14、2 原子结构和原子核
主备人：贾宝善备课组长：周春燕备课时间：2013/11/25 授课时间：2013/12/11 学习目标：
1．了解人们对原子结构的认识过程
2．氢原子的能级图
3．氢光谱
原子的核式结构
卢瑟福由α粒子散射实验提出：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，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运动。我们把这样的原子模型称为“核式结构模型”。
五、天然放射现象
1．天然放射现象：某些元素能自发地放出射线的现象叫做天然放射现象。这些元素称为放射性元素。
2．种类和性质
α射线——高速的α粒子流，α粒子是氦原子核，速度约为光速1/10，贯穿能力最弱，电离能力最强。
β射线——高速的电子流，β粒子是速度接近光速的负电子，贯穿能力稍强，电离能力稍弱。γ射线——能量很高的电磁波，γ粒子是波长极短的光子, 贯穿能力最强,电离能力最弱。
六、原子核的衰变
1．衰变：原子核自发地放出某种粒子而转变为新核的变化．
2．衰变规律：α衰变X→ Y+ He ；
β衰变X→ Y+ e
3．α衰变的实质：某元素的原子核同时发出由两个质子和两个中子组成的粒子（即氦核）2 H+2 n→ He
β衰变的实质：某元素的原子核内的一个中子变成质子发射出一个电子。即n → H+ e+ （为反中微子）
4．γ射线：总是伴随α衰变或β衰变产生的，不能单独放出γ射线．γ射线不改变原子核的电荷数和质量数．实质是元素在发生α衰变或β衰变时产生的某些新核由于具有过多的能量（核处于激发态），向低能级跃迁而辐射出光子．
七、半衰期
1．放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间。它是大量原子核衰变的统计结果，不是一个原子发生衰变所需经历的时间。
2．决定因素：由原子核内部的因素决定，与原子所处的物理状态（如压强、温度等）或化学状态（如单质或化合物）无关．
八、原子核的人工转变
1．质子的发现：N+ He→ O+ H
2．中子的发现： Be+ He→ C+ n 3．放射性同位素和正电子的发现： Al+ He→ P+ n P→ Si+ e 4．放射性同位素的应用
（1）利用它的射线；（2）做示踪原子。 三种射线的特性
人们通过对天然放射现象的研究，发现了原子序数大于83的所有天然存在的元素，都有放射性。原子序数小于83的天然存在的元素，有的也有放射性。放射出来的射线共有三种：α射线、β射线和γ射线。三种射线的本质和特性对比如下：
达标训练：
(B)1.下列说法正确的是（ ）
A.若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小
B.发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4
C.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应
D.按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，电势能增大，原子的总能量不变
(B)2．关于核反应方程X He H H 4
23121+→+，以下说法中正确的是（ ） A ．X 是n 10
，该核反应属于聚变
B ．X 是H 1
1，该核反应属于裂变
C ．X 是n 10
，该反应中的核燃料是当前核电站采用的核燃料 D ．X 是H 11，该反应中的核燃料是当前核电站采用的核燃料
(B)3．下列说法正确的是（ ）
A ．天然放射现象说明原子核内部具有复杂结构
B ．α粒子散射实验说明原子核内部具有复杂结构
C ．原子核能发生β衰变说明原子核内存在电子
D ．氢原子从定态n=3跃迁到n=2，再跃迁到n=l 定态，则后一次跃迁辐射出的光子波长比前一次的长
(B)4.下列关于放射性元素的半衰期的几种说法正确的是（ ） A ．同种放射性元素，在化合物中的半衰期比在单质中长
B ．放射性元素的半衰期与元素所处的物理和化学状态无关，它是一个统计规律，只对大量的原子核才适用
C ．氡的半衰期是3.8天，若有4 g 氡原子核，则经过7.6天就剩下0g 了
D ．氡的半衰期是3.8天，若有4个氡原子核，则经过7.6天就只剩下一个
(B)5．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 ．氢原子的能量增大
C ．氢原子的电势能增大
D ．氢原子核外电子的速率增大 (B)6．能揭示原子具有核式结构的实验是（ ）
A ．光电效应实验
B ．伦琴射线的发现
C ．α粒子散射实验
D ．氢原子光谱的发现
(B)7．核电站核泄漏的污染物中含有碘131和铯137。碘131的半衰期约为8天，会释放β射线；铯137是铯133的同位素，半衰期约为30年，发生衰变时会辐射γ射线。下列说法正确的是（ ）
A ．碘131释放的β射线由氦核组成
B ．铯137衰变时辐射出的γ光子能量小于可见光光子能量
C ．与铯137相比，碘131衰变更慢
D ．铯133和铯137含有相同的质子数
(B)8.在下列四个核反应方程中，x1、x2、x3和x4各代表某种粒子：
n He x H 1042131
+→+；217842147x O He N +→+；31264294x C He B e +→+；427
13422412x Al He Mg +→+
以下判断中正确的是（ ）
A ．x1是质子
B ．x2是质子
C ．x3是质子
D ．x4是质子
(B)9.以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的是（ ） A ．原子核发生一次β衰变，该原子外层就失去一个电子
B ．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为这束光的光强太小
C ．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，但原子的能量增大
D ．天然放射现象中发出的三种射线是从原子核内放出的看不见的射线
(B)10.下列说法正确的是（ ） A ．光电效应现象揭示了光具有粒子性 B ．阴极射线的本质是高频电磁波
