第一章第一节第1课时能层与能级构造原理
基础巩固
一、选择题
1．人们对原子结构的认识有一个不断深入的过程，其中提出“葡萄干面包”原子模型的科学家是( B ) A．道尔顿B．汤姆生
C．卢瑟福D．玻尔
2．在基态多电子原子中，关于核外电子能量的叙述错误的是( C )
A．最易失去的电子能量最高
B．离核最远的电子能量最高
C．p能级电子能量一定高于s能级电子能量
D．在离核最近的区域内运动的电子能量最低
解析：原子在反应中最易失去的电子应是离核最远的最外层电子，其能量最高，A项正确；离原子核最远的电子，受原子核的吸引力最小，能量最高，B项正确；处于高能层中的s能级电子的能量要比处于较低能层中p 能级电子的能量高，C项错误；能量越低的电子尽量排布在离原子核越近的轨道上，D项正确。
3．下列符号不符合事实的是( D )
A．4s2B．2p3
C．3d8D．3f14
解析：s能级最多排列2个电子、p能级最多排列6个电子、d能级最多排列10个电子，存在4s2、2p3、3d8排布，f能级最多排列14个电子，第三能层没有f能级，至少在第四能层才存在f能级，不可能存3f14排布，故选D。
4．某一能层上n d能级最多所能容纳的电子数为( B )
A．6 B．10
C．14 D．15
解析：以s、p、d、f……排序的各能级可容纳的最多电子数依次为1、3、5、7…的两倍，故B正确。
5．下列各组微粒中，各能层电子数均达到2n2个的是( B )
A．Ne和 Ar B．H－和Na＋
C．Ne和Cl－D．F－和S2－
解析：A．Ar原子核外第三层只有8个电子，未达到2n2(n为电子层数)＝18个，不符合条件，故A错误；
B．H－和Na＋各个电子层电子数都达到2n2个，故B正确；
C．Cl－核外第三层只有8个电子，未达到2n2(n为电子层数)＝18个，不符合条件，故C错误；
D．S2－核外第三层只有8个电子，未达到2n2(n为电子层数)＝18个，不符合条件，故D错误；故选B。
6．某元素原子的核外有三个能层，最外能层有4个电子，该原子核内的质子数为( A )
A．14 B．15
C．16 D．17
解析：原子核外共有三个能层，最内能层只有1s能级，可容纳2个电子，第二能层有2s、2p两个能级，可
容纳1×2＋3×2＝8个电子，最外能层有4个电子，所以该原子核外有14个电子，又因在原子中核外电子数等于核内质子数，故选A。
7．(2018·江西玉山测试)以下表示氦原子结构的化学用语中，对电子运动状态描述最详尽的是( A )
A．B．
C．1s2D．He
解析：原子轨道排布式不仅能表示电子在核外的排布情况，还能表示电子在原子轨道上的自旋情况，对电子
运动状态描述最详尽。A、表示1s轨道上有2个电子，且自旋相反；B、表示核外有一个电子层且有2个电子；C、1s2表示在1s轨道上有2个电子；D、He是氦元素符号，对电子运动状态描述最详尽的答案选A。
8．下列各基态原子或离子的电子排布式正确的是( D )
A．O2－1s22s22p4B．Ca 3d2
C．Fe 3d54s3D．Si 1s22s22p63s23p2
解析：A．O的质子数为8，得到2个电子变为离子，则O2－的电子排布式为1s22s22p6，故A错误；
B．Ca原子核外电子排布式为[Ar]4s2或1s22s22p63s23p64s2，故B错误；
C．Fe原子核外电子排布式为[Ar]3d64s2,4s最多有2个电子，故C错误；
D．Si的质子数为14，则Si的电子排布式为1s22s22p63s23p2，故D正确；故选D。
9．下列有关认识正确的是( A )
A．各能级s、p、d、f可容纳的电子数按顺序分别为1、3、5、7的二倍
B．各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束
C．各能层含有的能级数为n－1
D．各能层含有的电子数为2n2
解析：根据构造原理，电子排布的能级顺序为1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s……各个能层的能级数等于能层的序数；能级s、p、d、f可容纳的电子数按顺序分别为1、3、5、7的二倍；各能层最多含有的电子数为2n2。
10．2011年1月11日，中国研制的第四代隐形战机歼－20在成都首次公开试飞成功。隐形战机的核心材料是金属钛，我国探明储量世界第一。下列有关推断不正确的是( C )
A．钛的原子序数为22
B．钛位于元素周期表第四周期
C．钛原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d4
D．钛属于过渡元素
解析：依据元素周期表结构，钛是22号元素，位于第四周期第ⅣB族，它属于过渡元素。依据构造原理，4s能级能量低于3d能级，故应首先排满4s后再排3d，正确排布式为1s22s22p63s23p63d24s2。
二、非选择题
11．根据下列叙述，写出元素名称，画出原子结构示意图，并写出核外电子排布式。
(1)A 元素原子核外M 层电子数是L 层电子数的一半：__硅 1s 22s 22p 63s 23p 2
____。
(2)B 元素原子的最外层电子数是次外层电子数的1.5倍：__硼 1s 22s 22p 1
____。
(3)C 元素的单质在常温下可与水剧烈反应，产生的气体能使带火星的木条复燃：__氟
1s 2
2s 2
2p 5
____。
(4)D 元素的次外层电子数是最外层电子数的1
4
：__氖
1s 22s 22p 6
____。
解析：A 原子的L 层排满有8个电子，故M 层有4个电子，故A 为Si ；B 原子次外层电子数只能为2，故最外层电子数为3，故B 为B ；C 元素为F,2F 2＋2H 2O===4HF ＋O 2；D 元素最外层电子数为8，次外层电子数为2，D 为Ne 。
12．写出具有下列电子排布的原子的核电荷数、名称、元素符号及在元素周期表中的位置。 (1)1s 2
2s 2
2p 6
3s 2
3p 5
：__核电荷数17__氯__Cl__第三周期ⅦA 族____，
(2)1s 2
2s 2
2p 6
3s 2
3p 6
3d 10
4s 2
4p 6
5s 2
：__核电荷数38__锶__Sr__第五周期ⅡA 族____，
(3)1s 2
2s 2
2p 6
3s 2
3p 6
3d 10
4s 2
4p 6
4d 10
5s 2
5p 6
6s 1
：__核电荷数55__铯__Cs__第六周期ⅠA 族____。
解析：此题的突破口是各原子的电子排布式，根据电子层数和最外层电子数确定原子在元素周期表中的位置。
能 力 提 升
一、选择题
1．下列对不同时期原子结构模型提出的时间排列正确的是( C )
①电子分层排布模型 ②“葡萄干布丁”模型 ③量子力学模型 ④道尔顿原子学说 ⑤核式模型 A ．①③②⑤④ B ．④②③①⑤ C ．④②⑤①③
D ．④⑤②①③
解析：阴极射线的发现、α粒子散射实验、氢原子光谱的发现和研究，对揭示原子内部结构的奥秘具有极为重要的作用。道尔顿、汤姆生、卢瑟福、玻尔等人提出的原子结构模型对人类探索物质结构作出了巨大的贡献。原子结构模型的演变过程可以表述为：道尔顿 原子学说→汤姆生 “葡萄干布丁”模型→卢瑟福 核式模型→玻尔 电子分层排布模型→量子力学模型。
2．(2018·高考训练)在基态多电子原子中，关于核外电子能量的叙述错误的是( C ) A ．最易失去的电子能量最高 B ．电离能最小的电子能量最高
