子轨道引入了量子化假设 B．对经典电磁理论中关于“做加速运动的电荷要辐射电磁波”的观点表示赞同 C．用能量转化与守恒建立了原子发光频率与原子能量变化之间的定量关系 D．玻尔的两个公式是在他的理论基础上利用经典电磁理论和牛顿力学计算出来的 5．按照玻尔理论，一个氢原子中的电子从一半径为ra的圆轨道自发地直接跃迁到一半径 为rb的圆轨道上，已知ra>rb，则在此过程中（） A．原子要发出一系列频率的光子B．原子要吸收一系列频率的光子 C．原子要发出某一频率的光子D．原子要吸收某一频率的光子 6. 氢原子的核外电子，在由能级较高的定态跃迁到能量较低的定态的过程中（） A．辐射光子，获得能量B．吸收光子，获得能量 C．吸收光子，放出能量D．辐射光子，放出能量 7. 氢原子的核外电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时（） A.要吸收光子，电子的动能、电势能都增加 B.要吸收光子，电子的动能增加，电势能减少 C.要放出光子，电子的动能增加，电势能减少 D.要放出光子，电子的动能、电势能都减少 8. 如图为氢原子的能级图，若用能量为10.5ev的光子去照射一群处于基态的氢原子，则
第一章第1节原子结构模型 班级姓名学号命题：刘刚审题：刘金娥2018.10.8 【学习目标】 1．了解原子核外电子的运动状态，学会用四个量子数来表示核外电子的运动状态； 2．知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，知道原子核外电子跃迁会吸收或放出 光子，并了解其应用。 3．了解原子吸收和发射光谱分析。知道原子核外电子的能量是量子化的，了解原 子核外电子的排布规律。 4.了解人类探索物质结构的历程，认识从原子、分子等层次研究物质的意义。讨论模型 方法在探索原子结构中的应用。 5知道物质是由微粒构成的,了解研究物质结构的基本方法和实验手段。 【知识回顾】（必修2） 1.原子序数：含义： （1）原子序数与构成原子的粒子间的关系： 原子序数＝＝＝＝。（3） 原子组成的表示方法 a. 原子符号：A z X A z b. 原子结构示意图： c.电子式： d.符号表示的意义： A B C D E （4）特殊结构微粒汇总： 无电子微粒无中子微粒 2e-微粒8e-微粒 10e-微粒 18e-微粒 2.元素周期表：（1）编排原则：把电子层数相同的元素，按原子序数递增的顺序从左到右 排成横行叫周期；再把不同横行中最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序有
上到下排成纵行，叫族。 （2）结构： 各周期元素的种数 0族元素的原子序数 第一周期 2 2 第二周期 8 10 第三周期 8 18 第四周期 18 36 第五周期 18 54 第六周期 32 86 不完全周期 第七周期 26 118 ②族 族序数 罗马数字 用表示；主族用 A 表示；副族用 B 表示。 主族 7个 副族 7 个 第VIII 族是第8、9、10纵行 零族是第 18 纵行 阿拉伯数字：1 2 3 4 5 6 7 8 罗马数字： I II III IV V VI VII VIII （3）元素周期表与原子结构的关系： ①周期序数＝ 电子层数 ②主族序数＝ 原子最外层电子数＝元素最高正化合价数 (4)元素族的别称：①第ⅠA 族：碱金属 第ⅠIA 族：碱土金属②第ⅦA 族：卤族元素 ③第0族：稀有气体元素 3、 有关概念： （1） 质量数： （2） 质量数（ ）＝ （ ）＋ （ ） （3） 元素：具有相同 的 原子的总称。 （4） 核素：具有一定数目的 和一定数目 的 原子。 （5） 同位素： 相同而 不同的同一元素的 原子，互称同位素。
活动1【导入】激趣导入 【喷香水】教师喷香水，问：你们闻到了什么？ 【生答】……（香水的香味） 【师问】为什么会有香味呢？ 【个别回答】分子在不停地做无规则运动。 【引分子】说明香水是由什么构成的？ 【个别回答】分子。 【师再问】那么，水呢？ 【个别回答】水分子。 【引原子】对，许多物质都是由分子构成的。那分子又是由什么构成的？ 【猜测】原子。 【设问】很好，分子是由原子构成的。那你们认为原子是怎样的呢？ （设计意图：通过喷香水，引出分子，继而再引出原子，让学生猜测原子是怎样的？既引起了学生的兴趣，又为原子的结构模型作了一定的铺垫。） 【猜测】……（若生不会，师引导：你们觉得分子小不小？生：很小。师：那原子呢？生：很小。师：所以，原子很小。） 【师引导】大家再摸一下课桌，会触电吗？ 【生答】不会。 【解释】桌子是由原子构成的，说明原子是不带电。 【设问】原子还有什么结构特点呢？ 【板书】课题：2.3 原子结构模型的建立（1） 活动2【讲授】1.原子结构模型的建立