C ．玻尔提出的原子模型，否定了卢瑟福的原子核式结构学说
D ．贝克勒尔发现了天然放射现象，揭示了原子核内部有复杂结构
学后反思：
高中物理原子结构、原子核检测题 1．下列说法正确的是( ) A．γ射线比α射线的贯穿本领强 B．外界环境温度升高，原子核的半衰期变大 C．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的重核裂变反应 D．原子核发生一次β衰变，该原子外层就失去一个电子 解析：选A γ射线比α射线的贯穿本领强，选项A正确；外界环境不影响原子核的半衰期，选项B 错误；太阳辐射的能量主要来自太阳内部的轻核聚变反应，选项C错误；β衰变是原子核内的中子转化为质子时放出的负电子，与原子的外层电子无关，选项D错误。 2.232 90Th经过一系列α衰变和β衰变后变成208 82Pb，则208 82Pb比232 90Th少( ) A．16个中子，8个质子B．8个中子，16个质子 C．24个中子，8个质子D．8个中子，24个质子 解析：选A 208 82Pb比232 90Th质子数少(90－82)＝8个，核子数少(232－208)＝24个，所以中子数少(24－ 8)＝16个，故A正确，B、C、D错误。 3．下列说法正确的是( ) A．光子像其他粒子一样，不但具有能量，也具有动量 B．比结合能越大，原子核越不稳定 C．将由放射性元素组成的化合物进行高温分解，会改变放射性元素的半衰期 D．原子核的质量大于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损 解析：选 A 光子像其他粒子一样，不但具有粒子性，而且也有波动性，则不但具有能量，也具有动量，故A正确；比结合能越大，原子核越稳定，B错误；放射性元素的半衰期与外界因素没有任何关系，只和本身性质有关，C错误；原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损，故D错误。 4．[多选](2019·天津高考)我国核聚变反应研究大科学装置“人造太阳” 2018年获得重大突破，等离子体中心电子温度首次达到1亿度，为人 类开发利用核聚变能源奠定了重要的技术基础。下列关于聚变的说法 正确的是( ) A．核聚变比核裂变更为安全、清洁 B．任何两个原子核都可以发生聚变 C．两个轻核结合成质量较大的核，总质量较聚变前增加 D．两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增加 解析：选AD 与核裂变相比，轻核聚变没有放射性污染，安全、清洁，A正确；只有原子序数小的轻核才能发生聚变，B错误；轻核聚变成质量较大的原子核，比结合能增加、总质量减小，故C错误，D正确。
第一节原子的核式结构原子核教学建议 本节教学主要包括两部分内容： 一.在α粒子散射实验的基础上提出原子的核式结构模型； 二.原子核的组成。 （1）原子的核式结构的发现的教学，共三层意思：电子的发现→汤姆生提出了枣糕模型→α粒子散射实验的结果否定了汤姆生模型，卢瑟福提出了核式结构。这节教材的重点内容是α粒子散射实验和卢瑟福的核式结构学说。要着重说明：α粒子具有相当大的质量和很大的动能，电子不可能使α粒子发生大角度的偏转，只有原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在狭小的空间里（形成原子核），并且α粒子十分接近它时，才能发生大角度的偏转。本节末了讲到了由实验的数据还可以估计出原子核的大小，由于数据没介绍，估计也就不必详细补充了。可告诉学生现在一般公认的数量级是多少。学习原子结构，对原子的大小、原子核的大小，原子内部空虚到什么地步，应该有个大体的印象。这也是中学生不可缺少的文化素养的一部分。 因为教材内容的理论性比较严密，教学中要注意问题交代的层次和条理性。比如，根据汤姆生模型计算的结果，α粒子偏角应是很小的。这是从电子的质量很小和正电荷的均匀分布这两方面分析得出的结论。实验结果是：①绝大多数α粒子不偏转；②少数α粒子发生了较大的偏转；③极少数α粒子出现大角度的偏转（甚至被反弹回来）。讲卢瑟福模型时，就必须前后呼应清楚地说明这“绝大多数、少数、极少数”之类表现的“所以然”，这对于训练学生读书和思考的能力，培养认真严谨的学风，都是有好处的。 教学中要注意不能把科学上的发现讲得过于简单，给学生造成这样的印象：科学家凭空一想，做个什么实验，就能有所发现了，要注意使学生领悟科学家发现新的规律，要有一定的客观条件，而且要进行创造性的思维，突破前人留下的错误观念的束缚，做出开拓性的实际努力，才能有所发现。这一点，在以后各节的教学中也是应该注意的。 （2）原子核的组成的教学，可在复习初中已学的知识，知道原子核是由质子和中子组成的基础上提出。质子和中子是怎样发现的问题让学生思考。然后开始介绍卢瑟福用α粒子轰击氮原子核的实验。在教学中要注意把卢瑟福的实验装置、实验是怎样进行的以及得到了怎样的结果交代清楚。 还可以让学生了解，由于原子内部十分空虚，如果把原子比做半径为100m的大球，那么原子核是球中心半径仅1mm 的小沙粒，因此，用α粒子去轰击原子核，命中的机会是很少的（平均五万分之一）。可见做轰击原子核的实验也是不容易的。 还可以举一些用α粒子轰击原子核产生质子的例子让学生熟悉，如： 关于中子的发现，如果时间容许，可以介绍一些中子发现的历史，让学生认识到能量守恒和动量守恒定律在核物理研究中的重要作用。人们对中子的认识，经历了一个曲折的过程。X射线的发现，几乎在一个晚上就完成了。而当中子这个不速之客闯入物理学家的实验室时，人们用了两年的时间才认识了它。这是因为中子跟以前发现的γ射线都具有穿透力强的特性，使人们暂时迷惑了。应用了动量守恒和能量守恒这两个有力的武器，人们终于认清了中子的本来面目。 还应该使学生了解，中子的发现是物理学史上的一件大事。由于中子不带电，跟其他粒子不会发生静电作用，比较容易打进原子核里去，是轰击原子核的好“炮弹”，特别是用它轰击重元素的原子核后，给原子核物理学带来了飞跃的发展。中子的贯穿本领强，但电离本领极弱，在云室中见不到它的径迹。 在实验中发现质子和中子后，人们提出原子核是由质子和中子组成的。它们统称为核子，然后讲清原子核的质量数、电荷数、核子数和同位素等的物理含义及这些数之间的数量关系。并介绍核符号的写法及其表示的物理意义。
