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高考化学一轮复习讲义—原子结构、核外电子排布规律[复习目标]1、掌握原子结构中微粒数目的关系。
2、了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理。
3、能正确书写1～36号元素原子核外电子排布式、价层电子排布式和轨道表示式。
考点一原子结构、核素、同位素1．原子结构(1)构成微粒及作用(2)微粒间的数量关系①阳离子的核外电子数＝质子数－所带电荷数。
②阴离子的核外电子数＝质子数＋所带电荷数。
(3)微粒符号周围数字代表的信息2．元素、核素、同位素(1)元素、核素、同位素的概念及相互关系(2)同位素的特征①同一元素的各种核素的中子数不同，质子数相同，化学性质几乎完全相同，物理性质差异较大。
②同一元素的各种稳定核素在自然界中所占的原子百分数(丰度)不变。
(3)氢元素的三种核素11H：名称为氕，不含中子；21H：用字母D表示，名称为氘或重氢；31H：用字母T表示，名称为氚或超重氢。
(4)几种重要核素的用途核素23592U146C21H31H188O用途核燃料用于考古断代制氢弹示踪原子1．一种元素可以有多种核素，也可能只有一种核素，有多少种核素就有多少种原子()2．所有原子核内一定都有中子()3．质量数就是元素的相对原子质量()4．质子数相同的微粒一定属于同一种元素()5．核外电子数相同的微粒，其质子数一定相同()6．核聚变如21H＋31H―→42He＋10n，因为有新微粒生成，所以该变化是化学变化()7．氢的三种核素形成的单质有6种，它们物理性质有所不同，但化学性质几乎完全相同()答案 1.√ 2.× 3.× 4.× 5.× 6.×7.√一、微粒中“粒子数”的确定1．月球上的每百吨32He聚变所释放出的能量相当于目前人类一年消耗的能量，地球上氦元素主要以42He的形式存在。
已知一个12C原子的质量为a g，一个32He 原子的质量为b g，N A为阿伏加德罗常数。
高三化学一轮复习——原子结构与核素、同位素知识梳理1.原子结构（1）原子的构成（2）原子内的等量关系①质量数（A）＝质子数（Z）＋中子数（N）；②质子数＝原子序数＝核电荷数＝核外电子数；图示：③阳离子：质子数＝核外电子数＋电荷数；④阴离子：质子数＝核外电子数－电荷数。
（3）原子符号2.元素、核素、同位素（1）“三素”概念的辨析：（2）几种重要的核素及其应用U21H31H18 8O 核素23592用途核燃料用于考古断代制氢弹示踪原子[名师点拨]①同一元素的各种核素的中子数不同，质子数相同，化学性质几乎完全相同，物理性质差异较大。
②同一元素的各种稳定核素在自然界中所占的原子百分数(丰度)不变。
3．特征电子数粒子(1)2e－微粒H2←H－←→Li＋→Be2＋(2)10e－微粒(3)18e－微粒[考在课外]教材延伸判断正误(1)一种元素可以有多种核素，也可能只有一种核素，有多少种核素就有多少种原子。
(√)(2)不同的核素可能具有相同的质子数，也可能质子数、中子数、质量数均不相同。
(√)(3)核聚变如21H＋31H―→42He＋10n，因为有新微粒生成，所以该变化是化学变化。
(×)(4)中子数不同而质子数相同的微粒一定互为同位素。
(×)(5)通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化。
(×)(6)3517Cl与3717Cl得电子能力几乎相同。
(√)(7)21H＋核外电子数为2。
(×)(8)两种粒子，若核外电子排布完全相同，则其化学性质一定相同。
(×)(9)13C与C60互为同素异形体。
(×)(10)所有的原子中都含有质子和中子。
(×)拓展应用(1)①11H、21H、31H分别是氢元素的三种________，它们互称为________。
②5626Fe2＋的质子数为________，中子数为________，核外电子数为________。
(2)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。
二、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。
三、氢原子的能级、能级公式
1．玻尔理论。
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10-15m 。