（1）道尔顿的原子结构模型 【多媒体】其实，科学家研究了很长很长的时间。直到1803年，英国科学家道尔顿提出了近代科学原子论。认为一切物质都是由最小的，不能再分的原子构成的；原子是分布均匀的，实心的、坚硬的实心球。所以道尔顿提出了实心球模型。 【板书】1803 道尔顿的实心球模型 【多媒体】实心球模型（这就是原子的实心球模型） （2）汤姆生的原子结构模型 【过渡】但是，到了1897年，英国物理学家汤姆生在实验过程中发现原子能放出电子，这说明了什么？ 【生猜测】……（原子里面有电子）。 【设问】经实验测定，电子是带负电的,而整个原子是不带电的，是显电中性的。那你认为原子里面还有什么物质呢？ 【生猜测】……（还有带正电的物质）。 【画模型】推测的很正确！那你们觉得电子和带正电的物质在原子中是如何分布的呢？现在，请把你们认为的分布情况，画在活动单的任务一中。大家可以用不同颜色的笔来表示电子和带正电的物质。 【模型展示】幻灯机展示：学生的原子结构模型图，并让学生介绍自己画的模型。再让其他学生评价。 （设计意图：通过学生画模型，让学生体会建立模型的过程，让学生理解科学发现的艰难性，激发学生对科学研究的兴趣和尊重科学的情感，并培养学生的空间想象能力、推测能力，敢于表达自己的猜想。将学生画好的模型进行展示、介绍，让学生感受获得成功的喜悦，同时让学生评价，改变老师单一评价的模式，更大程度上激起了学生的积极性和学习的热情，也充分体现了学生的主体地位。） 【总结】汤姆生提出了“西瓜式”的原子结构模型。他认为原子是一个球体，正电荷均匀分布在整个球体内，电子像西瓜子一样，镶嵌在里面。 【板书】1897 汤姆生的西瓜模型 （3）卢瑟福的原子结构模型
高中化学学习材料 唐玲出品 《化学反应原理》第一章第一节原子结构模型随堂练习 1．在物质结构研究的历史上，首先提出原子内有电子学说的科学家是( ) A．道尔顿 B．卢瑟福 C．汤姆生 D．波尔 2．以下现象与核外电子的跃迁有关的是( ) ①霓虹灯发出有色光②棱镜分光③激光器产生激光④石油蒸馏⑤凸透镜聚光⑥燃放的焰火，在夜空中呈现五彩缤纷的礼花⑦日光灯通电发光⑧冷却结晶 A、①③⑥⑦ B、②④⑤⑧ C、①③⑤⑥⑦ D、①②③⑤⑥⑦ 3．对充有氖气的霓虹灯管通电，灯管发出红色光。产生这一现象的主要原因( ) A．电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量 B．电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线 C．氖原子获得电子后转变成发出红光的物质 D．在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应 4．以下能级符号不正确的是( ) A．3s B．3p C．3d D．3f 5．下列能级轨道数为3的是：( ) A．s能级B．p能级 C．d 能级 D． f能级 6．同一能层又可划分不同的能级，以s、p、d、f 等表示。各能层中s、p、d、f能级上最多可容纳的电子数依次为：( ) A．1、3、5、7 B．2、6、10、14 C．1、2、3、4 D．2、4、6、8 7．能够确定核外电子空间运动状态的量子数组合为( ) A．n、l B． n、l、m s C．n、l、m D． n、l、m 、m s 8．钠原子的黄色光表现出的双线结构与下列哪个量有关( ) A．主量子数n B．角量子数l C. 磁量子数m D．自旋磁量子数m s 9．磁量子数m决定了原子轨道在空间的伸展方向，共有多少种( ) A．m种 B．n+ l种 C. 2 n种D．2 l +1种 10．能说明两个电子具有相同的能级的量子数为( ) A．n B．n、 m
原子结构理论模型发展史 道尔顿的原子模型 英国自然科学家约翰·道尔顿将古希腊思辨的原子论改造成定量的化学理论，提出了世界上第一个原子的理论模型。他的理论主要有以下三点[11]： ①所有物质都是由非常微小的、不可再分的物质微粒即原子组成； ②同种元素的原子的各种性质和质量都相同，不同元素的原子，主要表现为质量的不同； ③原子是微小的、不可再分的实心球体； ④原子是参加化学变化的最小单位，在化学反应中，原子仅仅是重新排列，而不会被创造或者消失。 虽然，经过后人证实，这是一个失败的理论模型，但，道尔顿第一次将原子从哲学带入化学研究中，明确了今后化学家们努力的方向，化学真正从古老的炼金术中摆脱出来，道尔顿也因此被后人誉为“近代化学之父”。 葡萄干布丁模型 葡萄干布丁模型由汤姆生提出，是第一个存在着亚原子结构的原子模型。 汤姆生在发现电子的基础上提出了原子的葡萄干布丁模型，汤姆生认为[11]： ①正电荷像流体一样均匀分布在原子中，电子就像葡萄干一样散布在正电荷中，它们的负电荷与那些正电荷相互抵消； ②在受到激发时，电子会离开原子，产生阴极射线。 汤姆生的学生卢瑟福完成的α粒子轰击金箔实验（散射实验），否认了葡萄干布丁模型的正确性。 土星模型 在汤姆生提出葡萄干布丁模型同年，日本科学家提出了土星模型，认为电子并不是均匀分布，而是集中分布在原子核外围的一个固定轨道上[16]。 行星模型 行星模型由卢瑟福在提出，以经典电磁学为理论基础，主要内容有[11]： ①原子的大部分体积是空的； ②在原子的中心有一个体积很小、密度极大的原子核； ③原子的全部正电荷在原子核内，且几乎全部质量均集中在原子核内部。带负电的电子在核空间进行高速的绕核运动。 随着科学的进步，氢原子线状光谱的事实表明行星模型是不正确的。 