C ．p 轨道电子能量一定高于s 轨道电子能量
D ．在离核最近区域内运动的电子能量最低
解析：在基态多电子原子中，能量低的电子，排布在离原子核较近的区域运动，能量高的电子在离原子核较
远的区域运动，因此最易失去的电子是离核较远的能量最高的电子，正确。B．电离能最小的电子能量最高，正确。C．在同一电子层中p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量，但是若是在不同的电子层中，则p轨道电子能量可能就高于s轨道电子能量，错误。D．电子的能量越低，就在离核最近区域内运动，因此在离核近的区域的电子的能量较低，正确。故选C。
3．某元素原子3d轨道上有5个电子，则该原子最外层电子的排布可能是( A )
A．4s1B．4s24p1
C．4s24p3D．3s23p63d5
解析：A．该原子最外层电子的排布为4s1，应为Cr元素，3d轨道上有5个电子，位于周期表d区，符合题意，故A正确；
B．最外层电子排布为4s24p1的元素为Ga,3d轨道上有10个电子，故B错误；
C．最外层电子排布为4s24p3的元素为As,3d轨道上有10个电子，故C错误；
D．4s能量小于3d，某元素原子3d轨道上有5个电子，则4s能级上肯定有电子，故D错误；故选A。
4．下列各项中，前面的能级先填入电子的是( B )
①3d和4s②4p和5s③5s和4d④5p和4d
A．①②B．②③
C．②④D．③④
解析：根据构造原理可知电子填入能级的顺序为……4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s……从而可以看出②③中前面的能级先填入电子。
5．某微粒的核外电子排布式为1s22s22p63s23p6，下列关于该微粒的说法正确的是( B )
A．它的质子数一定是18
B．它的原子和37Cl可能互为同位素
C．它的单质一定是强还原剂
D．可以确定该微粒为Ar
解析：此微粒核外共有18个电子，可能是原子也可能是离子，离子又可能为阳离子Ca2＋、K＋或阴离子S2－、Cl－。
6．X、Y、Z三种元素的原子，其最外层电子排布分别为ns1、3s23p1和2s22p4，由这三种元素组成的化合物的化学式可能是( A )
A．XYZ2B．X2YZ3
C．X2YZ2D．XYZ3
解析：X原子最外层电子排布为ns1，处于第ⅠA族，化合价为＋1，Y原子最外层电子排布为3s23p1，则Y 为Al元素，Z原子最外层电子排布为2s22p4，则Z为氧元素，化合价为－2，
A．XYZ2中Y的化合价为＋3价，符合，如NaAlO2，故A正确；
B．X2YZ3中Y的化合价为＋4价，不符合，故B错误；
C．X2YZ2中Y的化合价为＋2价，不符合，故C错误；
D．XYZ3中Y的化合价为＋5价，不符合，故D错误；故选A。
7．(2018·上海浦东新区调研)下列化学用语的表述错误的是( C )
A ．18O 2－
离子的结构示意图：
B ．甲烷分子的比例模型：
C ．二氧化碳分子的电子式：··
O ······C ··O ··
··
··
D ．氮原子核外电子排布的轨道表示式：
解析：A ．O 元素是8号元素，离子的结构示意图为，故A 正确；B ．甲烷是正四面体结构，分子的
比例模型为
，故B 正确；C ．二氧化碳中C 元素采用sp 杂化，形成C ＝O ，电子式为··O ······C ····O ···
·，
故C 错误；D ．氮为7号元素，原子核外电子排布的轨道表示式为，故D 正确；故选C 。
8．具有下列电子层结构的原子和离子，其对应元素一定属于同一周期的是( A ) A ．两原子N 层上都有1个s 电子，一个原子有d 电子，另一个原子无d 电子 B ．最外层电子排布为2s 2
2p 6
的原子和最外层电子排布为2s 2
2p 6
的离子 C ．原子核外M 层上的s 、p 能级都充满电子，而d 能级上没有电子的两种原子 D ．两原子核外全部都是s 电子
解析：A 、原子N 层上都有1个s 电子，原子无d 电子为K 原子，原子有d 电子为1s 2
2s 2
2p 6
3s 2
3p 6
3d 5
4s 1
，是Cr 原子，1s 2
2s 2
2p 6
3s 2
3p 6
3d 10
4s 1
，是Cu 原子，都处于第四周期，正确；B 、最外层电子排布为2s 2
2p 6
的原子为氖原子，最外层电子排布为2s 2
2p 6
的离子可能是阴离子也可能是阳离子如O 2－
、Na ＋
等，错误；C 、原子核外M 层上的s 、p 轨道都充满电子，而d 轨道上没有电子，符合条件的原子的核外电子排布式有1s 2
2s 2
2p 6
3s 2
3p 6
为氩原子，1s 2
2s 2
2p 6
3s 2
3p 6
4s 1
为钾原子，1s 2
2s 2
2p 6
3s 2
3p 6
4s 2
为钙原子，不一定处于同一周期，错误；D 、两原子的核外全部都是s 电子，原子具有1s 能级或具有1s 、2s 能级，不处于同一周期，如氢原子与锂原子，错误。
二、非选择题
9．有几种元素的粒子核外电子排布式均为1s 2
2s 2
2p 6
3s 2
3p 6
，其中：
(1)某电中性微粒一般不和其他元素的原子反应，这种微粒的符号是__Ar____； (2)某微粒的盐溶液能使溴水褪色，并出现浑浊，这种微粒的符号是__S 2－
____；
(3)某微粒氧化性很弱，但得到电子后还原性很强，且这种原子有一个单电子，这种微粒的符号是__K ＋
____； (4)某微粒还原性虽弱，但失去电子后氧化性强，且这种元素的原子得到一个电子即达稳定结构，这种微粒的符号是__Cl －
____。
解析：符合上述核外电子排布式的电中性微粒，很难发生化学反应的应为稀有气体Ar ；使溴水褪色，应为还原性较强的S 2－
，发生如下反应S 2－
＋Br 2===S↓＋2Br －
；氧化性很弱，得电子后还原性很强，应为K ＋
；得一个电子即达稳定结构，故该微粒应为Cl －
。
10．现有a A 、b B 、c C 、d D 、e E 五种短周期元素，A 、B 、C 、D 都是生命体不可缺少的重要元素。已知它们的原子序数有如下关系：a ＋b ＝c ，a ＋c ＝d ，b ＋c ＝e ，B 、D 都有同素异形体。人类已知的化合物中，有一类化合物
的种类已超过三千万，这类化合物中一般都含有A 、B 两种元素。E 是一种生活中常用的金属。根据以上信息，回答下列有关问题：
(1)写出下列元素的元素名称：B__碳____，E__铝____。 (2)写出E 元素原子的电子排布式：__1s 2
2s 2
2p 6
3s 2
3p 1
____。
(3)写出由上述五种元素中的四种元素组成的离子化合物的化学式(写出两种即可)__NH 4HCO 3____、__(NH 4)2CO 3____。
(4)E 用于焊接钢轨时的化学方程式为__2Al ＋Fe 2O 3=====高温2Fe ＋Al 2O 3或8Al ＋3Fe 3O 4=====高温
9Fe ＋4Al 2O 3____。 (5)A 单质与C 单质的化合反应是化学工业中的一个重要的反应，写出该反应的化学方程式：__N 2＋3H 2高温、高压
催化剂2NH 3____。