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 -13.62 -3.43 4 -0.853 E 1E 2E 3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。
）（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）。
专题20 原子结构和原子核1．（2021·湖南娄底市高三零模）23292U 具有放射性，会发生α衰变；23292U 俘获中子会发生裂变产生中等质量的原子核，同时放出大量的核能，下列说法正确的是（ ）A ．23292U 发生α衰变时需要吸收热量 B ．23292U 能发生α衰变说明24292U 中有α粒子C ．23292U 的比结合能比裂变产生的中等质量原子核比结合能小 D ．23292U 裂变产生的能量即为23292U 的结合能【答案】C【解析】A ．23292U 发生α衰变时会放出热量，A 错误；B ．23292U 发生α衰变是原子核中两个中子和两个质子组成的一个粒子释放出来即为α粒子，原子核中并没有α粒子，B 错误；C ．23292U 裂变时释放核能，有质量亏损，产生的中等质量原子核的核子平均质量减小，核子的比结合能增大，C 正确；D ．核子结合成原子核或原子核分解成核子吸收的能量为结合能，因此23292U 裂变产生的能量并不是23292U 的结合能，D 错误。
故选C 。
2．（2021·湖南高三一模）图甲是“光电效应”实验电路图，图乙为某次“光电效应”实验中得到的同一光电管两端的遏止电压c U 随入射光频率v 变化的函数关系图像，下列判断正确的是（ ）A ．入射光的频率v 不同，遏止电压c U 相同B ．入射光的频率v 不同，光照强度不同，c U ν-图像的斜率相同C ．只要光的光照强度相同，光电子的最大初动能就一定相同D ．图甲所示电路中，当电压表增大到一定数值时，电流计将达到饱和电流 【答案】B【解析】A ．逸出功与金属材料有关，与入射光的频率无关，由km 0E h W ν=-，可知，入射光的频率不同，电子的最大初动能不同，又c km eU E =，所以入射光的频率不同，遏止电压c U 不同，A 错误；B ．由km c c E h h eU νν=-=，可得()c c hU eνν=-，故图线的斜率为相同的常量，B 正确；C ．由爱因斯坦光电效应km 0E h W ν=-，可知在入射光频率不同的情况下，光电子的最大初动能不同，最大初动能与光照强度无关，C 错误；D ．必须使图甲所示电路中的电源正负极反接过来，才能用来验证光电流与电压的关系，即当电压表增大到一定数值时电流计将达到饱和电流，D 错误。
精品基础教育教学资料，仅供参考，需要可下载使用！原子核专题一、单选题1．2018年7月27日将发生火星冲日能量，那时火星、地球和太阳几乎排列成一线，地球位于太阳与火星之间，已知地球和火星绕太阳公转的方向相同，火星公转轨道半径约为地球的1.5倍，若将火星和地球的公转轨迹近似看成圆，取，则相邻两次火星冲日的时间间隔约为（）A. 0.8年B. 1.6年C. 2.2年D. 3.2年【答案】C【解析】由万有引力充当向心力得：，解得行星公转周期：，则火星和地球的周期关系为：，已知地球的公转周期为1年，则火星的公转周期为年，相邻两次火星冲日的时间间隔设为t，则：化解得：，即：，求得故本题选C2．关于原子核的结合能，下列说法正确的是（）A. 原子核的比结合能等于将其完全分解成自由核子所需能量的最小值B. 原子核衰变成α粒子和另一原子核，并释放出能量，衰变产物的结合能之和一定小于原来原子核的结合能C. 铯原子核()的结合能小于铅原子核()的结合能D. 比结合能越大，原子核越不稳定【答案】C【解析】原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量，故A错误；原子核衰变成粒子和另一原子核，要释放能量，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能，故B错误；铯原子核()的比结合能与铅原子核()的比结合能差不多，而铯原子核()的核子小于铅原子核() 的核子，故铯原子核()的结合能小于铅原子核()的结合能，故C正确；比结合能越大，原子核越稳定，故D错误；故选C。