玻尔的原子模型 为了解释氢原子线状光谱这一事实，卢瑟福的学生玻尔接受了普朗克的量子论和爱因斯坦的光子概念在行星模型的基础上提出了核外电子分层排布的原子结构模型。玻尔原子结构模型的基本观点是[12]： ①原子中的电子在具有确定半径的圆周轨道（orbit)上绕原子核运动，不辐射能量 ②在不同轨道上运动的电子具有不同的能量（E），且能量是量子化的，轨道能量值依n（1，2，3，...）的增大而升高，n称为量子数。而不同的轨道则分别被命名为K（n=1)、L(n=2)、N(n=3)、O(n=4)、P(n=5)。 ③当且仅当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，才会辐射或吸收能量。如果辐射或吸收的能量以光的形式表现并被记录下来，就形成了光谱。 玻尔的原子模型很好的解释了氢原子的线状光谱，但对于更加复杂的光谱现象却无能为力。现代量子力学模型 物理学家德布罗意、薛定谔和海森堡等人，经过13年的艰苦论证，在现代量子力学模型在玻尔原子模型的基础上很好地解释了许多复杂的光谱现象，其核心是波动力学。在玻尔原子
课时作业13 玻尔的原子模型 1．玻尔在他提出的原子模型中所做的假设有( ) A．原子处在具有一定能量的定态中，虽然电子做变速运动，但不向外辐射能量 B．原子的不同能量状态与电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的 C．电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，辐射(或吸收)一定频率的光子 D．电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率 解析：A、B、C三项都是玻尔提出来的假设，其核心是原子定态概念的引入与能级跃迁学说的提出，也就是“量子化”的概念。原子的不同能量状态与电子绕核运动时不同的圆形轨道相对应，是经典理论与“量子化”概念的结合。 答案：A、B、C 2．一个氢原子中的电子从一个半径为r a的轨道自发地直接跃迁至另一半径为r b的轨道，已知r a＞r b，则在此过程中( ) A．原子发出一系列频率的光子 B．原子要吸收一系列频率的光子 C．原子要吸收某一频率的光子 D．原子要辐射某一频率的光子 解析：因为是从高能级向低能级跃迁，所以应放出光子，因此可排除B、C。“直接”从一能级跃迁到另一能级，只对应某一
能级差，故只能发出某一频率的光子。 答案：D 3．氢原子处于量子数n＝3的状态时，要使它的核外电子成为自由电子，吸收的光子能量应是( ) A．13.6eV B．3.5eV C．1.51eV D．0.54eV 解析：只要被吸收的光子能量大于n＝3态所需的电离能1.51eV即可，多余能量作为电离后自由电子的动能。 答案：A、B、C 4．一群氢原子处于同一较高的激发态，它们在向较低激发态或基态跃迁的过程中( ) A．可能吸收一系列频率不同的光子，形成光谱中的若干条暗线 B．可能发出一系列频率不同的光子，形成光谱中的若干条明线 C．可能吸收频率一定的光子，形成光谱中的一条暗线 D．可能发出频率一定的光子，形成光谱中的一条明线 解析：从高能级态向低能级态跃迁，一定发射出光子，发出 光子的频率种类为n(n－1) 2 。 答案：B 5．用紫外线照射一些物质时，会发生荧光效应，即物质发出可见光。这些物质中的原子先后发生两次跃迁，其能量变化分
第一节原子结构模型 知识结构梳理： （一）、原子结构的演变： 1、原子结构模型的演变过程：古代原子学说→道尔顿原子模型→汤姆孙原子模型→卢瑟福原子模型→玻尔原子模型→电子云模型。 道尔顿原子模型： 1808年英国自然科学家约翰·道尔顿提出了世界上第一个原子的理论模型。他的理论主要有以下三点： ①原子都是不能再分的粒子②同种元素的原子的各种性质和质量都相同③原子是微小的实心球体 汤姆生葡萄干布丁模型： 1904年汤姆生在发现电子的基础上提出了原子的葡萄干布丁模型，汤姆生认为： ①电子是平均的分布在整个原子上的，就如同散布在一个均匀的正电荷的海洋之中，它们的负电荷与那些正电荷相互抵消。 ②在受到激发时，电子会离开原子，产生阴极射线。 卢瑟福核式模型： 1911年以经典电磁学为理论基础，提出了卢瑟福行星模型主要内容有： ①原子的大部分体积是空的②在原子的中心有一个很小的原子核③原子的全部正电荷在原子核内，且几乎全部质量均集中在原子核内部。带负电的电子在核空间进行绕核运动。 卢瑟福的原子结构理论遇到的问题：根据卢瑟福的原子结构模型和经典的电磁学观点，围绕原子核高速运动的电子一定会自动且连续地辐射能量，其光谱应是连续光谱而不应是线状光谱。那么，氢原子的光谱为什么是线性光谱而不是连续光谱呢？（氢原子从一个电子层跃迁到另一个电子层时，吸收或释放一定的能量，就会吸收或释放一定波长的光，所以得到线状光谱） 波尔的轨道模型： 1913年为了解释氢原子线状光谱这一事实，玻尔在行星模型的基础上提出了核外电子分层排布的原子结构模型。玻尔原子结构模型的基本观点是： ①原子中的电子在具有确定半径的圆周轨道上绕原子核运动，不辐射能量； ②在不同轨道上运动的电子具有不同的能量（E），轨道能量值依n（1，2，3，...）的增大而升高。而不同的轨道则分别被命名为K（n=1)、L(n=2)、M(n=3)、N(n=4)、O(n=5)、P(n=6)。（电子的能量是量子化的。） ③当且仅当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，才会辐射或吸收能量。如果辐射或吸收的能量以光的形式表现并被记录下来，就形成了光谱。 2、基态：电子处于能量最低的状态，称为基态。 激发态：电子能量处于高于基态的状态，称为激发态。