解析：短周期元素中有同素异形体的元素一般是C 、O 、P ，超过三千万的物质是有机物，一般含C 、H 两元素。E 是一种生活中常用的金属，应是铝。所以A 是氢，B 是碳，C 是氮，D 是氧，E 是铝。
原子的核式结构模型 【学习目标】 1、知识与技能 （1）了解原子结构模型建立的历史过程及各种模型建立的依据；（2）知道粒子散射实验的实验方法和实验现象，及原子核式结构模型的主要内容。 2、过程与方法 （1）通过对粒子散射实验结果的讨论与交流，培养学生对现象的分析中归纳中得出结论的逻辑推理能力； （2）通过核式结构模型的建立，体会建立模型研究物理问题的方法，理解物理模型的演化及其在物理学发展过程中的作用； （3）了解研究微观现象。 3、情感、态度与价值观 （1）通过对原子模型演变的历史的学习，感受科学家们细致、敏锐的科学态度和不畏权威、尊重事实、尊重科学的科学精神； （2）通过对原子结构的认识的不断深入，使学生认识到人类对微观世界的认识是不断扩大和加深的，领悟和感受科学研究方法的正确使用对科学发展的重要意义。 【自主学习】 填一填：卢瑟福对α粒子散射实验中少数粒子大角度偏转分析后提出了原子的核式结构模型，即占因原子质量绝大部分的带正电的物质体积很小而被称为原子核，其半径R的数量级为10-15m。通过α粒子散射实验确定各元素原子核的电荷量，从而推断原子内的电子数。 【典例剖析】 [例题1] 在α粒子散射实验中，当α粒子最接近原子核时，α粒子符合下列哪些情况( ) A．动能最小 B．势能最小 C．α粒子与原子核组成的系统能量最小 D．所受原子核斥力最大 [例题2]实验测得α粒子与金核作对心碰撞时所能达到的离金核的最小距离约为2×10—14m，由此数据估算金核的密度（金原子序数79，质量数197）。 【课堂训练】 1.下列叙述中，符合物理学史实的是 A.汤姆生发现了电子，并由此提出了原子的核式结构学说
原子结构(必修) 近代原子结构模型的演变 ⑤ 质子数（Z ）＝ 阴离子核外电子数 — 阴离子的电荷数 一、原子结构模型的演变 公元前5世纪，古希腊哲学家德谟克利特提出古代原子学说，认为万物都是由间断的、 不可分的原子构成的。 模型 道尔顿（英） 汤姆生（英） 卢瑟福（英） 玻尔（丹麦） 海森伯 年代 1803年 1904年 1911年 1913年 1926年 依据 元素化合时 的质量比例关系 发现电子 ɑ粒子散射 氢原子光谱 近代科学实验 主要内容 原子是不可 再分的实心小球 葡萄干布丁式 核式模型 行星轨道式原子模型 量子力学原子结构模型 模型 （微观粒子具有波粒二象性） 存在问题 不能解释电子的存在 不能解释ɑ粒 子散射时的现 象 不能解释氢 原子光谱 二、原子的构成 1. 得 电 失 子 阳离子 X n+ （核外电子数＝ ） 离子 阴离子 X n- （核外电子数＝ ） 2. 原子、离子中粒子间的数量关系： ① 质子数＝核电荷数＝核外电子数＝原子序数 ② 质量数（A ）＝质子数（Z ）＋ 中子数（N ） ③ 离子电荷＝质子数—核外电子数 ④ 质子数（Z ）＝ 阳离子核外电子数 ＋ 阳离子的电荷数 ⑥ 质量数≈相对原子质量 原子核 原子A Z X 中子（A-Z 个，电中性，决定原子种类→同位素） 质子（Z 个，带正电，决定元素的种类） 核外电子（Z 个，带负点，核外电子排布决定元素的化学性质）
①核外电子总是尽先排布在能量较低的电子层，然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的 电子层(能量最低原理)； ②每个电子层最多容纳2n2个电子（n为电子层数）； ③最外层电子数目不能超过8个（K层为最外层时不能超过2个）； ④次外层电子数目不能超过18个（K层为次外层时不能超过2个）； ⑤倒数第三层电子数目不能超过32个（K层为倒数第三层时不能超过2个）。 （2）阳离子：核电荷数＝核外电子数＋电荷数（如图乙所示） （3）阴离子：核电荷数＝核外电子数—电荷数（如图丙所示） M电子层 微粒符号（原子或离子） L电子层原子核 K电子层核电荷数 (1)原子核中无中子的原子1 1H 3.核外电子排布的一般规律 （1） 电子层数（n） 1 2 3 4 5 6 7 符号K L M N O P Q 电子层能量的关系从低到高 电子层离核远近的关系由近到远 （2）在含有多个电子的原子里，电子依能量的不同是分层排布的，其主要规律是： 4.原子、离子的结构示意 （1）原子中：核电荷数＝核外电子数（如图甲所示） 5.常见等电子粒子 （1）2电子粒子：H—、Li＋、Be2＋；H2、He （2）10电子粒子：分子Ne、HF、H20、NH3、CH4 ；阳离子Na+、Mg2+、Al3+、NH4+、H30+； 阴离子N3-、O2-、F-、OH-、NH2-。 （3）18电子粒子：分子Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、C2H6、CH3OH、N2H4； 阳离子K、Ca ；阴离子P3—、S2—、Cl—、HS—、O22—。 （4）14电子粒子：Si、N2、CO、C2H2；16电子粒子：S、O2、C2H4、HCH0 。 6.1～20号元素原子结构的特点
原子的核式结构 一、教学目标 1．知识与技能 ①了解原子结构模型建立的历史过程及各种模型建立的依据。 ②知道ɑ粒子散射实验的实验方法和实验现象以及原子核式结构模型的主要内容。 2．过程与方法 ①通过对ɑ粒子散射实验结果的讨论与交流，培养学生对现象的分析中归纳中得出结论的逻辑推理能力。 ②通过核式结构模型的建立，体会建立模型研究物理问题的方法，理解物理模型的演化及其在物理学发展过程中的作用。 ③了解研究微观现象的方法。 3．情感态度与价值观 ①通过对原子模型演变的历史的学习，感受科学家们细致、敏锐的科学态度和不畏权威、尊重事实、尊重科学的科学精神。 ②通过对原子结构的认识的不断深入，使学生认识到人类对微观世界的认识是不断扩大和加深的，领悟和感受科学研究方法的正确使用对科学发展的重要意义。 二、教学重点 ①引导学生小组自主思考讨论在于对ɑ粒子散射实验的结果分析从而否定“枣糕模型”，得出原子的核式结构。 ②在教学中渗透和让学生体会物理学研究方法，渗透三个物理学方法：模型方法，黑箱方法和微观粒子的碰撞方法。 三、教学难点 引导学生小组自主思考讨论在于对ɑ粒子散射实验的结果分析从而否定“枣糕模型”，得出原子的核式结构模型。 四、教学资源 多媒体教学设备、PPT多媒体课件、网上下载的FLASH小课件。 五、教学过程 1．回顾历史，引入新课
通过播放1964年我国第一颗原子弹爆炸成功的视频，介绍人类现在已经开始利用原子的核能，其实早在1897年，汤姆孙就发现了电子，使人类第一次敲开原子世界的大门，今天我们就循着前人的足迹研究原子内部结构的发现过程。 2．发现电子，提出问题 汤姆孙发现电子，根据原子呈电中性，原子内还有带正电部分，那么原子内部具有怎样的结构呢？汤姆孙提出了原子的葡萄干布丁模型，动画展示原子葡萄干布丁模型，汤姆孙的原子葡萄干布丁模型虽然能够解释一些物理现象，但无法解释卢瑟福α粒子散射实验3．ɑ粒子散射实验原理、装置、实验现象 ɑ粒子散射实验的装置，主要由放射源、金箔、荧光屏、望远镜和转动圆盘几部分组成。ɑ粒子散射实验在课堂上无法直接演示，利用动画向学生模拟实验的装置、过程和现象，使学生获得直观的切身体验，留下深刻的印象。通过多媒体重点指出，荧光屏和望远镜能够围绕金箔在一个圆周上运动，从而可以观察到穿透金箔后偏转角度不同的ɑ粒子。动画展示实验中，通过显微镜观察到的现象，并且要让学生了解，这种观察是非常艰苦细致的工作，所用的时间也是相当长的。α粒子散射实验的数据 教师适时提问：根据以上实验数据，用科学语言表述实验结果： 学生分组讨论交流得到实验结果：绝大多数沿原来的方向前进，少数发生了较大偏转，极少数发生大角度偏转。 教师再次提问：根据汤姆孙原子模型分析，α粒子轰击金箔后应出现什么情况？ ①α粒子出现大角度散射有没有可能是与电子碰撞后造成的？ ②按照汤姆孙原子模型，α粒子在原子附近或穿越原子内部后有没有可能发生大角度偏转？ 学生分组讨论交流得到结果：