【点睛】比结合能：原子核结合能对其中所有核子的平均值，亦即若把原子核全部拆成自由核子，平均对每个核子所要添加的能量．用于表示原子核结合松紧程度．结合能：两个或几个自由状态的粒子结合在一起时释放的能量．分散的核子组成原子核时放出的能量叫做原子核结合能．3．到2018年1月，全球30个国家和地区共有440个核电机组，总装机容量为390吉瓦，发电量约占全球发电量的11%。
高考物理一轮复习《原子结构》专题讲义[考点梳理]【考点一】阴极射线1.辉光放电现象（1）定义：放电管中若有气体，在放电管两级加上高电压可看到辉光放电现象。
但若管内气体非常稀薄即接近真空时，不能使气体，辉光放电现象消失。
（2）应用：如利用其发光效应制成的、，以及利用其正常辉光放电的电压稳定效应制成的。
2.阴极射线的产生如图所示，在研究0.1pa气压以下的气体导电的玻璃管内有阴、阳两级，当两级间加一定电压时，阴极便发出一种射线，这种射线能使玻璃管壁发出荧光，称为。
在稀薄气体的辉光放电实验中，若不断地抽出管中的气体，当管中的气压降到0.1pa的时候，管内已接近真空，不能使气体电离发光，这时对着阴极的玻璃管壁却发出荧光，如果在管中放一个十字形金属片，荧光中会出现十字阴影。
3.阴极射线的特点在真空中；碰到荧光物质能使其；本质上是。
4.判断阴极射线电性的方法阴极射线的本质是电子，在电场(或磁场)中所受电场力(或洛伦兹力)远大于所受重力，故研究电场力(或洛伦兹力)对电子运动的影响时，一般不考虑重力的影响。
（1）粒子在电场中运动如图1所示。
带电粒子受电场力作用运动方向发生改变(粒子质量忽略不计)。
带电粒子在不受其他力的作用时，若沿电场线方向偏转，则粒子带电；若逆着电场线方向偏转，则粒子带电。
（2）粒子在磁场中运动，如图2所示。
粒子将受到洛伦兹力作用F＝qvB，洛伦兹力方向始终与速度方向垂直，利用左手定则即可判断粒子的电性。
不考虑其他力的作用，如果粒子按图示方向进入磁场，且做顺时针的圆周运动，则粒子带电；若做逆时针的圆周运动，则粒子带电。
5.电子的发现（1）实验：英国物理学家在研究阴极射线时的实验装置如图所示，从阴极K发射出的带电粒子通过阳极A和小孔A’形成一束细射线，它穿过两片平行的金属板，到达右端带有标尺的荧光屏上，通过射线产生的荧光屏位置断定，它的本质是。
（2）意义：拉开了人们研究的序幕。
[典例1]关于阴极射线的本质，下列说法正确的是( )A.阴极射线本质是氢原子B.阴极射线本质是电磁波C.阴极射线本质是电子D.阴极射线本质是X射线[典例2]如图所示，一玻璃管中有从左向右的阴极射线可能是电磁波或某种粒子流形成的射线，若在其下方放一通电直导线AB，射线发生如图所示的偏转，AB中的电流方向由B到A，则该射线的本质为( )A.电磁波B.带正电的高速粒子流C.带负电的高速粒子流D.不带电的高速中性粒子流【考点二】密里根“油滴实验”1.实验原理实验过程及原理：装置如图所示，两块平行放置的水平金属板A、B与电源相连接，使A板带正电，B板带负电，从喷雾器喷嘴喷出的小油滴经上面的金属板中间的小孔，落到两板之间的匀强电场E中。
高考物理原子的核式结构知识点原子由原子核和绕核运动的电子组成，小编为大家整理了物理原子的核式结构知识点，希望大家认真阅读做好复习!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。
高考物理原子的核式结构原子核专题练习（含解析）高考物理原子的核式结构原子核专题练习（含解析）1、下列说法正确的是（）A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应B．汤姆孙发现电子，表明原子具有复杂结构C．卢瑟福发现了中子，查德威克发现了质子D．一束光照射到某金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太短E．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，电子的动能减少，原子总能量增大答案解：A、太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应，A正确；B、汤姆孙发现电子，说明电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元，B正确；C、卢瑟福发现了质子，查德威克发现了中子，C错误；D、一束光照射到某金属上不能发生光电效应是因为入射光的频率小于该金属的截止频率，D错误；E、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，电子的动能减少，原子总能量增大，E正确．