原子模型的历史演变 电子的发现，证明原子内含有确定数目的电子，而光谱的发射似乎与电子的行为有密切关系。这个问题的澄清有极为重要的意义。在这以前，人们对原子的内部状态一无所知，只能把原子看成是一个不可分的整体，顶多假设它是一个谐振子在作机械运动或是一个赫兹振子在作电磁振荡。从这些假设出发，虽然也可进行数学计算，但对物质结构的了解，却无济于事。而在发现电子、确证原子可分之后，才有可能真正建立原子结构的模型。探索原子结构的理论，从而对光谱的发射和其他原子现象作出正确的解释。 所谓原子结构模型（以下我们简称为原子模型），实际上也就是针对下列问题给出答案： 原子内部有带负电的电子，但原子是中性的，所以必定还有带正电的部分，这些正电荷具有什么性质？是怎样分布的？正、负电荷之间如何相互作用？原子内究竟有多少电子？电子的数目如何决定？怎样才能保持原子的稳定状态？怎样解释元素的周期性？怎样解释线光谱？怎样解释放射性？等等。 面对这些问题，物理学家们根据自己的实践和见解从不同的角度提出各种不同的模型。经过实践的检验，有的成功，有的失败。下面选取一些有代表性的例子来说明原子模型的历史演变。 8.1.1 长岗的土星模型 长岗半太郎（1865—1950）是日本东京大学教授，1903年根据麦克斯韦的土星卫环理论推测原子的结构，他的论文题目是：《用粒子系统的运动学阐明线光谱、带光谱和放射性》，发表于1904年《哲学杂志》，在论文中，长岗写道： “我要讨论的系统，是由很多质量相同的质点，联接成圆，间隔角度相等，互相间以与距离成平方反比的力相互排斥。在圆中心有一大质量的质点对其它质点以同样定律的力吸引。如果这些互相排斥的质点以几乎相同的速度绕吸引中心旋转，只要吸引力足够大，即使有小的干扰，这系统一般将保持稳定。” 然后，长岗仿照麦克斯韦的理论进行计算，说明电子运动和光谱的关系。虽然长岗的理论很不完善，但他实际上已经提出了原子核的观念，为后来卢瑟福的有核原子模型开辟了道路。 其实，核的观念并不是长岗首先提出来的，在他之前，斯坦尼讨论过这种可能性，1901年佩兰（Perrin）在论文中也曾假设过类似的模型，即原子有正核，外面围绕着负电子，电子沿轨道运行的频率是辐射的光波频率。还有，洛奇也曾指出，麦克斯韦的土星系也许适用于电子系统。可见，原子的有核模型由来已久，只是未获充分证据而已。然而，它的致命弱点是无法满足经典理论提出的稳定性要求，所以长岗的论文发表不久，就有人写文驳斥。 8.1.2 勒纳德的中性微粒模型 1920年勒纳德已经接受了阴极射线是电子束的结论。这时他对赫兹和他自己发现的阴极射线穿透金属箔的现象作出新的解释。他认为这件事说明金属中的原子并非实心的弹性球，其
第1节原子结构模型练习 1.玻尔原子结构的基本观点是： ①原子中的电子在具有的圆周轨道上绕原子核运动，并且不辐射能量。 ②在不同轨道上运动的电子具有不同的能量，而且能量是量子化的，即能量是一份一份的，不能任意连续变化而只能取某些不连续的数值。轨道能量依n值（1，2，3…）的增大而升高，n称为量子数。对氢原子而言，电子处在n=1轨道时能量最低，称为；能量高于基态的状态，称为。 ③只有当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，才会辐射或吸收能量。如果辐射或吸收的能量以光的形式表现并被记录下来，就形成了光谱。 2.玻尔原子结构模型的成功之处是 。 3.玻尔原子结构模型的最大不足之处是。 4.我们引入四个量子数是来描述原子中单个电子的运动状态，其中： ①用主量子数n来描述，n值表示的电子运动状态称为。 ②角量子数l表示同一电子层中具有不同状态的分层，从能量的角度，也常叫。在一个电子层中，l有多少个取值，就表示该电子层有。若两个电子的n、l值均相同，说明。 ③对每一个确定的l，m值可取，共有个值。一旦确定了n、l、m，就确定了原子核外电子的，我们通常用表示n、l、m确立的核外电子的空间运动状态。 ④一旦确定了n、l、m和m s，就确定了。 5.假定有下列电子的各套量子数，指出可能存在的是（） A. 3，2，2，1/2 B. 3，0，－1，1/2 C. 2，2，2，2 D. 1，0，0，0 6. 下列各组量子数哪些是不合理的，为什么？ （1）n=2，l=1，m=0 （2）n=2，l=2，m=－1 （3）n=3，l=0，m=0 （4）n=4，l=1，m=1 （5）n=2，l=0，m=－1 （6）n=4，l=3，m=4 7. 磁量子数决定了原子轨道在空间的伸展方向，共有多少种（） A. m种 B. n+1种 C. 2n种 D.2l+1种 8. 