课时跟踪检测（四十四）原子结构与原子核 [A级——基础小题练熟练快] ★1．[多选](2016·天津高考)物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展。下列说法符合事实的是( ) A．赫兹通过一系列实验，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论 B．查德威克用α粒子轰击14 7N获得反冲核17 8O，发现了中子 C．贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核有复杂结构 D．卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型 解析：选AC 麦克斯韦曾提出光是电磁波，赫兹通过实验证实了麦克斯韦关于光的电磁理论，选项A正确。查德威克用α粒子轰击94Be，获得反冲核126C，发现了中子，选项B 错误。贝克勒尔发现了天然放射现象，说明原子核有复杂的结构，选项C正确。卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子核式结构模型，选项D错误。 2.232 90Th经过一系列α衰变和β衰变后变成208 82Pb，则208 82Pb比232 90Th少( ) A．16个中子，8个质子B．8个中子，16个质子 C．24个中子，8个质子 D．8个中子，24个质子 解析：选A 208 82Pb比232 90Th质子数少(90－82)＝8个，核子数少(232－208)＝24个，所以中子数少(24－8)＝16个，故A正确；B、C、D错误。 3．铀核可以发生衰变和裂变，铀核的( ) A．衰变和裂变都能自发发生 B．衰变和裂变都不能自发发生 C．衰变能自发发生而裂变不能自发发生 D．衰变不能自发发生而裂变能自发发生 解析：选C 铀是天然放射性元素，所以铀核的衰变是能自发发生，而铀核的裂变是人工实现的，是用中子轰击铀核实现的，所以铀核的裂变不能自发发生，故A、B、D错误，C 正确。 4．(2018·南昌十所省重点中学模拟)下列说法正确的是( ) A．光子像其他粒子一样，不但具有能量，也具有动量 B．比结合能越大，原子核越不稳定 C．将由放射性元素组成的化合物进行高温分解，会改变放射性元素的半衰期 D．原子核的质量大于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损 解析：选A 光子像其他粒子一样，不但具有粒子性，而且也有波动性，则不但具有能量，也具有动量，故A正确；比结合能越大的原子核越稳定，B错误；放射性元素的半衰期与外界因素没有任何关系，只和本身性质有关，C错误；原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损，故D错误。
高考物理知识点之原子结构与原子核 考试要点 基本概念 一、原子模型 1．J ．J 汤姆生模型（枣糕模型）——1897年发现电子，认识到原子有复杂结构。 2．卢瑟福的核式结构模型（行星式模型） α粒子散射实验是用α粒子轰击金箔，结果：绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但是有少数α粒子发生了较大的偏转。这说明原子的正电荷和质量一定集中在一个很小的核上。 卢瑟福由α粒子散射实验提出模型：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，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运动。 由α粒子散射实验的实验数据还可以估算出原子核大小的数量级是10-15 m 。 3．玻尔模型（引入量子理论） （1）玻尔的三条假设（量子化） ①轨道量子化：原子只能处于不连续的可能轨道中，即原子的可能轨道是不 连续的 ②能量量子化：一个轨道对应一个能级，轨道不连续，所以能量值也是不连续的，这些不连续的能量值叫做能级。在这些能量状态是稳定的，并不向外界辐射能量，叫定态 ③原子可以从一个能级跃迁到另一个能级。原子由高能级向低能级跃迁时，放出光子，在吸收一个光子或通过其他途径获得能量时，则由低能级向高能级跃迁。原子在两个能级间跃迁时辐射或吸收光子的能量12E E h -=γ（量子化就是不连续性，n 叫量子数。） α粒子散射实验 卢瑟福 玻尔 结构 α粒子 氢原子的能级图 n E /eV ∞ 0 1 -13.6 2 -3.4 3 4 -0.853 E 1 E 2 E 3
（2）从高能级向低能级跃迁时放出光子；从低能级向高能级跃迁时可能是吸收光子，也可能是由于碰撞（用加热的方法，使分子热运动加剧，分子间的相互碰撞可以传递能量）。原子从低能级向高能级跃迁时只能吸收一定频率的光子；而从某一能级到被电离可以吸收能量大于或等于电离能的任何频率的光子。（如在基态，可以吸收E ≥13.6eV的任何光子，所吸收的能量除用于电离外，都转化为电离出去的电子的动能）。 （3）玻尔理论的局限性。由于引进了量子理论（轨道量子化和能量量子化），玻尔理论成功地解释了氢光谱的规律。但由于它保留了过多的经典物理理论（牛顿第二定律、向心力、库仑力等），所以在解释其他原子的光谱上都遇到很大的困难。 4．氢原子中的电子云 对于宏观质点，只要知道它在某一时刻的位置和速度以及受力情况，就可以应用牛顿定律确定该质点运动的轨道，算出它在以后任意时刻的位置和速度。 对电子等微观粒子，牛顿定律已不再适用，因此不能用确定的坐标描述它们在原子中的位置。玻尔理论中说的“电子轨道”实际上也是没有意义的。更加彻底的量子理论认为，我们只能知道电子在原子核附近各点出现的概率的大小。在不同的能量状态下，电子在各个位置出现的概率是不同的。如果用疏密不同的点子表示电子在各个位置出现的概率，画出图来，就像一片云雾一样，可以形象地称之为电子云。 二、天然放射现象 1．天然放射现象——天然放射现象的发现，使人们认识到原子核也有复杂结构。 1895年——汤姆生——电子 1896年——贝可勒尔——天然放射现象 1897年——伦琴——伦琴射线 大于等于83号元素的都具有天然放射性，小于83号的有的也具有天然放射性 2．各种放射线的性质比较 三种射线在匀强磁场、匀强电场、正交电场和磁场中的偏转情况比较： 如⑴、⑵图所示，在匀 强磁场和匀强电场中 都是β比α的偏转大， γ不偏转；区别是：在 磁场中偏转轨迹是圆 弧，在电场中偏转轨迹 是抛物线。⑶图中γ肯 定打在O点；如果α也打在O点，则β必打在O点下方；如果β也打在O点，则α必打在O点下方。 3、半衰期 描述衰变的快慢 由核内部本身决定，与所处的物理和化学状态无关 ⑵⑶