物理总复习：原子的核式结构模型、玻尔的氢原子理论 【考纲要求】 1、知道卢瑟福的原子核式结构学说及α粒子散射实验现象 2、知道玻尔理论的要点及氢原子光谱、氢原子能级结构、能级公式 3、会进行简单的原子跃迁方面的计算 【知识网络】 【考点梳理】 考点一、原子的核式结构 要点诠释： 1、α粒子散射实验 （1）为什么用α粒子的散射现象可以研究原子的结构：原子的结构非常紧密，一般的方 法无法探测它。α粒子是从放射性物质（如铀和镭）中发射出来的高速运动的粒子，带 有两个单位的正电荷，质量为氢原子质量的4倍、电子质量的7300倍。 （2）实验装置：放射源、金箔、荧光屏、放大镜和转动圆盘组成。荧光屏、放大镜能围 绕金箔在圆周上转动，从而观察到穿过金箔偏转角度不同的α粒子。 （3）实验现象：大部分α粒子穿过金属箔沿直线运动；只有极少数α粒子明显地受到 排斥力作用而发生大角度散射。绝大多数α粒子穿过金箔后仍能沿原来方向前进，少数α 粒子发生了较大的偏转，并且有极少数α粒子偏转角超过了90°，有的甚至被弹回，偏转 角几乎达到180°。 （4）实验分析：①电子不可能使α粒子大角度散射；②汤姆孙原子结构与实验现象不符； ③少数α粒子大角度偏转，甚至反弹，说明受到大质量大电量物质的作用。④绝大多数 α粒子基本没有受到力的作用，说明原子中绝大部分是空的。 记住原子和原子核尺度：原子1010-m ，原子核1510-m
2、原子的核式结构 卢瑟福对α粒子散射实验结果进行了分析，于1911年提出了原子的核式结构学说：在原子的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所有的质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转。原子核所带的单位正电荷数等于核外的电子数。 原子的半径大约是1010-m ，原子核的大小约为1510-m ～1410-m 。 【例题】卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出（ ） A.原子的核式结构模型． B.原子核内有中子存在． C.电子是原子的组成部分． D.原子核是由质子和中子组成的． 【解析】英国物理学家卢瑟福的α粒子散射实验的结果是绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原方向前进，但有少数α粒子发生较大的偏转。α粒子散射实验只发现原子核可以再分，但并不涉及原子核内的结构。查德威克在用α粒子轰击铍核的实验中发现了中子，卢瑟福用α粒子轰击氮核时发现了质子。 【答案】AC 考点二、玻尔的氢原子模型 要点诠释： 1、玻尔的三条假说 （1）轨道量子化：原子核外电子的可能轨道是某些分立的数值； （2）能量状态量子化：原子只能处于与轨道量子化对应的不连续的能量状态中，在这些状态中，原子是稳定的，不辐射能量； （3）跃迁假说：原子从一种定态向另一种定态跃迁时，吸收（或辐射）一定频率的光子，光子能量21E h E E ν==-。 2、氢原子能级 （1）氢原子在各个能量状态下的能量值，叫做它的能级。最低的能级状态，即电子在离原子核最近的轨道上运动的状态叫做基态，处于基态的原子最稳定，其他能级叫激发态。 （2）氢原子各定态的能量值，为电子绕核运动的动能E k 和电势能E p 的代数和。由1 2 n E E n =和E 1＝－13.6 eV 可知，氢原子各定态的能量值均为负值。因此，不能根据氢原子的能级公式12n E E n =得出氢原子各定态能量与n 2成反比的错误结论。 （3）氢原子的能级图：
原子结构与性质 一 原子结构 1、原子的构成 中子N （核素） 原子核 近似相对原子质量 质子Z （带正电荷） → 核电荷数 元素 → 元素符号 原子结构 决定原子呈电中性 电子数（Z 个） 化学性质及最高正价和族序数 体积小，运动速率高（近光速），无固定轨道 核外电子 运动特征 电子云（比喻） 小黑点的意义、小黑点密度的意义。 排布规律 → 电子层数 周期序数及原子半径 表示方法 → 原子（离子）的电子式、原子结构示意图 2、三个基本关系 （1）数量关系：质子数 = 核电荷数 = 核外电子数（原子中） （2）电性关系： ①原子中：质子数=核电荷数=核外电子数 ②阳离子中：质子数>核外电子数 或 质子数=核外电子数+电荷数 ③阴离子中：质子数<核外电子数 或 质子数=核外电子数-电荷数 （3）质量关系：质量数 = 质子数 + 中子数 二 原子核外电子排布规律 决定 X) (A Z
三相对原子质量 定义：以12C原子质量的1/12（约1.66×10-27kg）作为标准，其它原子的质量跟它比较所得的值。其国际单位制（SI）单位为1，符号为1（单位1一般不写） 原子质量：指原子的真实质量，也称绝对质量，是通过精密的实验测得的。 如：一个氯原子的m(35Cl)=5.81×10-26kg。 核素的相对原子质量：各核素的质量与12C的质量的1/12的比值。一种元素有几种同位素，就应 有几种不同的核素的相对原子质量， 相对诸量如35Cl为34.969,37Cl为36.966。 原子比较核素的近似相对原子质量：是对核素的相对原子质量取近似整数值，数值上与该质量 核素的质量数相等。如：35Cl为35,37Cl为37。 元素的相对原子质量：是按该元素各种天然同位素原子所占的原子个数百分比算出的平均值。如： Ar(Cl)=Ar(35Cl)×a% + Ar(37Cl)×b% 元素的近似相对原子质量：用元素同位素的质量数代替同位素相对原子质量与其原子个数百分比 的乘积之和。
原子的核式结构 原子的核式结构玻尔理论天然放射现象 一、知识点梳理 1、原子的核式结构 （1）粒子散射实验结果：绝大多数粒子沿原方向前进，少数粒子发生较大偏转。 （2）原子的核式结构模型：在原子的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的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）原子核的大小：原子的半径大约是10-10米，原子核的半径大约为10-14米～10-15米． 2、玻尔理论有三个要点： (1)原子只能处于一系列的不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的．电子虽然绕核旋转，但并不向外辐射能量，这些状态叫定态． (2)原子从一种定态跃迁到另一定态时，它辐射(或吸收)一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定．即hν=E2-E1 (3)原子的不同能量状态对应于电子沿不同圆形轨道运动．原子的定态是不连续的，因而电子的可能轨道是分立的．