在多电子原子中，具有下列各组量子数的电子中能量最高的是（） A. 3、2、＋1、＋ 2 1 B. 2、1、＋1、－ 2 1 C. 3、1、0、－ 2 1 D. 3、1、－1、－ 2 1 9. 主量子数n=3能级层中电子的空间运动状态有几种（） A. 4 B. 7 C. 8 D. 9 10. 在下表中填充合理的量子数。 11. 试回答：n=3，l有多少可能值？共有多少个轨道？电子的最大可能状态数为多少？ 12. 玻尔理论不能解释（） A. H原子光谱为线状光谱 B. 在一给定的稳定轨道上，运动的核外电子不发射能量—电磁波 C. H原子的可见光区谱线 D. H原子光谱的精细结构 13. 写出具有下列指定量子数的原子轨道符号 （1）n=2，l=1 （2）n=3，l=0 （3）n=5，l=2 （4）n=4，l=3 14. 2p轨道的磁量子数可能有（） A. 1,2 B. 0,1,2 C. 1,2,3 D. 0,＋1,－1 15. (1)当n＝4时，l的可能值是多少？(2)当n＝4时，轨道的总数时多少？各轨道的量子数取值是什么？
普通高中课程标准实验教科书一物理（选修3- 5）［人教版］ 第十八章原子结构 新课标要求 1 ?内容标准 （1）了解人类探索原子结构的历史以及有关经典实验。 例1用录像片或计算机模拟，演示a粒子散射实验。 （2）通过对氢原子光谱的分析，了解原子的能级结构。 例2 了解光谱分析在科学技术中的应用。 2.活动建议 观看有关原子结构的科普影片。 新课程学习 18. 4玻尔的原子模型 ★新课标要求 （一）知识与技能 1.了解玻尔原子理论的主要内容。 2.了解能级、能量量子化以及基态、激发态的概念。 （二）过程与方法 通过玻尔理论的学习，进一步了解氢光谱的产生。 （三）情感、态度与价值观 培养我们对科学的探究精神，养成独立自主、勇于创新的精神。 ★教学重点 玻尔原子理论的基本假设。 ★教学难点 玻尔理论对氢光谱的解释。 ★教学方法
教师启发、引导，学生讨论、交流。 ★教学用具： 投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1课时 ★教学过程 （一）引入新课 复习提问： 1.a粒子散射实验的现象是什么？ 2 ?原子核式结构学说的内容是什么？ 3?卢瑟福原子核式结构学说与经典电磁理论的矛盾 电子绕核运动（有加速度） 辐射电磁波频率等于绕核运行的频率 电子沿螺旋线轨道落入原子核原子光谱应为连续光谱 （矛盾：实际上是不连续的亮线）教师：为了解决上述矛盾，丹麦物理学家玻尔，在1913年提出了自己的原子结构假说。 （二）进行新课 1 ?玻尔的原子理论 （1）能级（定态）假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原 子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。这些状态叫定态。（本假设是针对原子稳定性提出的）（2）跃迁假设：原子从一种定态（设能量为E n）跃迁到另一种定态（设 能量为E m）时，它辐射（或吸收）一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即A = E m - E n （h为普朗克恒量） （本假设针对线状谱提出） （3）轨道量子化假设：原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核 （针对原子核式模型提
2 CAPM模型的提出 马科维茨(Markowitz，1952)的分散投资与效率组合投资理论第一次以严谨的数理工具为手段向人们展示了一个风险厌恶的投资者在众多风险资产中如何构建最优资产组合的方法。应该说，这一理论带有很强的规范(normative)意味，告诉了投资者应该如何进行投资选择。但问题是，在20世纪50年代，即便有了当时刚刚诞生的电脑的帮助，在实践中应用马科维茨的理论仍然是一项烦琐、令人生厌的高难度工作；或者说，与投资的现实世界脱节得过于严重，进而很难完全被投资者采用——美国普林斯顿大学的鲍莫尔(william Baumol)在其1966年一篇探讨马科维茨一托宾体系的论文中就谈到，按照马科维茨的理论，即使以较简化的模式出发，要从1500只证券中挑选出有效率的投资组合，当时每运行一次电脑需要耗费150~300美元，而如果要执行完整的马科维茨运算，所需的成本至少是前述金额的50倍；而且所有这些还必须有一个前提，就是分析师必须能够持续且精确地估计标的证券的预期报酬、风险及相关系数，否则整个运算过程将变得毫无意义。 正是由于这一问题的存在，从20世纪60年代初开始，以夏普(w．Sharpe，1964)，林特纳(J．Lintner，1965)和莫辛(J．Mossin，1966)为代表的一些经济学家开始从实证的角度出发，探索证券投资的现实，即马科维茨的理论在现实中的应用能否得到简化?如果投资者都采用马科维茨资产组合理论选择最优资产组合，那么资产的均衡价格将如何在收益与风险的权衡中形成?或者说，在市场均衡状态下，资产的价格如何依风险而确定? 这些学者的研究直接导致了资本资产定价模型(capital asset pricing model，CAPM)的产生。