四十六、原子的核外电子排布和结构示意图 一、原子的核外电子排布规律 总规律：原子的核外电子是分层排布的。 1、核外电子总是尽先排布在能力最低的电子层中。也就是说，排满了K 层才排L 层，排 满了L 层才排M 层。（但不能继续说排满了M 层才排N 层） 2、每个电子层最多容纳的电子数为2n 个。 3、最外层最多容纳的电子数不超过8个（K 层作最外层时不超过2个）。 4、次外层最多容纳的电子数不超过18个，倒数第三层最多容纳的电子数不超过32个。 二、结构示意图：用各电子层容纳的电子数表示原子或者离子的核外电子排布情况的示意图。 例如：S S 2－ K ＋ “+” “19”表示钾离子的核电荷数为19，“2”表示K 层容纳2个电子，“8”表示L 层容纳8个电子，“8”表示M 层容纳8个电子。
3、具有2电子的微粒：He, Li＋, Be2＋, H2 具有10电子的微粒：Ne、N3－、O2－、F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋、CH4、NH3、 H2O、HF、H3O＋、NH4＋、OH－、NH2－、 具有18电子的微粒：、Ar、P3－、S2－、Cl－、K＋、Ca2＋、SiH4、PH3、H2S、HCl、 C2H6、N2H4、H2O2、F2、HS－、O22－、 三、强化练习 1、某主族元素的原子有5个电子层，最外层只有1个电子，下列描述中正确的是（） A、其单质常温下跟水反应不如钠剧烈 B、其原子半径比钾原子半径小 C、其碳酸盐易溶于水 D、其氢氧化物不能使氢氧化铝溶解 2、下列四种元素中，其单质氧化性最强的是（） A、原子含有最外层电子数最多的第二周期元素 B、位于周期表中第三周期ⅢA族的元素 C 的元素 D、原子结构示意图为的元素 3、氢化钠(NaH)+1价，NaH与水反应放出氢气。下列叙 述中，正确的是（） A、NaH在水中显酸性 B、NaH中氢负离子的电子层排布与氦原子的相同 C、NaH中氢负离子半径比锂离子半径小 D、NaH中氢负离子可被还原成氢气 4、用R代表短周期元素，R原子最外层的电子数是最内层电子数的2倍。下列关于R的描述 中正确的是（） A、R的氧化物都能溶于水 B、R的最高价氧化物所对应的水化物都只是H2RO3 C、R元素都是非金属元素 D、R的氧化物都能与NaOH溶液反应 5、已知铍(Be)的原子序数为4，下列对铍及其化合物的叙述中，正确的是（） A、铍的原子半径小于硼的原子半径 B、氯化铍分子中铍原子的最外层电子数是8 C、氢氧化铍的碱性比氢氧化钙的弱 D、单质铍跟冷水反应产生氢气 6、下列关于稀有气体的叙述不正确的是（） A、原子的最外电子层都有8个电子 B、其原子与同周期IA、IIA族阳离子具有相同的核外电子排布 C、化学性质非常不活泼 D、原子半径比同周期ⅦA族元素原子的小 7、在短周期元素中，若元素原子的最外层电子数与其电子层数相等，则符合条件的元素种 类为（） A、1种 B、2种 C、3种 D、4种
课时跟踪检测（三十八） 原子结构与原子核 对点训练：原子的核式结构 1．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子内部存在( ) A ．电子 B ．中子 C ．质子 D ．原子核 2．如图所示是α粒子(氦原子核)被重金属原子核散射的运动轨迹，M 、N 、P 、Q 是轨迹上的四点，在散射过程中可以认为重金属原子核静止。图中所标出的α粒子在各点处的加速度方向正确的是( ) A ．M 点 B ．N 点 C ．P 点 D ．Q 点 3．(多选)物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展。下列说法符合事实的是( ) A ．赫兹通过一系列实验，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论 B ．查德威克用α粒子轰击 714N 获得反冲核 817O ，发现了中子 C ．贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核有复杂结构 D ．卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型 4．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E n ＝－A n 2，式中n ＝1,2,3，…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.1116 A B.716A C.316A D.1316 A 5．(多选) 19世纪初，爱因斯坦提出光子理论，使得光电效应现象得以完美解释，玻尔的氢原子模型也是在光子概念的启发下提出的。关于光电效应和氢原子模型，下列说法正确的是( ) A ．光电效应实验中，入射光足够强就可以有光电流 B ．若某金属的逸出功为W 0，该金属的截止频率为W 0h C ．保持入射光强度不变，增大入射光频率，金属在单位时间内逸出的光电子数将减小 D ．一群处于第四能级的氢原子向基态跃迁时，将向外辐射六种不同频率的光子 6．(多选)已知氢原子的基态能量为E 1，n ＝2、3能级所对应的能量分别为E 2和E 3，大
14、2 原子结构和原子核 主备人：贾宝善备课组长：周春燕备课时间：2013/11/25 授课时间：2013/12/11 学习目标： 1．了解人们对原子结构的认识过程