故选：ABE2、如图所示为卢瑟福和他的助手做α粒子散射实验的装置示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C三个位置时，关于观察到的现象，下列说法中正确的是()A．相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最多B．相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数最少C．相同时间内放在C位置时观察到屏上的闪光次数最少D．放在C位置时观察不到屏上有闪光答案AC[解析]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，则A、C正确。
3、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图45－1中的()ABCD答案解析：本题考查学生对α粒子散射实验现象的定性认识．由教材中讲述的实验现象可知，只有D选项符合．答案：D4、已知镭的原子序数是88，原子核质量数是226.试问：(1)镭核中有几个质子？几个中子？(2)镭核所带的电荷量是多少？(3)呈中性的镭原子，核外有几个电子？答案5、在卢瑟福α粒子散射实验中,金箔中的原子核可以看做静止不动,下列各图画出的是其中两个α粒子经历金箔散射过程的径迹,其中正确的是()答案C解析:α粒子散射实验中,入射的α粒子只有靠近金箔原子核时在其斥力作用下发生大角度偏转,图A、D中出现引力情况,这是不可能的,图B中其中一个α粒子的径迹不对,只有选项C正确.6、如图1所示为卢瑟福和他的同事们做α粒子散射实验的装置示意图，荧光屏和显微镜分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，下述对观察到现象的说法中正确的是()A．放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多B．放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比A位置时稍少些C．放在C、D位置时，屏上观察不到闪光D．放在D位置时，屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少答案AD7、如图R为一含有U的放射源，它能放出α、β、γ三种射线变为Rn。
第十一单元物质结构与性质(选考)第1节原子结构与性质一、选择题1．下列说法正确的是()。
A．原子核外电子排布式为1s2的原子与原子核外电子排布式为1s22s2的原子化学性质相像B．Zn2＋的最外层电子排布式为3s23p63d10C．基态铜原子的最外层电子排布图：D．基态碳原子的最外层电子排布图：2．下列轨道表示式中，能正确表示该元素原子的最低能量状态的是()。
A.B.C.D.3．Cr原子处于基态时，价电子排布可用电子排布图表示成，而不是。
下列说法中，正确的是()。
A．这两种排布方式都符合能量最低原理B．这两种排布方式都符合泡利原理C．这两种排布方式都符合洪特规则D．这个实例说明洪特规则有时候和能量最低原理是冲突的4．下列各组元素的性质正确的是()。
A．第一电离能：B＞Al＞GaB．电负性：F＞N＞OC．最高正价：F＞S＞SiD．原子半径：P＞N＞C5．(2019年湖北黄冈期末)人们常将在同一原子轨道上运动的、自旋方向相反的2个电子，称为“电子对”；将在同一原子轨道上运动的单个电子，称为“未成对电子”。
以下有关主族元素原子的“电子对”和“未成对电子”的说法，错误．．的是()。
A．核外电子数为奇数的基态原子，其原子轨道中肯定含有“未成对电子”B．核外电子数为偶数的基态原子，其原子轨道中肯定不含“未成对电子”C．核外电子数为偶数的基态原子，其原子轨道中肯定含有“电子对”D．核外电子数为奇数的基态原子，其原子轨道中可能含有“电子对”6．(2019届河北定州中学期中)第三周期元素的基态原子中，不行能出现d电子，主要依据是()。
A．能量守恒原理B．泡利不相容原理C．洪特规则D．近似能级图中的依次3d轨道能量比4s轨道高7．(2019届安徽安庆六校联考)以下有关结构与性质的说法不正确．．．的是()。