作为基于风险资产期望收益均衡基础上的预测模型之一，CAPM阐述了在投资者都采用马科维茨的理论进行投资管理的条件下市场均衡状态的形成，把资产的预期收益与预期风险之间的理论关系用一个简单的线性关系表达出来了，即认为一个资产的预期收益率与衡量该资产风险的一个尺度β值之间存在正相关关系。应该说，作为一种阐述风险资产均衡价格决定的理论，单一指数模型，或以之为基础的CAPM不仅大大简化了投资组合选择的运算过程，使马科维茨的投资组合选择理论朝现实世界的应用迈进了一大步，而且也使得证券理论从以往的定性分析转入定量分析，从规范性转入实证性，进而对证券投资的理论研究和实际操作，甚至整个金融理论与实践的发展都产生了巨大影响，成为现代金融学的理论基础。 当然，近几十年，作为资本市场均衡理论模型关注的焦点，CAPM的形式已经远远超越了夏普、林特纳和莫辛提出的传统形式，有了很大的发展，如套利定价模型、跨时资本资产定价模型、消费资本资产定价模型等，目前已经形成了一个较为系统的资本市场均衡理论体系。 [编辑] 资本资产定价模型公式 夏普发现单个股票或者股票组合的预期回报率(Expected Return)的公式如下：
第1课时原子结构模型 【学习目标】 1.了解“玻尔原子结构模型”，知道其合理因素和存在的不足。 2.知道原子光谱产生的原因。 3.能利用“玻尔原子结构模型”解释氢原子的线状光谱 4、理解原子轨道和电子云的意义。 【学习难点】：原子轨道和电子云的概念 【教学过程】 【复习回顾】、必修中学习的原子核外电子排布规律： (1)原子核外的电子是________排布的，研究表明已知原子的核外电子共分 为______个电子层，也可称为能层，分别为： 第一、二、三、四、五、六、七……电子(能)层符号表示、、、、、、…… 能量由低到高 (2)原子核外各电子层最多容纳个电子。 (3)原于最外层电子数目不能超过个(K层为最外层时不能超过 个电子)。 (4)次外层电子数目不能超过个(K层为次外层时不能超过个)， 倒数第三层电子数目不能超过个。 说明：以上规律是互相联系的，不能孤立地理解。例如；当M层是最外层时，最多可排个电子；当M层不是最外层时，最多可排个电子 2.核外电子总是尽量先排布在能量较的电子层，然后由向，依 次排布在能量逐步的电子层(能量最低原理)。 例如：钠原子有11个电子，分布在三个不同的电子层上，第一层个电子，第二层个电子，第三层个电子。由于原子中的电子是处在原子核的引力场中，电子总是尽可能先从内层排起，当一层充满后再填充下一层。原子结构示意图为： 一、原子结构理论发展史： 1.1803年提出原子是一个“实心球体”建立原子学说的是英国化学
家，1903年汤姆逊提出原子结构的“”模型，1911年卢瑟福提出了原子结构的模型，1913年玻尔提出 的原子结构模型，建立于20世纪20年代中期的模型已成为现代化学的理论基础。 二、氢原子光谱 人们常常利用仪器将物质吸收光或以射不的波长和强度分布记录下来，得到所谓的光谱，光谱分为和氢原子光谱为。丹麦科学家玻尔在原子模型的基础上提出了的原子结构模型，该理论的重大贡献在于指出了原子光谱源自在不同能量的上的跃迁，而电子所处的的能量是。 三、玻尔原子结构模型 1.玻尔原子结构模型基本观点： （1）原子中的电子在具有________的圆周轨道上绕原子核运动，并且_______能量。可理解为行星模型，这里的“轨道”实际上就是我们现在所说的电子层。（2）定态假设：玻尔原子结构理论认为：同一电子层上的电子能量完全相同。在不同轨道上运动的电子具有不同的能量(E)，而且能量是_________的，即能量是“一份一份”的。各电子层能量差具有不连续性，既E3-E2≠E2-E1。 （3）只有当电子从一个轨道(能量为E i)跃迁到另一个轨道时，才会____________能量。如果辐射或吸收的能量以光的形式表现并记录下来，就形成了______________。 2.玻尔原子结构模型理论成功地解释了氢原子光谱是____________光谱的实验事实，但不能解决氢原子光谱的精细结构问题和多原子复杂的光谱现象。 四、原子轨道、电子层与能级 1、原子轨道是描述，原子轨道的空间分布在 中表示出来，S轨道在三维空间分布图形为，具有对称性，P轨道轴对称。 2、电子层：用量子数n来描述，n的取值为正整数1,2,3,4…，对应符号为，n值越大，电子离核，能量。对于同一电子层，分为若干能级，如n=2时，有和，如n=3时，