2．氢原子的能级图 3．氢光谱 原子的核式结构 卢瑟福由α粒子散射实验提出：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，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运动。我们把这样的原子模型称为“核式结构模型”。 五、天然放射现象 1．天然放射现象：某些元素能自发地放出射线的现象叫做天然放射现象。这些元素称为放射性元素。 2．种类和性质 α射线——高速的α粒子流，α粒子是氦原子核，速度约为光速1/10，贯穿能力最弱，电离能力最强。 β射线——高速的电子流，β粒子是速度接近光速的负电子，贯穿能力稍强，电离能力稍弱。γ射线——能量很高的电磁波，γ粒子是波长极短的光子, 贯穿能力最强,电离能力最弱。 六、原子核的衰变 1．衰变：原子核自发地放出某种粒子而转变为新核的变化． 2．衰变规律：α衰变X→ Y+ He ； β衰变X→ Y+ e 3．α衰变的实质：某元素的原子核同时发出由两个质子和两个中子组成的粒子（即氦核）2 H+2 n→ He β衰变的实质：某元素的原子核内的一个中子变成质子发射出一个电子。即n → H+ e+ （为反中微子） 4．γ射线：总是伴随α衰变或β衰变产生的，不能单独放出γ射线．γ射线不改变原子核的电荷数和质量数．实质是元素在发生α衰变或β衰变时产生的某些新核由于具有过多的能量（核处于激发态），向低能级跃迁而辐射出光子． 七、半衰期 1．放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间。它是大量原子核衰变的统计结果，不是一个原子发生衰变所需经历的时间。 2．决定因素：由原子核内部的因素决定，与原子所处的物理状态（如压强、温度等）或化学状态（如单质或化合物）无关． 八、原子核的人工转变 1．质子的发现：N+ He→ O+ H
第五章原子结构元素周期律 第一节原子结构原子核外电子排布 【高考新动向】 【考纲全景透析】 一、原子的构成 1. 原子的构成 原子的组成表示式：X，其中X为原子符号，A为质量数，Z为质子数，A－Z为中子数。2．基本关系 ①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＋电荷数 ③阴离子中：质子数＝核外电子数－电荷数 ④质量数＝质子数＋中子数 3.元素、核素、同位素之间的关系如下图所示： 元素、核素和同位素的概念的比较
二、 原子核外电子排布 1.电子层的表示方法及能量变化 圆圈表示原子核，圆圈内标示出核电荷数，用弧线表示电子层，弧线上的数字表示该电子层的电子数。要注意无论是阳离子还是阴离子，圆圈内的核电荷数是不变的，变化的是最外层电子数。 离核由近及远→电子能量由低到高 2.核外电子分层排布的规律 核外电子的分层运动，又叫核外电子的分层排布，其主要规律有： (1)能量规律 原子核外电子总是先排能量最低的电子层，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)。即排满了K 层才排L 层，排满了L 层才排M 层。 （2）分层排布规律 ①原子核外每个电子层最多容纳2n 2 个电子。 ②原子最外层电子数不超过8个电子(K 层为最外层不能超过2个电子)。 ③原子次外层电子数不超过18个电子(K 层为次外层不能超过2个电子)。 【热点难点全析】
〖考点一〗原子的构成及概念比较 1.构成原子的粒子 2.组成原子的各种粒子及相互关系 (1)原子或分子：质子数(Z)=核电荷数=核外电子数 (2)阳离子：核外电子数=质子数-所带电荷数 (3)阴离子：核外电子数=质子数+所带电荷数 3.同位素、同素异形体、同系物、同分异构体的比较 〖提醒〗(1)质子数与核外电子数之间的关系，对于原子不易出错，对于阴、阳离子容易出错。应清楚阳离子核外电子数少于质子数，阴离子核外电子数多于质子数。 (2)元素、同位素、同素异形体、同系物、同分异构体的判断关键是描述的对象。如： ①具有相同质子数的两微粒不一定是同种元素，如Ne和H2O。 ②质子数相同而中子数不同的两微粒不一定互为同位素，如14N2和13C16O。 ③2H2和3H2既不是同位素，也不是同素异形体。 【典例1】铀(U)是重要的核工业原料，其中23592U是核反应堆的燃料，下列关于23592U和23892U的说
第三讲原子结构与原子核 ——课后自测诊断卷 1．[多选](2019·江苏七市三模)中微子是一种不带电、质量很小的粒子。早在1942年我国物理学家王淦昌首先提出证实中微子存在的实验方案。静止的铍核(74Be)可能从很靠近它的核外电子中俘获一个电子(动能忽略不计)形成一个新核并放出中微子，新核处于激发态，放出γ光子后回到基态。通过测量新核和γ光子的能量，可间接证明中微子的存在。则( ) A．产生的新核是锂核(73Li) B．反应过程吸收能量 C．中微子的动量与处于激发态新核的动量大小相等 D．中微子的动能与处于激发态新核的动能相等 解析：选AC 根据题意可知发生的核反应方程为74Be＋0－1e→73Li＋νe，所以产生的新核是锂核，反应过程放出能量，故A正确，B错误；根据动量守恒可知中微子的动量与处于激发态新核的动量大小相等，方向相反，故C正确； 因为中微子的动量与处于激发态新核的动量大小相等，质量不等，根据E k＝p2 2m ，可知中微子的动能与处于激发态新核 的动能不相等，故D错误。 2．[多选](2019·武汉质检)我国自主研发的钍基熔盐是瞄准未来20～30年后核能产业发展需求的第四代核反应堆，是一种液态燃料堆，使用钍铀核燃料循环，以氧化盐为冷却剂，将天然核燃料和可转化核燃料熔融于高温氯化盐中，携带核燃料在反应堆内部和外部进行循环。钍232不能直接使用，需要俘获一个中子后经过2次β衰变转化成铀233再使用，铀233的一种典型裂变方程是233 92U＋10n→142 56Ba＋8936Kr＋310n。已知铀233的结合能为E1、钡142的结合能为E2、氪89的结合能为E3，则( ) A．铀233比钍232少一个中子 B．铀233、钡142、氪89三个核中氪89的结合能最小，比结合能却最大 C．铀233、钡142、氪89三个核中铀233的结合能最大，比结合能也最大 D．铀233的裂变反应释放的能量为ΔE＝E1－E2－E3 解析：选AB 设钍核的电荷数为a，则钍232俘获一个中子后经过2次β衰变转化成铀233，则a＝92－2＝90，则钍232中含有中子数为232－90＝142，铀233含有中子数为233－92＝141，则铀233比钍232少一个中子，选项A正确；铀233、钡142、氪89三个核中氪89质量数最小，结合能最小，因核子数较小，则比结合能却最大，选项B 正确，C错误；铀233的裂变反应中释放的能量等于生成物的结合能减去反应物的结合能，选项D错误。 3．[多选](2019·南京、盐城三模)下列对物理知识的理解正确的有( ) A．α射线的穿透能力较弱，用厚纸板就能挡住 B．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等 C．放射性元素钋的半衰期为138天，100 g的钋经276天，已发生衰变的质量为75 g D．质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3，两个质子和两个中子结合成一个α粒子，释放的能量是(m1＋m2－m3)c2 解析：选AC γ射线电离最弱，穿透最强，α射线电离最强，穿透最弱，用厚纸板就能挡住，故A正确；动能相同的质子和电子，它们的动量大小可以用公式p＝2m·E k判断，质子与电子的质量不同，所以动能相等的电子与