在玻尔模型中，原子的可能状态是不连续的，各状态对应的能量也是不连续的，这些不连续的能量值的能量值叫做能级。 3、原子核的组成核力 原子核是由质子和中子组成的．质子和中子统称为核子． 将核子稳固地束缚在一起的力叫核力，这是一种很强的力，而且是短程力，只能在2．0X10-15的距离内起作用，所以只有相邻的核子间才有核力作用． 4、原子核的衰变 （1）天然放射现象：有些元素自发地放射出看不见的射线，这种现 象叫天然放射现象． （2）放射性元素放射的射线有三种：、射线、射线， 这三种射线可以用磁场和电场加以区别，如图 15.2-1所示 （3）放射性元素的衰变：放射性元素放射出粒子或粒子后，衰变成新的原子核，原子核的这种变化称为衰变．衰变规律：衰变中的电荷数和质量数都是守恒的．(4)半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间称为半衰期．不同的放射性元素的半衰期是不同的，但对于确定的放射性元素，其半衰期是确定的．它由原子
2016年高考物理精品学案之 原子的结构能级 一、考纲要求 二、知识网络 第1讲原子的结构能级 ★一、考情直播 1．考纲解读 考纲内容能力要求考向定位 1.氢原子光谱 1.知道汤姆生发现电子同时提考纲对氢原子光谱、能级
2.氢原子的能级结构、能级公式出枣糕模型 2.知道α粒子散射实验及卢瑟 福的核式结构模型 3.知道波尔的三条假设及对氢 原子计算的两个公式和氢原子能级 结构和能级公式均是Ⅰ级要 求．本部分高考的热点是α粒 子散射实验和波尔理论，高考 中以选择题的形式出现． 2．考点整合 考点一卢瑟福的核式结构模型 1.汤姆生在研究阴极射线时发现了，提出了原子的枣糕模型． 2．α粒子散射实验 α粒子散射实验是用α粒子轰击金箔，结果是穿过金箔后仍沿原来方向前进，发生了较大的偏转，极个别α粒子甚至 . 3.核式结构 卢瑟福从行星模型得到启发，提出了原子的核式结构，这是一种联想思维. 核式结构：在原子的中心有一个很小的，叫原子核，原子的都集中在原子核里，带在核外空间运动. 4.由α粒子散射实验数据还可以估算原子核的大小，卢瑟福估算的结果是：原子核的大小的数量级在以下. [例题1]如图2所示，为α粒子散射实验的示意图，A点为某α粒子运动中离原子核最近的位置，则该α粒子在A点具有 A．最大的速度 B．最大的加速度 C．最大的动能 D．最大的电势能 【解析】α粒子在接近原子核的过程中受到原子核库
仑排斥力的作用，这个力对α粒子做负功，使α粒子的速度减小，动能减小，电势能增大，显然，正确选项应该为BD 答案：BD 【规律总结】本题考查的知识点有两条，一是α粒子与原子核之间的库仑力，二是这个库仑力做负功，距离原子核越近，库仑力越大. 【例题2】．（2008年上海）1991年卢瑟福依据α粒子散射实验中α粒子发生了＿＿＿＿（选填“大”或“小”）角度散射现象，提出了原子的核式结构模型.若用动能为1MeV 的α粒子 轰击金箔，则其速度约为＿＿＿＿＿m/s.（质子和中子的质量均为 1.67×10－27 kg ，1MeV=1 ×106 eV ） 【解析】根据α粒子散射实验现象，α粒子发生了大角度散射. 同时根据：α αm E v v m E k k 22 1 2== 得到 代入数据s m s m v /109.6/10 67.14106.110126 27 196?=??????=-- 答案：大，6.9×106 【规律总结】一是电子伏特与焦耳之间的换算，J ev 19 10 9.11-?=；二是α粒子的质量应 该是两个中子和两个质子的质量和，即：kg m 27 1067.14-??=α． 考点二 波尔模型 1.波尔的三条假设： 1）、能量量子化：原子只能处于一系列 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，这些状态叫做 . 对氢原子满足：121 E n E n = ，其中eV E 6.131-= 2）、轨道量子化：原子的 跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动 相对应.原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道的分布也是不连续的. 对氢原子满足：12r n r n =，其中m r 10 11053.0-?=. 3）、能级跃迁：原子从一种定态（设能量为E 2）跃迁到另一种定态（设能量为E 1）时，它 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12E E h -=ν. 2.氢原子能级图：如图3所示 3.波尔理论的局限性 图3
量子理论初步、原子的核式结构 （一） 玻尔的原子模型理论： 1、定态理论：原子只能处于一系列不连续的能量状态之中，在这些状态之中原子是稳定的，电子虽然绕 核运动，但不向外辐射能量，这些状态叫做定态。 2、跃迁理论：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两 种定态之间的能量差决定，即： h v = E 初-E 末。 3、 轨道量子化理论：原子的不同能量状态跟电子沿不同的轨道绕核运动相对应。 原子的定态是不连续的, 因此电子的可能轨道也是不连续的。 （二） 氢原子的能级的概念和跃迁 1、 氢原子的能级： 氢原子的能级公式为：E n =E 1，对应的轨道半径公式为 r n = n 2 r i ，其中n 称为量子数，只能取正整数， n E i = — 13.6eV ，是基态能量的值；r i =0.53X 10-10m ，是基态轨道半径的值。 2、 氢原子各定态的能量的值，为电子绕核运动的动能 E K 和势能E P 的代数和，因为在选无穷远处的电势 能为 零的情况下，各定态的电势能均为负值，其大小总是大于同一定态的动能值，所以各定态的能量值 E 1 均为负值，因此不能根据能级公式 E n = 1，得出氢原子各定态能量与 n 2成反比的结论。 n 3、原子跃迁的条件：h v = E 初-E 末只适用于光子和原子作用而使原子在各定态之间跃迁的情况，但光子和 原子作用而使原子电离时则不受此条件的限制。这是因为原子一旦电离，原子结构即遭破坏，因而不再 遵守玻尔原子模型的理论。此外实物粒子与原子相互作用而使原子激发时，也不受上述条件的限制。 【例题1】氢原子辐射出一个光子后，则： A 、 电子绕核旋转半径增大； B 、 电子的动能增大； C 、 氢原子的电势能增大； D 、 原子的能级值增大。 【分析与解答】选 B 由玻尔原子模型理论可知，氢原子辐射光子后，应从离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道。在此跃迁 过程中，电场力对电子做了正功，因而电势能减小。另由经典的电磁理论，电子绕核做匀速圆周运动的向 心力即为氢核对电子的库仑力。 可见，电子运动半径越小，其动能越大。氢原子放出光子，辐射出一定能量，所以原子的总能量减小。 （三） 原子核式结构的发现： 1、 电子的发现：汤姆生发现电子，电子是原子的组成部分； 2、 汤姆生原子模型（枣糕模型）：原子是一个球体，正电荷均匀分布，电子象枣糕里的枣子嵌在原子里。 3、 a 粒子散射实验： 实验结果：（1）绝大多数的a 粒子不发生偏转； （2）少数a 粒子发生较大的偏转； （3）极少数a 粒子 发生大角度的偏转（甚至被反弹回来） 。 实验结果与汤姆生模型推算出来的结果根本不符合。 （四） 卢瑟福原子模型（核式模型）： 1、在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核。 2 2 e v K —2 = m ——, r r 所以 E K = 1 mv 2 = 2 Ke 2 2r