A．下列基态原子中：①1s22s22p63s23p2；②1s22s22p3；③1s22s22p2，电负性最大的是②B．下列基态原子中：①[Ne]3s23p2；②[Ne]3s23p3；③[Ne]3s23p4，第一电离能最大的是③C．某主族元素的逐级电离能分别为738、1451、7733、10 540、13 630……，当它与氯气反应时生成的阳离子是X2＋D．物质的熔点凹凸：金刚石>晶体硅>钠>干冰二、非选择题8．(1)(2019年安徽卷)C、N、O、Al、Si、Cu是常见的六种元素。
高考化学考点复习《原子结构》真题练习含答案1．（2023年湖北省普通高中学业水平合格性考试）核素146C具有放射性，考古时可用于测定某些文物的年代，该核素的质量数为A．6B．8C．14D．20【答案】C【解析】核素AZ X中，Z表示质子数，A表示质量数，则核素146C的质量数为14，C正确；故选C。
2．（2023年上海市普通高中学业水平合格性考试）氢元素有1H、2H和3H三种核素，它们含有相同的A．中子数B．质量数C．质子数D．核外电子数【答案】C【解析】氢元素的核素具有相同的质子数，不同的中子数，故答案选C。
3．（2023年云南省普通高中学业水平考试）利用放射性同位素释放的射线可以育种、给金属探伤、诊断和治疗疾病等。
关于放射性核素146C的说法正确的是A．与126C互为同位素B．中子数为6C．与石墨烯互为同素异形体D．质子数为8【答案】A【解析】A．14C、12C质子数均为6，中子数分别为8、6，因此它们互为同位素，故A正确；B．14C的中子数为14-6=8，故B错误；C．14C为核素，石墨烯为单质，两者不互为同素异形体，故C错误；D．14C的质子数为6，中子数为8，故D错误；答案为A。
4．（2023年四川省高中学业水平合格性考试）铼可用于制造航空发动机的核心部件。
铼元素在周期表中的信息如图所示。
下列有关该元素说法错误的是A．属于金属元素B．元素符号为ReC．质子数为75D．相对原子质量为186.2g【答案】D【解析】A．Re属于金属元素，故A正确；B．Re为元素符号，故B正确；C．75为元素的质子数，故C正确；D．Re的相对原子质量为186.2，故D错误；故选D。
Se的质子数为5．（2023年湖南省普通高中学业水平考试）硒(Se)是人体必需的微量元素，8034A．34B．46C．80D．114【答案】ASe可看出Se的质子数是34，质量数为80，中子数为46，故选A。
【解析】由80346．（2023年云南省普通高中学业水平考试）某元素的原子结构示意图为。
高考综合复习——原子结构原子核专题复习总体感知知识网络第一部分原子结构知识要点梳理知识点一——原子的核式结构模型▲知识梳理一、电子的发现1．阴极射线的发现19世纪，科学家研究稀薄气体放电，发现阴极发出一种射线——阴极射线。
2．电子的发现汤姆孙确定阴极射线是由带负电的粒子组成，并测定出它的荷质比，之后用油滴实验测定了它的电量，确定它是组成各种物质的基本成分，称之为电子。
3．电子的发现说明原子也是有结构的。
二、原子的核式结构模型粒子散射实验（1）实验装置（2）实验条件：金属箔是由重金属原子组成，很薄，厚度接近单原子的直径。
全部设备装在真空环境中，因为粒子很容易使气体电离，在空气中只能前进几厘米。
显微镜可在底盘上旋转，可在的范围内进行观察。
（3）实验现象绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，少数粒子发生较大偏转，个别粒子偏转超过了有的甚至近。
（4）实验结论原子有一个很小的核，它集中了原子的全部正电荷和几乎全部质量，电子绕核运转。
——这就是卢瑟福原子核式结构模型。
根据粒子散射实验的数据，可以估算原子核的大小为～m。
▲疑难导析1．英国物理学家汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子。
实验装置如图所示。
从高压电场的阴极发出的阴极射线，穿过后沿直线打在荧光屏上。
（1）当在平行极板上加一如图所示的电场，发现阴极射线打在荧光屏上的位置向下偏，则可判定，阴极射线带有负电荷。
（2）为使阴极射线不发生偏转，则请思考可在平行极板区域采取什么措施。
在平行极板区域加一磁场，且磁场方向必须垂直纸面向外。
当满足条件时，则阴极射线不发生偏转。
则：。
（3）如图所示，根据带电的阴极射线在电场中的运动情况可知，其速度偏转角为：，又因为，且则，根据已知量，可求出阴极射线的比荷。
2．粒子散射现象的分析（1）由于电子质量远远小于粒子的质量（电子质量约为粒子质量的1/7 300），即使粒子碰到电子，其运动方向也不会发生明显偏转，就像一颗飞行的子弹碰到尘埃一样，所以电子不可能使粒子发生大角度的散射。