重难点10 原子结构和原子核 【知识梳理】 一、氢原子光谱、氢原子的能级、能级公式 1．原子的核式结构 （1）电子的发现：英国物理学家汤姆孙发现了电子。 （2）α粒子散射实验：1909～1911年，英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验，实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进，但有少数α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。 （3）原子的核式结构模型：在原子中心有一个很小的核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转。 2．光谱 （1）光谱 用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的波长（频率）和强度分布的记录，即光谱。 （2）光谱分类 有些光谱是一条条的亮线，这样的光谱叫做线状谱。 有的光谱是连在一起的光带，这样的光谱叫做连续谱。 （3）氢原子光谱的实验规律 巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式1λ＝R ???? 122－1n 2，（n ＝3,4,5，…），R 是里德伯常量，R ＝1.10×107 m －1，n 为量子数。 3．玻尔理论 （1）定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量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。 （2）跃迁：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，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hν＝E m －E n 。（h 是普朗克常量，h ＝6.63× 10－34 J·s ） （3）轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周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。 4．氢原子的能级、能级公式 （1）氢原子的能级 能级图如图所示
怎样确定原子的电子层排布 一、电子层容量原理 ?在原子核外电子排布中，每个电子层最多容纳的电子数为２ｎ2，这个规律在一些无机化学教材中叫做最大容量原理。我认为，该原理并不能全面反映原子核外电子排布的真实情况,其一，它只适合于离核近的内电子层,且不是最大，而是等于2n 2；其二，离核远的外电子层,实际排布的电子数则远远小于2n 2,根本不能用此原理来描述。离核近的内电子层与离核远的外电子层，各有其电子容量的规律,原子的电子层排布，就是这两种规律结合而成的。为此,我总结出内电子层和外电子层的各自的容量规律，并将两者结合起来,称为“电子层容量原理”,其内容如下: 设ω为原子的电子层数，n 为从原子核往外数的电子层数,m 为由原子最外层往里数的电子层数。 当n ＜22+ω时,为内电子层,每个电子层容纳的电子数＝2n 2。 当n ≥22+ω时,为外电子层，每个电子层最多容纳的电子数＝2(ｍ＋1)2. 核外只有ｋ层时,最多容纳2个电子。 ?由上述两个关系组成的电子层排布如下： ?从以上图示可知,原子的电子排布是两头少,中间多。 应用电子层容量原理，可使外电子层不用２n 2，避免出现太大偏差． 应用外电子层的公式,可以取代中学教材中的如下规律： (1) 最外层电子数不超过8个(最外层为K 层,则不超过２个)。 (2) 次外层电子数不超过18个。 ?(3) 外数第三层电子数不超过32个．…… 因为这些规律可直接从外电子层的公式推出。 稀有气体原子的电子层排布则是很规整的相等关系,其内电子层电子数为2ｎ2，外电子层电子数为２(m +1)2，因此，稀有气体元素原子的电子层结构是一种稳定结构.主族元素的 原子,最外层未达到2(m +1)２个电子(即8个电子)，一般副族元素的原子,最外层和次外层的 电子数均小于2(ｍ+1)２。原子的电子层数越多，出现未填满电子数2(ｍ+1)2的外电子层数 就越多。它可用下式计算：未排满2(ｍ＋1)2个电子的电子层数最多为2 ω(当为偶数)或21-ω(为奇数)。例如:核外有６个电子层的元素,没有排满2(m +１)2个电子的外电子层数最多为６ ／2＝3。镧系元素的原子,一般就有4、5、6三个电子层的电子数未达到2(m ＋１)２。 ?2n 2是由电子运动状态的四个量子数及泡利不相容原理所得出的关系,而2(m +1)2却是由能级交错现象所得出的关系。 对于多电子原子，由于电子的屏蔽作用和穿透作用,出现了原子轨道的交错现象，产生了与元素周期表中周期相对应的能级分组，能级组的通式为ns 、(n -2)f 、(n -１)d 、np 。从第3电子层起，出现E n ｄ＞E (n +1)s ，从第4电子层起，出现E ｎf >Ｅ(n +2)s ．因此,在次外层电子数未达到最大容量时,已出现了最外层电子的填充，而最外层电子数未达到最大容量时，又