课练15原子结构 基础练 1．下列有关化学用语正确的是() A．甲烷分子的球棍模型： B．NH4I的电子式： C．F原子的结构示意图： D．中子数为20的氯原子：3717Cl 2．131 53I是常规核裂变产物之一,可以通过测定大气或水中131 53I的含量变化来监测核电站是否发生放射性物质泄漏。下列有关13153I的叙述中错误的是() A. 131 53I的化学性质与127 53I相同 B. 131 53I的原子序数为53 C. 131 53I的原子核外电子数为78 D. 131 53I的原子核内中子数多于质子数 3．已知氢有3种核素(1H、2H、3H),氯有2种核素(35Cl、37Cl)。则HCl的相对分子质量可能有() A．1种B．5种 C．6种D．1 000种 4．两种微粒含有相同的质子数和电子数,这两种微粒可能是() ①两种不同的原子；②两种不同元素的原子；③一种原子和一种分子；④一种原子和一种离子；⑤两种不同分子；⑥一种分子和一种离子；⑦两种不同阳离子；⑧两种不同阴离子；⑨一种阴离子和一种阳离子 A．①③⑤⑥⑦⑧B．①③⑤⑦⑧ C．①③④⑤⑦D．全部都是 5．下列说法中正确的是() A．原子中,质量数一定大于质子数 B．电子层多的原子半径一定大于电子层少的原子半径 C．由两种元素组成的化合物,若含有离子键,就没有共价键 D．自然界中有多少种核素,就有多少种原子 6．镨(Pr)、钕(Nd)都属于稀土元素,在军事和国防工业上有广泛应用,下列有关说法中正确的是()
A．镨(Pr)和钕(Nd)可能互为同位素 B.140 59Pr是镨的一种新元素 C.140 59Pr核内有59个质子,核外有81个电子 D.140 59Pr质量数为140,原子序数为59,核内有81个中子 7．据报道,在火星和金星大气层中发现了一种非常特殊的能导致温室效应的气态化合物,它的结构式为16O===C===18O。下列说法正确的是() A．16O与18O为同种核素 B．16O===C===18O与16O===C===16O互为同位素 C．16O===C===18O与16O===C===16O的化学性质几乎完全相同 D．目前提出的“低碳经济”的目标是向空气中增加CO2,促进碳的平衡 8．六种粒子的结构示意图分别为 A B C D E F 请回答下列问题： (1)依次写出6种粒子的符号：_____________________________________________________________________ ___。 (2)A、B、C、D、E、F共表示________种元素、________种原子、________种阳离子、________种阴离子。 (3)上述微粒中,阴离子与阳离子可构成两种化合物,这两种化合物的化学式为________、________。 9．用A＋、B－、C2－、D、E、F、G和H分别表示含有18个电子的八种微粒(离子或分子)。请回答： (1)A元素是________,B元素是________,C元素是________。(用元素符号表示) (2)D是由两种元素组成的双原子分子,其分子式是________。 (3)E是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的单质分子,其分子式是________。 (4)F是由两种元素组成的三原子分子,其分子式是________,电子式是________。 (5)G分子中含有4个原子,其分子式是________。 (6)H分子中含有8个原子,其分子式是________。 10．已知A、B、C、D是中学化学中常见的四种不同微粒。它们之间存在如图所示的转化关系。 (1)如果A、B、C、D均是10电子的微粒,则A的结构式为________；D的电子式为________。 (2)如果A和C是18电子的微粒,B和D是10电子的微粒。
第上册第 3 单元（章节）第 1 课时教学内容：原子的结构 高考（中考）、会考考点知识 点 了解原子是由质子、中子和电子构成的。 能力 要求 认识原子的结构 教材知识点的教学步骤、内容 组织学生阅读课文有关内容，并思考下列问题，要求学生在阅 读的基础上自由讨论后回答。 ⑴用其他方法能否将原子继续分下去？若能，它可以分为哪几 部分？⑵原子是一个实心球体吗？相对于原子来说，原子核所 占空间有多大？ ⑶原了核带电吗？电子带电吗？整个原子显电性吗？为什么？ ⑷原子核还能再分吗？如果能再分，它又是由什么粒子构成的 呢？这些粒子有区别吗？ ⑸不同类的原了内部在组成上有什么不同？从表2--1中的数 据，能发现有什么规律？ 学生阅读、思考、讨论，都是巡视辅导答疑，并安排适当时间 板书再提出以下问题检查自学效果。 提问：⑴原子是由哪几种粒子构成的？它们是怎样构成原子 学生笔记要点
的？ ⑵为什么整个原子不显电性？ 小结并板书： 质子：1个质子带1个单位正电荷原子核(＋) 中子：不带电 原子 电子(一) 1个电子带1个单位负电荷 ⑶在原子中:核电荷数=核内质子数=核外电子数 原子的内部结构难以直接看到，我们可以通过形象化的比喻，发挥充分的想象，在头脑中建立一个原子模型（注意：不能完全用宏观运动去想象原子结构），从而培养想象能力和分析能力。 几种原子的构成： 原子种类质子 数 中子 数 核外电子 数 核电核 数 相对原子质量 氢 1 0 碳 6 6 氧8 8 钠12 11 氯18 17 原子的构成 1．构成原子的粒子有三种：质子、中子、电子。但并不是所有的原子都是由这三种粒子构成的。如有一种氢原子中只有质1.原子的结构 2.在原子中:核电荷数=核内质子数=核外电子数
第四单元原子的核式结构和能级跃迁 (时间：90分钟，满分：100分) 一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分．在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分．) 1．卢瑟福的α粒子散射实验的结果() A．证明原子中绝大部分是空的 B．证明了质子的存在 C．证明了原子核是由质子和中子组成的 D．说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上 2．卢瑟福对α粒子散射实验的解释是() A．使α粒子产生偏转的力主要是原子中电子对α粒子的作用力 B．使α粒子产生偏转的力是库仑力 C．原子核很小，α粒子接近它的机会很小，所以绝大多数的α粒子仍沿原来的方向前进 D．能产生大角度偏转的α粒子是穿过原子时离原子核近的α粒子 3．在α粒子散射实验中，当在α粒子最接近原子核时，关于描述α粒子的有关物理量符合下列哪些情况() 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．α粒子所受金原子核的斥力最大 4．关于原子结构理论与α粒子散射实验的关系，下列说法正确的是() A．α粒子穿过原子时，只有少数粒子发生大角度偏转的原因是原子核很小，α粒子接近原子核的机会很小 B．使α粒子发生大角度偏转的原因是α粒子穿过原子时，原子内部两侧的正电荷对α粒子的斥力不相等 C．卢瑟福的α粒子散射实验是为了验证核式结构理论的正确性 D．卢瑟福依据α粒子散射实验的现象提出了原子的核式结构理论 5．如图所示，X表示金原子核，α粒子射向金核被散射，设入射的动能相同，其偏转轨道可能是图中的() 6．根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，图中虚