《玻尔的原子模型》课堂练习 1、用大量具有一定能量的电子轰击大量处于基态的氢原 子，观测到了一定数目的光谱线。调高电子的能量再次进行观测，发现光谱线的数目原来增加了5条。用△n 表示两次观测中最高激发态的量子数n 之差，E 表示调高后电子的能量。根据氢原子的能级图可以判断，△n 和E 的 可能值为 ( ) A 、△n ＝1，13.22 eV ＜E ＜13.32 eV B 、△n ＝2，13.22 eV ＜E ＜13.32 eV C 、△n ＝1，12.75 eV ＜E ＜13.06 eV D 、△n ＝2，12.72 eV ＜ E ＜13.06 eV 2、氢原子的能级示意图如上图所示，现有每个电子的动能都为E e ＝12.89 eV 的电子束与处于基态的氢原子束射入同一区域，使电子与氢原子发生迎头正碰．已知碰撞前一个电子与一个氢原子的总动量为零．碰撞后，氢原子受激发而跃迁到n ＝4的能级．求碰撞后1个电子与1个受激氢原子的总动能．(已知电子的质量m e 与氢原子的质量m H 之比为1∶1840) 3、原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时，有可能不发射光子．例如在某种条件下，铬原子的n = 2能级上的电子跃迁到n = 1能级上时并不发射光子，而是将相应的能量转交给n = 4能级上的电子，使之能脱离原子，这一现象叫做俄歇效应，以这种方式脱离了原子的电子叫做俄歇电子，已知铬原子的能级公式可简化表示为 ，式中n =l ，2，3，… 表示不同能级，A 是正的已知常数，上述俄歇电子的动能是： ( ) A ． B ． C ． D ． 4、假设在NaCl 蒸气中存在由钠离子Na +和氯离子Cl 一靠静电相互作用构成的单个氯化钠NaCl 分子，若取Na +与Cl 一相距无限远时其电势能为零，一个NaCl 分子的电势能为一6.1eV ， 已知使一个中性钠原子Na 最外层电子脱离钠原子而形成钠离子Na +所需的能量(电离能)为 5.1ev ，使一个中性氯子Cl 结合一个电子形成氯离子Cl 一所放出的能量(亲和能)为3.8eV ．由 此可算出，在将一次NaCl 分子分离成彼此远离的中性钠原子Na 和中性氯原子Cl 的过程中，外界供给能量等于 eV ． －0.54 －13.60 －3.40 －1.51 －0.85 －0.38 －0.28 1 2 3 4 5 6 7 n E /eV A 163A 167A 1611A 16132 n A En -=
原子模型的发展及量子力学的建立 林元兴（安庆师范学院物理与电气工程学院安徽安庆246011 ） 指导教师：张青林 摘要：自从汤姆逊通过阴极射线发现电子以后，人们逐步开始研究原子的内部结构及运动。通过不断的改进、修正，建立了一个相对完整的原子结构模型。本文结合物理学史料，从原子模型入手，扼要地对不同时期各种原子模型作以下介绍和表述，目的在于更好地了解近代物理尤其是量子力学思想及其发展过程，加深对原子模型的微观认识。 关键词：原子模型，几率定律，双重解理论，孤子（Soliton）模型 1.引言—原子模型建立前奏 任何物质都是由原子构成，原子只是物质基本结构的一个层次，物质的这种原子观只是在十六世纪之后才被人们普遍接受。1806年，法国普鲁斯特（J.L.Proust）发现化合物分子的定组成定律；1807年，英国道尔顿（J.Dalton）发现倍比定律，并提出原子论；1811年，意大利啊伏加德罗（A.Avogadro）提出同体积气体在同温同压下含有同数目之分子的假说；1815年，英国普劳托（Prout）根据许多元素的原子量的都接近于氢原子量的整数倍而提出所有的元素都是由氢构成的假设；1826年，英国布朗（R.Brown）观察到液体中的悬浮微粒作无规则的起伏运动；1833年，英国法拉第（M.Faraday）提出电解定律，并把化学亲和力归为电力；1869年，俄国门捷列夫（D.Mendeleev）提出元素周期律；1881年，美国斯通尼（G.J.Stoney）提出“电子”概念，并用阿伏加德罗常数Ｎa和法拉第常数F推出这一基本电荷的近似值为e=F/Na；1885年，瑞士巴尔未（J.J.Balmer）提出氢原子光谱的巴尔未线系；1889年，瑞士里德泊（J.R.Rydberg）提出里 德伯方程ν=1 λ =R H( 2 1 n - 2 1 'n ),R H=109677.58cm-1为里德伯常数；1895年，德国伦琴（W.K.Rontgen）发现x 射线；1896年，法国贝克勒尔(A.H.Becquerel)发现了铀的放射性；1897年，法国居里夫妇（P.&M.Curie）发现了放射性元素钋和镭；1896年，荷兰塞曼（P.Zeeman）发现处于磁场中的原子光谱分裂的所谓塞曼效应；1897年，英国汤姆逊（J.J.Thomson）确认电子的存在；1897年，德国的卢瑟福（M.Rutherford）发现了射线，1900年又发现了γ射线，到此，拉开了近代物理的序幕。 2.原子的Thomson模型（西瓜模型） 自汤姆逊发现电子以来，以原子中正、负电荷提出了许多见解，历经1898年、1903年到1907年，汤姆逊通过不断的完善而提出原子的葡萄干布丁模型（即西瓜模型）；原子的正电荷均匀分布在整个半径为10-10米的原子球体（汤姆逊球）内，而电子则象面包中的葡萄干（或象西瓜中的瓜子）那样嵌在各处，为了解释元素周期律，汤姆逊还假设：电子分布在一个个环上，第一个环上只可放5个电子，第二只环上可放10个电子；假如一个原子有70个电子，那么必须有6只同心环，汤姆逊原子模型虽然很快被以后的试验所否定，但它所包含的“同心环”、“环上只能安置有限个电子”的概念，却是十分宝贵的。