（2）使粒子发生大角度散射的只能是原子核带正电的部分，按照汤姆孙的原子模型，正电荷在原子内是均匀分布的，粒子穿过原子时，它受到两侧正电荷的斥力有相当大一部分互相抵消，因而也不可能使粒子发生大角度偏转，更不可能把粒子反向弹回，这与粒子散射实验的结果相矛盾，从而否定了汤姆孙的原子模型。
（3）实验中，粒子绝大多数不发生偏转，少数发生较大的偏转，极少数偏转，个别甚至被弹回，都说明原子中绝大部分是空的，带正电的物质只能集中在一个很小的体积内（原子核）。
3．粒子散射的实质粒子散射的实质是带正电荷的粒子向固定的正电粒子靠近，由于斥力的作用，使粒子偏转，此过程中，开始电场力做负功，电势能增加，后来电场力做正功，电势能减小。
：卢瑟福通过对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答案：A解析：英国物理学家卢瑟福的粒子散射实验的结果是绝大多数粒子穿过金箔后基本上仍沿原方向前进，但有少数粒子发生较大的偏转。
粒子散射实验只发现原子可以再分，但并不涉及原子核内的结构。
查德威克在用粒子轰击铍核的实验中发现了中子，卢瑟福用粒子轰击氮核时发现了质子。
知识点二——玻尔的原子模型和氢原子的能级▲知识梳理一、玻尔的原子模型1．原子只能处于一系列的不连续的能量状态之中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然做加速运动，但并不向外辐射能量，这些状态叫定态。
2．原子从一种定态（设能量为）跃迁到另一种定态（设能量为）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。
3．原子的不同能量状态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。
特别提醒：玻尔模型的成功之处在于它引入了量子概念，局限之处在于它过多地保留了经典理论，现代量子理论认为电子的轨道只能用电子云来描述。
二、氢原子光谱1．光谱（1）定义：用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的波长（频率）成分和强度分布的记录。
（2）分类：发射光谱：物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱。
发射光谱有连续光谱和明线光谱两种。
连续光谱由炽热的固体、液体或高压气体所发出的光形成；明线光谱是稀薄气体或蒸气发出的光生成的。
原子的特征光谱为明线光谱，不同原子的明线光谱不同。
吸收光谱：吸收光谱是温度很高的光源发出来的白光，通过温度较低的蒸气或气体后产生的。
太阳光谱为吸收光谱。
（3）特征谱线：线状谱中的亮线，不同原子中是不一样的，这些亮线称为原子的特征谱线。
（4）光谱分析：用原子的特征谱线，来鉴别和确定物质的组成成分。
光谱分析的优点：灵敏度高。
样本中一种元素的含量达到g时就可以检测到。
2．氢原子光谱（1）氢光谱：如图所示。
（2）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，其波长公式式中R为里德伯常量，。
特别提醒：卢瑟福的原子核式结构模型与经典电磁理论的矛盾主要有两点：按照经典电磁理论，电子在绕核做加速运动的过程中，要向外辐射电磁波，因此能量要减少，电子轨道半径也要变小，最终会落到原子核上，因而原子是不稳定的；电子在转动过程中，随着转动半径的缩小，转动频率不断增大，辐射电磁波的频率不断变化，因而大量原子发光的光谱应该是连续光谱。
然而事实上，原子是稳定的，原子光谱也不是连续光谱而是线状光谱。
三、氢原子的能级和能级图1．氢原子的能级和能级图原子各定态的能量值叫做原子的能级，能级图如图所示。
对于氢原子，其能级公式为，轨道半径公式为，其中n称为量子数，只能取正整数。
13.6eV，。
特别提醒：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。
2．氢原子的跃迁及电离（1）氢原子受激发由低能级向高能级跃迁当光子作用使原子发生跃迁时，只有光子能量满足的跃迁条件时，原子才能吸收光子的全部能量而发生跃迁。
当用电子等实物粒子作用在原子上，只要入射粒子的动能大于或等于原子某两“定态”能量之差，即可使原子受激发而向较高能级跃迁。
如果光子或实物粒子与原子作用而使原子电离（绕核电子脱离原子的束缚而成为“自由电子”，即∞的状态）时，不受跃迁条件限制，只不过入射光子能量越大，原子电离后产生的自由电子的动能越大。