人教版·九年级化学上册 第三单元构成物质的奥秘 课题2 原子的结构（第1课时）教案设计 隆回九龙学校罗安 一、【教材分析】 《原子的结构》是人民教育出版社九年级《化学》上册第三单元课题2 第1课时的内容。本节教材将视野放到了微观的世界，它沿着发现问题（矛盾）——实验现象分析——建立模型——解释现象的思路进行编写，可以弥补学生直接经验不足的局限，加强教学的直观性。在教学的过程中不必拘泥于对概念定义的文字辨析，防止学生死记硬背。可以这样说，本节课是初中化学知识链中的重要一环，它将贯穿化学学习的始终。 二、【学情分析】 初中生易于接受宏观的感性认识，而对于微观的抽象知识则难以理解。本课题之前学生对微观世界已经有了初步的认识，但空间想象能力较差，对原子的构成认识起来将十分困难。因此要用模型、图片、表格来激发学生的思考，从而架起从宏观到微观的桥梁。 三、【设计理念】 在这堂课的教学过程中，采用了教师重在引导，学生为主体，师生合作，以理论为基础的合作探究式教学。力求做到两个体现和三个突出。体现新课程改革素质教育的教学理念，体现学生自主探究的学习方式。突出以理论为基础，引导科学发现；突出以学生为主体，促进知识内化；突出以小组为单位，构建研究氛围。同时合理地运用多媒体等辅助手段，以便达到预期的教学效果。 四、【教学目标】 1、知识与技能 ①能说出原子的结构关系，并在此基础上能通过分析、推理得出原子的电性关系、数量关系； ②了解原子的种类是由质子数决定的。 2、过程与方法 了解原子结构模型的发展历程，初步应用宏观和微观相结合的思维方法。
3、情感态度与价值观 ①体会世界的物质性、物质的可分性； ②逐步提高抽象思维的能力、想象力和分析、推理能力。 五、【教学重难点】 教学重点：原子的构成； 教学难点：原子的构成。 六、【教学过程】 包括以下几个环节：【知识回顾，情境导入】【自主学习，感悟新知】【合作交流，领悟新知】【盘点收获，整理所学】【达标检测，巩固提升】以理论探究活动为核心，让学生自主发现问题、分析问题、做出猜想、构建模型验证猜想，从而实现知识和能力的跨越。
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α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 高中物理：原子的核式结构模型教案 ★新课标要求 （一）知识与技能 1．了解原子结构模型建立的历史过程及各种模型建立的依据. 2．知道α粒子散射实验的实验方法和实验现象，及原子核式结构模型的主要内容. （二）过程与方法 1．通过对α粒子散射实验结果的讨论与交流，培养学生对现象的分析中归纳中得出结论的逻辑推理能力. 2．通过核式结构模型的建立，体会建立模型研究物理问题的方法，理解物理模型的演化及其在物理学发展过程中的作用.
3．了解研究微观现象. （三）情感、态度与价值观 1．通过对原子模型演变的历史的学习，感受科学家们细致、敏锐的科学态度和不畏权威、尊重事实、尊重科学的科学精神. 2．通过对原子结构的认识的不断深入，使学生认识到人类对微观世界的认识是不断扩大和加深的，领悟和感受科学研究方法的正确使用对科学发展的重要意义. ★教学重点 1．引导学生小组自主思考讨论在于对 粒子散射实验的结果分析从而否定葡萄干布丁模型，得出原子的核式结构； 2．在教学中渗透和让学生体会物理学研究方法，渗透三个物理学方法：模型方法，黑箱方法和微观粒子的碰撞方法； ★教学难点 引导学生小组自主思考讨论在于对ɑ粒子散射实验的结果分析从而否定葡萄干布丁模型，得出原子的核式结构 ★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 讲述：汤姆生发现电子，根据原子呈电中性，提出了原子的葡萄干布丁模型. 学生活动：师生共同得出汤姆生的原子葡萄干布丁模型. 点评：用动画展示原子葡萄干布丁模型.
第四节原子的能级结构 学习目标知识脉络 1.了解能级、基态和激发态的 概念. 2.理解原子发射和吸收光子 的能量与能级差的关系．(重 点) 3.能用玻尔原子理论简单解 释氢原子光谱．(难点) 4.知道氢原子的能级图．(重 点) 能级结构猜想 [先填空] 1．猜想：氢气在放电过程中，氢原子的能量也在减少．如果能量是连续减 少的，那么形成的光谱必定是连续谱，但是氢原子光谱是分立的，因此我们猜想原子内部的能量也是不连续的． 2．能级：原子内部不连续的能量称为原子的能级． 3．跃迁：原子从一个能级变化到另一个能级的过程叫做跃迁． 4．光子频率与能级差 关系式：hν＝E m－E n. [再判断] 1．处在高能级的原子自发地向低能级跃迁，这个过程中要吸收光子．(×) 2．原子吸收了特定频率的光子或通过其他途径获得能量时，可从低能级向 高能级跃迁．(√) 3．原子从低级跃迁到高能级，原子只吸收确定的能量，剩余的能量作为电 子碰撞后运动的动能．(√)
[后思考] 你能结合爱因斯坦的光子说解释能级不连续性吗？ 【提示】光子说提出光的能量是一份份的，每一份能量为hν，每一份称为一个光子；光子能量在被电子吸收时，是一个光子对一个电子的行为，因此原子吸收(或放出)的能量也是不连续的，因此能级差也是不连续的，即能级是不连 续性的. 氢原子的能级玻尔理论[先填空] 1．玻尔氢原子能级公式E n＝－Rhc n2 ，(n＝1,2,3…)．n被称为能量量子数． 2．基态 (1)定义：在正常状态下，氢原子处于最低的能级E1(n＝1)，这个最低能级对应的状态称为基态． (2)基态能量：E1＝－13.6 eV. 3．激发态：当电子受到外界激发时，可从基态跃迁到较高的能级E2，E3…上，这些能级对应的状态称为激发态． 4．玻尔理论的两条基本假设 (1)定态假设．原子系统中存在具有确定能量的定态，原子处于定态时，电 子绕核运动不辐射也不吸收能量． (2)跃迁假设．原子系统从一个定态跃迁到另一个定态，伴随着光子的发射 和吸收． [再判断] 1．氢原子的能量是不连续的，只能取一些定值也就是说氢原子的能量是量 子化的．(√) 2．氢原子能级表达式是瑞士的巴耳末最先得出的．(×) 3．能级间的跃迁产生不连续的谱线，从不同能级跃迁到某一特定能级就形