高中物理-玻尔的原子模型达标练习 1．(多选)关于玻尔的原子模型,下述说法中正确的有( ) A．它彻底否定了卢瑟福的核式结构学说 B．它发展了卢瑟福的核式结构学说 C．它完全抛弃了经典的电磁理论 D．它引入了普朗克的量子理论 解析：玻尔的原子模型在核式结构模型的前提下提出轨道量子化、能量量子化及能级跃迁,故A错误,B正确；它的成功就在于引入了量子化理论,缺点是被过多的引入经典力学所困,故C错误,D正确． 答案：BD 2．(多选)氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时,下列说法中正确的是( ) A．核外电子受力变小 B．原子的能量减少 C．氢原子要吸收一定频率的光子 D．氢原子要放出一定频率的光子 解析：由玻尔理论知,当电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时,要放出能量,故要放出一定频率的光子；电子的轨道半径减小了,由库仑定律知它与原子核之间的库仑力增大了．故A、C错误,B、D正确． 答案：BD 3.(多选)如图所示给出了氢原子的6种可能的跃迁,则它们发出的光( ) A．a的波长最长 B．d的波长最长 C．f比d的能量大 D．a频率最小 解析：能级差越大,对应的光子的能量越大,频率越大,波长越小． 答案：ACD
4．(多选)根据玻尔理论,氢原子能级图如图所示,下列说法正确的是( ) A．一群原处于n＝4能级的氢原子回到n＝1的状态过程中,最多放出6种频率不同的光子 B．一群原处于n＝4能级的氢原子回到n＝1的状态过程中,最多放出3种频率不同的光子 C．一个原处于n＝4能级的氢原子回到n＝1的状态过程中,最多放出6种频率不同的光子 D．一个原处于n＝4能级的氢原子回到n＝1的状态过程中,最多放出3种频率不同的光子 解析：由于处在激发态的氢原子会自动向低能级跃迁,所以一群原处于n＝4能级的氢原子回到n＝1的状态过程中,最多放出C24＝6种频率不同的光子,故A正确,B错误；一个原处于n＝4能级的氢原子回到n＝1的状态过程中,只能是4→3→2→1或4→2→1或4→1三种路径中的一种路径,可知跃迁次数最多的路径为4→3→2→1,最多放出3种频率不同的光子, 故C错误,D正确. 答案：AD 5．如图所示为氢原子的能级示意图,一群氢原子处于n＝3的激发态,在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子,用这些光照射逸出功为2.49 eV的金属钠.下列说法正确的是( ) A．这群氢原子能发出3种不同频率的光,其中从n＝3跃迁到n＝2所发出的光波长最短B．这群氢原子能发出6种不同频率的光,其中从n＝3跃迁到n＝1所发出的光频率最小C．这群氢原子发出不同频率的光,只有一种频率的光可使金属钠发生光电效应 D．金属钠表面发出的光电子的最大初动能为9.60 eV 解析：一群氢原子处于n＝3的激发态,可能发出C23＝3种不同频率的光子,n＝3和n＝2间能级差最小,所以从n＝3跃迁到n＝2发出的光子频率最低,根据玻尔理论hν＝E2－E1＝hc 可知,光的波长最长,选项A错误.因为n＝3和n＝1间能级差最大,所以氢原子从n＝3跃λ 迁到n＝1发出的光子频率最高.故B错误.当入射光频率大于金属钠的极限频率时,金属钠能
第1节 原子结构模型 1．了解玻尔原子结构模型的基本观点及如何用其解释氢原子光谱的特点。 2．能应用量子力学对原子核外电子的运动状态进行描述。(重点) 3．了解原子轨道和电子云的含义。(难点 ) 1．不同时期的原子结构模型 2．光谱和氢原子光谱 (1)光谱 ①概念：利用仪器将物质吸收的光或发射的光的波长和强度分布记录下来的谱线。 ②形成原因：电子在不同轨道间跃迁时，会辐射或吸收能量。 (2)氢原子光谱：属于线状光谱。 氢原子外围只有1 个电子，故氢原子光谱只有一条谱线，对吗？ 【提示】 不对。 3．玻尔原子结构模型 (1)基本观点
①成功地解释了氢原子光谱是线状光谱的实验事实。 ②阐明了原子光谱源自核外电子在能量不同的轨道之间的跃迁，而电子所处的轨道的能量是量子化的。 (1)道尔顿原子学说涉及到原子内部结构。(×) (2)氢原子光谱属于线状光谱。(√) (3)基态氢原子转变成激发态氢原子时释放能量。(×) (4)焰色反应与电子跃迁有关，属于化学变化。(×) [核心·突破] 1．光谱 (1)基态原子吸收能量 释放能量激发态原子。 (2)同一原子不同状态的能量激发态大于基态；不同原子的能量不一定存在激发态大于基态。 (3)基态原子和激发态原子相互转化时吸收或释放能量，形成光谱。 (4)光谱分析：利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素。如焰色反应产生的原因是原子中的电子在能量不同轨道上跃迁。 2．玻尔原子结构模型 (1)基本观点：①电子在确定的轨道上运动 ②轨道能量是量子化的 ③电子跃迁产生能量变化 (2)意义：①成功解释了氢原子的线状光谱 ②说明核外电子是分层排布的 (3)不足：无法解释复杂光谱问题 [题组·冲关] 1．下列有关化学史知识错误的是( ) A ．原子分子学说的建立是近代化学发展的里程碑 B ．俄国科学家门捷列夫发现了元素周期律，编制了元素周期表 C ．意大利科学家阿伏加德罗在总结气体反应体积比的基础上提出了分子的概念