（2）氢原子自发辐射由高能级向低能级跃迁当一群氢原子处于量子数为n的激发态时，可能辐射出的光谱线条数为当单个氢原子处于某个能级向低能级跃迁时，最多可能产生(n一1)个频率的光子。
四．激光1．自发发射：处于能量较高状态的原子是不稳定的，会自发地跃迁到较低能量状态，同时放出光子。
2．受激吸收：一个入射光子的能量恰好等于原子基态与某个激发态的能量差，原子吸收这个光子而跃迁到这个激发态。
3．受激发射：一个入射光子的能量正好等于原子的某一对能级的能量差，则处于激发态的原子就可能受到这个光子的激发而跃迁到能量较低的状态，同时发射－个与入射光子完全相同的光子。
4．激光的产生：受激发射的过程不断进行，形成光子的“雪崩”，这样的输出光即激光。
5. 激光器构造：激活介质、抽运装置、光学共振腔。
激光器工作原理图：如图。
种类：固体、液体、气体、染料、半导体激光器等红宝石激光器激介质：红宝石氦、氖激光器激介质：氖；辅助物质：氦▲疑难导析1．某定态时氢原子中的能量关系设r为某定态时氢原子核外电子的轨道半径，电子绕核运动的向心力由库仑力提供，有：①由电子动能：②电子在轨道r上的电势能：③该定态能级能量为：④将②③④式比较可得：（1）某定态时，核外电子的动能总是等于该定态总能量的绝对值，原子系统的电势能总是等于该定态总能量值的两倍。
（2）电子动能随轨道半径r的减小而增大，随r增大而减小（与v也直接相关）；系统电势能随轨道半径r的增大而增大，随r的减小而减小；原子的总能量也随轨道半径r的增大而增大，随r的减小而减小。
（3）某定态能量，表明氢原子核外电子处于束缚态，欲使氢原子电离，外界必须对系统至少补充的能量，原子的能级越低，需要的电离能就越大。
例如：当氢原子处于n=1能级时，13. 6eV，立即得出该态下电子动能13.6eV，电势能－27.2eV，最小电离能13.6eV，当氢原子处于n=5激发态时，0. 544eV，即刻可知此定态下电子动能0.544eV，电势能－1.088eV，最小电离能0.544eV，这的确快捷、准确。
2．玻尔理论对氢光谱的解释玻尔理论很好地解释了氢光谱（1）由玻尔的频率条件可得出巴耳末公式代表的是电子从量子数的能级向量子数为2的能级跃迁时发出的光谱线。
玻尔理论很好地解释并预言了氢原子的其他谱线系。
（2）通常情况原子处于基态，是最稳定的，原子吸收光子或受到电子的撞击，跃迁到激发态，不稳定，自发地向能量较低的能级跃迁，放出光子。
（3）原子跃迁放出的光子，，能级是分立的，所以光子的能量也是分立的，所以发射光谱只有一些分立的亮线。
不同原子结构不同，能级各不相同，辐射（或吸收）的光子频率也不相同．因此不同元素的原子具有不同的特征谱线。
3．夫兰克一赫兹实验（1）原理图（2）激发原子可以通过吸收电磁辐射、加热或使粒子碰撞等方式。
夫兰克一赫兹实验证实了能量是量子化的。
：处于基态的一群氢原子受某种单色光的照射时，只发射波长为、、的三种单色光，且＞＞，则照射光的波长为（）A．B．＋＋ C． D．答案：D解析：处于基态的氢原子吸收单色光发出三种波长的光，一定是由基态跃迁到n＝3的激发态，吸收的光的波长是，①，②，③，由①②③可得，D正确。
典型例题透析题型一——粒子散射实验和原子核式结构（1）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质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外的空间运动。
（2）核式结构模型的实验基础是粒子散射实验。
从粒子散射的实验数据，估计原子核半径的数量级为m～m，而原子半径的数量级是m。
（3）在粒子散射中，注意构建物理模型。
散射中，动量守恒，能量守恒。
粒子轰击金箔并不是直接接触原子核，所以只能是估算原子核的大小。
题型二——能级跃迁与光谱线（1）原子跃迁条件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。
对于光子和原子作用而使原子电离时，只要入射光的能量13.6 eV，原子就能吸收。
对于实物粒子与原子作用使原子激发时，粒子能量大于或等于能级差即可。
（2）原子跃迁发出的光谱线条数，是一群氢原子，而不是一个，因为某一个氢原子有固定的跃迁路径。
2、如图所示为氢原子最低的四个能级，当氢原子在这些能级间跃迁时：（1）有可能放出_____________种能量的光子。
（2）在哪两个能级间跃迁时，所放出光子波长最长？波长是多少？思路点拨：本题考查了能级及跃迁公式，辐射出的光谱线条数。