《原子的核式结构》教学设计 一、教材分析 “原子的核式结构”是高中原子物理的重要内容，传统的教学设计虽然也能让学生掌握原子的核式结构内容，但不难看出传统教学模式仍为“师传生受”，学生还是被动地接收知识，即使学会了，也不能算会学，无法让学生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。面对新课程改革的要求，为营造一个让学生自主学习的良好环境，本人结合平时的实践，对本节内容采用通过让学生小组讨论：用汤姆生的葡萄干布丁模型能否解释ɑ粒子散射实验现象，一步一步得出卢瑟福的原子核式结构模型，在教学中虽然不能进行真实的实验，但同样处处渗透着新课程理念的科学探究思想，从而利于提高学生的逻辑推理能力，观察能力，有利用培养学生勇于攀登科学高峰，不怕苦、不怕累的科学精神，这种通过让学生自己动眼观察、动脑思考，引导他们自己获取知识，不仅活跃了课堂气氛，还发展了学生的思维能力和创新能力。本节课的设计旨在追寻前人的足迹，通过对粒子散射实验分析，从而否定汤姆孙的原子模型，建立卢瑟福的原子核式结构模型。让学生了解在科学研究中，科学家们通过对实验事实的分析，提出模型或假说，这些模型或假说又在实验中经受检验，正确的被肯定，经不起检验的被否定，在新的基础上再提出新的假说。科学的研究这样螺旋上升和不断深入发展的。 内容分析 粒子散射实验和原子核式结构的内容是本节教学重点。其中粒子散射实验是常用的获取微观世界信息的方法，在原子结构的研究中有非常重要的作用，以后的质子和中子的发现都与粒子散射实验有关。本节对于原子核式结构的建立，粒子散射实验更是起到决定性的作用，所以重点在于对粒子散射实验观察、现象的分析以及从现象中猜测合理的结构。“原子的核式结构”是高中原子物理的重要内容，除了让学生掌握原子的核式结构内容，让学生体会建立模型研究物理问题的方法，理解物理模型的演化也很重要。通过让学生小组讨论：用汤姆生的枣糕模型能否解释ɑ粒子散射实验现象，一步一步得出卢瑟福的原子核式结构模型，在教学中虽然不能进行真实的实验，但同样处处渗透着新课程理念的科学探究思想，从而利于提高学生的逻辑推理能力和分析能力。 学情分析 对于原子的结构其实学生早已经知道，初中的物理、化学中都已经清楚。所以原子结构如何不是本节课要教授的目的，如何从粒子散射实验现象中得出合理的原子结构模型才是本节要关注的重点。前面光的波动性、光的粒子性的学习使学生对于从现象找本质，建模型或假说的过程已不再陌生，所以对学生进行适当的引导、提问即可理解原子核式结构模型。前一节学习了电子的发现过程，学生已经知道原子是有结构的，那么结构如何分布呢学生在化学中已经学习了原子核外的电子排布，绝大多数学生都已经知道了原子由原 子核和电子组成但一般都尚未清楚原子大小与原子核大小的比例关系，而这一比例必将对 学生认识微观世界产生巨大的冲击，从而激发学生的学习热情。
专题20 原子结构和原子核 1．（2020届安徽省宣城市高三第二次调研）下面列出的是一些核反应方程式 30 309 4 1214 417 15144267+28P Si+X Be+He C+Y N He O+Z →→→，其中（ ） A ．X 是质子，Y 是中子，Z 是正电子 B ．X 是正电子，Y 是中子，Z 是质子 C ．X 是正电子，Y 是质子，Z 是中子 D ．X 是中子，Y 是正电子，Z 是质子 【答案】B 【解析】根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X 的质量数为0，电荷数为1，则X 为正电子；Y 的质量数为1，电荷数为0，为中子；Z 的质量数为1， 电荷数为1，为质子。 故选B 。 2．（2020届东北三省四市教研联合体高三模拟）下列关于原子核的叙述中正确的是（ ） A ．居里夫人通过α粒子轰击铝原子核，首次发现了中子 B ．核反应堆中的“慢化剂”是为了减慢反应速度，防止反应过于剧烈 C ．轻核聚变过程中，会有质量亏损，要释放能量 D ．原子核的质量越大，比结合能就越小 【答案】C 【解析】 A ．查德威克在α粒子轰击铍核实验中发现了中子，故A 错误； B ．核反应堆中的“慢化剂”是减慢中子速度，故B 错误； C ．轻核聚变过程中，会有质量亏损，由爱因斯坦质能方程可知，要释放能量，故C 正确； D ．比结合能为结合能与核子数的比值，则原子核的质量越大，比结合能不一定越小，故D 错误。 故选C 。 3．（2020届福建泉州市普通高中高三第一次质量检测）活体生物由于需要呼吸，其体内的14C 含量大致不变，死后停止呼吸，体内的14C 含量开始减少。由于碳元素在自然界的各个同位素的比例一直都很稳定，人们可通过测定古木的14C 含量，来估计它的大概年龄，这种方法称之为碳定年法。14C 衰变为14N 的半衰期约为5730年，某古木样品中14C 的比例约为现代植物所制样品的二分之一。下列说法正确的是（ ） A ．该古木的年龄约为5730年 B ．14 C 与14N 具有相同的中子数 C ．14C 衰变为14N 的过程中放出β射线 D ．升高古木样品所处环境的温度将加速14C 的衰变
第十九章原子核 新课标要求 1．内容标准 （1）知道原子核的组成。知道放射性和原子核的衰变。会用半衰期描述衰变速度，知道半衰期的统计意义。 （2）了解放射性同位素的应用。知道射线的危害和防护。 例1 了解放射性在医学和农业中的应用。 例2 调查房屋装修材料和首饰材料中具有的放射性，了解相关的国家标准。 （3）知道核力的性质。能简单解释轻核与重核内中子数、质子数具有不同比例的原因。会根据质量数守恒和电荷守恒写出核反应方程。 （4）认识原子核的结合能。知道裂变反应和聚变反应。关注受控聚变反应研究的进展。 （5）知道链式反应的发生条件。了解裂变反应堆的工作原理。了解常用裂变反应堆的类型。知道核电站的工作模式。 （6）通过核能的利用，思考科学技术与社会的关系。 例3 思考核能开发带来的社会问题。 （7）初步了解恒星的演化。初步了解粒子物理学的基础知识。 例4 了解加速器在核物理、粒子物理研究中的作用。 2．活动建议： （1）通过查阅资料，了解常用的射线检测方法。 （2）观看有关核能利用的录像片。 （3）举办有关核能利用的科普讲座。 新课程学习 19．1 原子核的组成 ★新课标要求 （一）知识与技能 1．了解天然放射现象及其规律。 2．知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们。 3．知道原子核的组成，知道核子和同位素的概念。 （二）过程与方法 1．通过观察，思考，讨论，初步学会探究的方法。