第一章《物质结构与性质》选修3教案 第一节原子结构：(第一课时) 一、教学目标 知识与技能： 1、进一步认识原子核外电子的分层排布 2、知道原子核外电子的能层分布及其能量关系 3、知道原子核外电子的能级分布及其能量关系 4、能用符号表示原子核外的不同能级，初步知道量子数的涵义 5、了解原子结构的构造原理，能用构造原理认识原子的核外电子排布 6、能用电子排布式表示常见元素（1～36号）原子核外电子的排布 7、知道原子核外电子的排布遵循能量最低原理 8、知道原子的基态和激发态的涵义 9、初步知道原子核外电子的跃迁及吸收或发射光谱，了解其简单应用 方法和过程：复习和沿伸、类比和归纳、能层类比楼层，能级类比楼梯。 情感和价值观：充分认识原子结构理论发展的过程是一个逐步深入完美的过程。 二、教学重点 根据构造原理写出1~36号元素原子的电子排布式 核外电子的运动状态，电子云与原子轨道 泡利原理、洪特规则 三、教学难点 电子云与原子轨道 能量最低原理、基态、激发态、光谱 四、教学准备 学案准备、课件准备 五、学习方法：学案预习法、阅读法、归纳法、讨论法 六、教学方法：讲解、讨论、归纳、探究法 七、教学过程 第一课时：主内容——原子结构理论的演变 主要学习形式：1、课前由学生上网查找关于原子结构理论演变的相关资料并发送给老师。 2、上课主要采用教师讲授法，辅以课件完成学习任务。 主要教学内容： 一、原子结构理论衍变 宇宙大爆炸——2小时后，诞生物质中最多为氢（88。6%），少量为氦（1/8），极少量为锂——融核形成其他元素。至今，宇宙年龄为140亿年，氢仍是最丰富元素。地球年龄为46亿年，地球上元素大
高中物理-原子的核式结构模型教案+练习 教学目标 1、知道α粒子散射实验及其现象,了解卢瑟福原子核式结构模型,以及提出此模型的实验依据 2、认识实验对理论发展的总要作用 3、知道物理模型建立的意义及其局限性,培养学生抽象思维能力和想象力 重点难点 重点：α粒子散射实验和原子核式结构理论 难点：渗透和让学生体会物理学研究方法 设计思想 α粒子散射实验是一个很重要的实验,体现了研究微观世界的一种科学的方法,也是锻炼学生分析问题、解决问题的知识点。对卢瑟福如何分析α粒子散射实验,否定汤姆孙原子模型,提出原子核式结构模型的了解,有利于学生学习人类研究微观世界的科学方法,提高分析解决问题的能力。因此本节的设计强调核式结构模型建立的依据而非结论,重点在于暴露模型建立的思路和研究的方法。对物理学史的教育要贯穿在整个教学过程当中。 教学资源多媒体课件 教学设计 【课堂引入】 讲述：汤姆生发现电子,根据原子呈电中性,提出了原子的枣糕模型。 学生活动：师生共同得出汤姆生的原子枣糕模型。 点评：用图片或动画展示原子枣糕模型。。 【课堂学习】 学习活动一：α粒子散射实验 问题一：为什么用α粒子的散射现象可以研究原子的结构？ 原子的结构非常紧密,用一般的方法是无法探测它的内部结构的,要认识原子的结构,需要用高速粒子对它进行轰击。而α粒子具有足够的能量,可以接近原子中心。它还可以使荧光屏物质发光。如果α粒子与其他粒子发生相互作用,改变了运动方向,荧光屏就能够显示出它的方向变化。研究高速的α粒子穿过原子的散射情况,是研究原子结构的有效手段。 学生：体会α粒子散射实验中用到科学方法；渗透科学精神（勇于攀登科学高峰,不怕苦、不怕累的精神）的教育。 问题二：α粒子散射是怎么做的 α粒子散射实验的装置,主要由放射源、金箔、荧光 屏、望远镜和转动圆盘几部分组成。 动画展示 粒子散射实验装置动画展示实验中,通过显微镜观察到的现象。 通过多媒体重点指出,荧光屏和望远镜能够围绕金箔在一个圆周上运动,从而可以观察到穿
第16单元：量子理论初步原子的核式结构doc 高中 物理 一、黄金知识点： 1、玻尔的原子模型； 2、能级的概念； 3、原子核式结构的发觉； 4、卢瑟福的原子模型。 二、要点大揭密： 〔一〕玻尔的原子模型理论： 1、定态理论：原子只能处于一系列不连续的能量状态之中，在这些状态之中原子是稳固的，电子尽管绕核运动，但不向外辐射能量，这些状态叫做定态。 2、跃迁理论：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸取一定频率的光子，光子的能量由这两种定态之间的能量差决定，即：h ν= E 初 – E 末 。 3、轨道量子化理论：原子的不同能量状态跟电子沿不同的轨道绕核运动相对应。原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的。 〔二〕氢原子的能级的概念和跃迁 1、氢原子的能级： 氢原子的能级公式为：E n =21n E ，对应的轨道半径公式为r n = n 2 r 1 ，其中n 称为量子数，只能取正整数，E 1=－13.6eV ，是基态能量的值；r 1=0.53×10-10m ，是基态轨道半径的值。 2、氢原子各定态的能量的值，为电子绕核运动的动能E K 和势能E P 的代数和，因为在选无穷远处的电势能为零的情形下，各定态的电势能均为负值，其大小总是大于同一定态的动能值，因此各定态的能量值均为负值，因此不能依照能级公式E n =2 1n E ，得出氢原子各定态能量与n 2成反比的结论。 3、原子跃迁的条件：h ν= E 初-E 末只适用于光子和原子作用而使原子在各定态之间跃迁的情形，但光子和原子作用而使原子电离时那么不受此条件的限制。这是因为原子一旦电离，原子结构即遭破坏，因而不再遵守玻尔原子模型的理论。此外实物粒子与原子相互作用而使原子激发时，也不受上述条件的限制。 【例题1】氢原子辐射出一个光子后，那么： A 、电子绕核旋转半径增大； B 、电子的动能增大； C 、氢原子的电势能增大； D 、原子的能级值增大。 【分析与解答】选B 由玻尔原子模型理论可知，氢原子辐射光子后，应从离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道。在此跃迁过程中，电场力对电子做了正功，因而电势能减小。另由经典的电磁理论，电子绕核做匀速圆周运动的向心力即为氢核对电子的库仑力。
高考能及跃迁试题5点破解 氢原子的跃迁是“氢原子的能级结构”一节的重点内容、同学们学习应注意以下五个不同。 一. 应注意一群原子和一个原子跃迁的不同 一群氢原子就是处在n 轨道上有若干个氢原子，某个氢原子向低能级跃迁时，可能从n 能级直接跃迁到基态，产生一条谱线；另一个氢原子可能从n 能级跃迁到某一激发态，产生另一条谱线，该氢原子再从这一激发态跃迁到基态，再产生一条谱……由数学知识得到一群 氢原子处于n 能级时可能辐射的谱线条数为C n n n 2 12 = -() 。对于只有一个氢原子的，该氢原子可从n 能级直接跃迁到基态，故最少可产生一条谱线，不难推出当氢原子从n 能级逐级往下跃迁时，最多可产生n －1条谱线。 例1. 有一个处于量子数n ＝4的激发态的氢原子，它向低能级跃迁时，最多可能发出几种频率的光子？ 解析：对于一个氢原子，它只能是多种可能的跃迁过程的一种，如图1所示，由能级跃迁规律可知：处于量子数n ＝4的氢原子跃迁到n ＝3，n ＝2，n ＝1较低能级，所以最多的谱线只有3条。 图1 例2. 现有1200个氢原子被激发到量子数为4的能级上，若这些受激氢原子最后都回到基态，则在此过程中发出的光子总数是多少？假定处在量子数为n 的激发态的氢原子跃迁到 各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的1 1 n -（ ） A. 2200 B. 2000 C. 1200 D. 2400 解析：这是全国理综考题，由题中所给信息，处于量子数n ＝4的氢原子跃迁到n ＝3，n ＝2，n ＝1较低能级的原子数分别为12001 41 400? -=个，则辐射光子数为40031200?=