2．通过对知识的理解，培养自学和归纳能力。（三）情感、态度与价值观 1．树立正确的，严谨的科学研究态度。 2．树立辨证唯物主义的科学观和世界观。 ★教学重点 天然放射现象及其规律，原子核的组成。 ★教学难点 知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们。★教学方法
§22.1原子的核式结构原子核 1．关于α粒子散射实验的下列说法中正确的是 A．在实验中观察到的现象是绝大多数α粒子穿过金箔后，仍沿原来方向前进，少数发生了较大偏转，极少数偏转超过90o，有的甚至被弹回接近180o B．使α粒子发生明显偏转的力是来自带正电的核和核外电子，当α粒子接近核时，是核的斥力使α粒子发生明显偏转，当α粒子接近电子时，是电子的吸引力使之发生明显偏转 C．实验表明原子中心有一个极小的核，它占原子体积的极小部分 D．实验表明原子中心的核带有原子的全部正电及全部质量 2．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了组成的 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 3．在α粒子散射实验中，我们并没有考虑α粒子跟电子的碰撞，这是由于A．α粒子并不跟电子相互作用 B．α粒子跟电子相碰时，损失的能量很少，可以忽略 C．α粒子跟众多电子相碰撞的效果互相抵消 D．由于电子是均匀分布的，α粒子受电子作用的合力为零 4．下列对原子结构的认识中，错误的是 A．原子中绝大部分是空的，原子核很小 B．电子在核外绕核旋转，向心力为库仑力 C．原子的全部正电荷都集中在原子核里 D．原子核的直径大约为10－10m 5．卢瑟福α粒子散射实验的意义在于 A．说明了原子中正电荷是均匀分布的 B．揭示了原子核也有其本身结构 C．可以估算出原子核大小 D．奠定了原子核式结构的实验基础 6．对α粒子散射实验装置的描述，你认为正确的有 A．实验器材有放射源、金箔、荧光屏、显微镜 B．金箔的厚度对实验无影响 C．如果不用金箔改用铝箔，就不会发生散射现象 D．实验装置放在空气中和真空中都可以
高中原子的核式结构物理知识点 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.它由原子核的内部因素所决定，跟元素的化学状态、温度、压强等因素无关. 5同位素：具有相同质子数，中子数不同的原子在元素周期表中处于同一位置，互称同位素。 感谢您的阅读，祝您生活愉快。
原子结构和原子核 一、原子结构光谱和能级跃迁 1．电子的发现 英国物理学家汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子，提出了原子的“枣糕模型”． 2．原子的核式结构 (1)1909～1911年，英籍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． 图1 (2)α粒子散射实验的结果：绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有少数α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”，如图1所示． (3)原子的核式结构模型：原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有全部质量，电子在正电体的外面运动． 3．氢原子光谱 (1)光谱：用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱． (2)光谱分类 (3)氢原子光谱的实验规律：巴耳末系是氢光谱在可见光区的谱线，其波长公式1 λ＝R( 1 22－ 1 n2)(n ＝3,4,5，…，R是里德伯常量，R＝1.10×107 m－1)． (4)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． 4．氢原子的能级结构、能级公式 (1)玻尔理论 ①定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量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． ②跃迁：电子从能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时，会放出能量为hν的光子，
这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即hν＝E m－E n.(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34 J·s) ③轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周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． (2)能级和半径公式： ①能级公式：E n＝1 n2E1(n＝1,2,3，…)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝－13.6 eV. ②半径公式：r n＝n2r1(n＝1,2,3，…)，其中r1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r1＝0.53×10－10 m. 5．氢原子的能级图 能级图如图2所示 图2 二、原子核核反应和核能 1．原子核的组成 (1)原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子．质子带正电，中子不带电． (2)基本关系 ①核电荷数＝质子数(Z)＝元素的原子序数＝核外电子数． ②质量数(A)＝核子数＝质子数＋中子数． (3)X元素的原子核的符号为A Z X，其中A表示质量数，Z表示核电荷数． 2．天然放射现象 (1)天然放射现象 元素自发地放出射线的现象，首先由贝可勒尔发现．天然放射现象的发现，说明原子核具有复杂的结构． (2)放射性同位素的应用与防护 ①放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质相同． ②应用：消除静电、工业探伤、做示踪原子等． ③防护：防止放射性对人体组织的伤害．