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原子结构

基础知识归纳

一、原子结构

1. 电子的发现和汤姆孙的原子模型

电子的发现:1897年英国物理学家汤姆孙,对阴极射线进行了一系列的研究,从而发现了电子.

使人们认识到原子有复杂结构,揭开了研究原子的序幕.

汤姆孙的“枣糕”模型:原子是一个球体,正电荷均匀分布在整个球内,电子像枣糕里的枣子一样镶 嵌在原了里.

2 •卢瑟福的核式结构模型

(1) a粒了散射实验装置

(2) a粒子散射实验的结果:a粒子通过金箔时,绝人多数 不发生偏转,仍沿原來的方向前进,少数发生较大的偏转,极 少数偏转角超过90。,有的甚至被弹冋,偏转角几乎达到180。.

(3) 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

质量都集小在原子核里,带负电的电子在核空间里绕着核旋转.原子核所带的正电荷数等于核外的电子 数,所以整个原了是呈电屮性的.电了绕着核旋转所需的向心力就是核对它的 库仑引力•

(4) 从ct粒子散射实验的数据估算出原子核大小的数量级为KT'〜10"14m,原子大小的数量为10-10m.

3 •氢原子光谱

(1) 光谱分为两类,一类称为 线光谱,另一类称为 连续光谱;

(2) 各种原子的发射光谱都是线状光谱,都只能发出几种特定频率的光,不同原子的发光频率是不同

的,因此线状光谱称为原子的 特征谱线,对光谱线进行分析,就可以确定发光物质,这种方法称为 光 谱分析•

4.玻尔的原子模型

(1)原了核式结构模型与经典电磁理论的矛盾说明,经典电磁理论已不适用于原了系统,玻尔从光谱

学成就得到启发,利用普朗克的能量量了化的概念,提出三个假设:

① 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 做加速运动,但并不向外辐射能量,这些状态叫定态.

② 跃迁假设:原子从一个定态(设能量为层)跃迁到另一定态(设能量为励时,它辐射或吸收一定 频率的光子,光了的能量由这两个定态的能量差决定,即加=ELE\.

③ 轨道量子化假设:原了的不同能疑状态,跟电了不同的运行轨道相对应.原了的能量不连续, 因而电子可能轨道的分布也是不连续的.

(2)玻尔的氢原子模型

①氢原了的能级公式和轨道半径公式:玻尔在三条假设棊础上,利川经典电磁理论和牛顿力学,计算 II!氢原子核外电子的各条町能轨道的半径,以及电子在各条轨道上运动吋原子的能量.

氢原子小电子在第刀条可能轨道上运动时,氢原子的能量代和电子

轨道半径為分别为En=^、rn=nri(n=l> 2、3…).

n~

具屮E\、门为离核最近的第一•条轨道(即/7=1)的氢原子能量和轨道 半径.即加= — 13.6eV,门=0.53xl()T°m(以电子距原子核无穷远时电势 能为零计算).

②氢原子的能级图:氢原子的各个定态的能量值,叫

氢原子的能 级.按能量的人小用图象表示出來即能级图.

其中n= 1的定态称为 基态,n=2以上的定态,称为 激发态

一、单项选择题

1. 入射光线照射到某金属表面上发生光电效应,若入射光的强度减弱,而频率保持不变,那么以下说法 中正确的是()

A. 从光照到金属表面上到发射出光电了之间的时间间隔将明显增加

B. 逸岀的光电子的最人初动能减小

C. 单位时间內从金属表面逸出的光电子数冃将减小

D. 有可能不发生光电效应

2. 根据卢瑟福的原子核式结构模型,下列说法正确的是()

A. 原了中的正电荷均匀分布在整个原了范围内

B. 原了屮的质呆均匀分布在報个原了范|羽内

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. 原子屮的正电荷和儿乎全部质量都集屮在很小的区域范围内

3. 处于基态的氢原子在某单色光的照射下,只能发出频率为力、血、力的三种光,Jiv1

A. hv\

B. hv2

C. hv,

D. h(v\ + v2~\~vi)

4. 卢瑟福通过对a粒了散射实验结果的分析,提出()

A. 原了的核式结构模型

B. 原子核内侑中子存在 n x 5 4 3

-13.6 2 -3.4 BVeV

-0.54 -0.85 -1.51 C. 电了是原了的组成部分

D. 原了核是由质了和屮了组成的

二、双项选择题

1.氢原子的部分能级如图所示.已知可见光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV “

之间.由此可推知,氢原子 \

A.从高能级向刃=1能级跃迁时发出的光的波长比可见光的短 3 £/eV

0 -0.54 -0.85

-1.51

B.从高能级向« = 2能级跃迁时发出的光均为町见光 2 ----------------- -3.40

C.从高能级向n = 3能级跃迁时发出的光的频率比町见光的高

D.从n=3能级向巾=2能级跃迁时发出的光为可见光 ----------------- -13.60

2.已知氢原子的能级规律为E” =”(其中E】 = T3.6eV,刃=1,2,3, …).现用光子能量介于10 eV〜12.9

eV范围内的光去照射一群处于最稳定状态的氢原子,则下列说法小正确的是()

A. 照射光中nJ能被吸收的光子能量有无数种

B. 照射光中可能被吸收的光子能量只有3利]

C. 町能观测到氢原子发射不同波长的光有3种

D. 可能观测到氢原了发射不同波长的光冇6种

3.以下说法正确的是()

A. 卢瑟福的a粒子散射实验得出了 “原子核是山质子和中子组成”的结论

B. 氢原子从高能级跃迁到低能级要放出光子

C. 原子核放出卩粒子后,转变成的新核所对应的元素是原来的同位索

D. 太阳辐射能量主要来H太阳内部的聚变反应

真题回应

三、单选

1. (单选)(2009年广东卷)硅光电池是利用光电效应原理制成的器件.下列表述正确的是()

A. 硅光电池是把光能转变为电能的一种装置

B. 硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出

C. 逸出的光电子的最人初动能与入射光的频率无关

D. 任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应

2. (单选)(2007年广东卷)如图所示为氢原了的四个能级,其屮Q为基态.若氢原了/处于激发态艮,氢 原子B处于激发态E3,则下列说法屮正确的是

A. 原子/可能辐射出3种频率的光子

B. 原子B可能辐射出3种频率的光子

C. 原子/能够吸收原子B发出的光子并跃迁到能级艮

D. 原子B能够吸收原子A发出的光子并跃迁到能级E4 3. (2012•北京理综)一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级.该氢原子( )

A. 放出光了,能量增加

C.吸收光子,能量增加 B. 放出光了,能量减少

D.吸收光了,能最减少4. (2011年上海卷)卢瑟福利用a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

5. (2013上海高考)当用一束紫外线照射锌板吋,产生了光电效应,这吋

A. 锌板带负电 B.冇止离子从锌板逸出

C. 有电子从锌板逸出 D.锌板会吸附空气中的正离子

6、(2010年上海物理)1.卢瑟福捉出原子的核式结构模型。这一模型建立的基础是( )

A. (X粒子的散射实验

B. 对阴极射线的研究

C. 天然放射性现象的发现

D. 质子的发现

四、双选

1.(双选)(2008年广东卷)有关氢原了光谱的说法正确的是()

A. 氢原了的发射光谱是连续光谱

B. 氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光

C. 氢原子光谱说明氢原子能级是分立的

D. 氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能最旁无关

2. (2012-海南单科)产牛光电效应时,关于逸出光电子的最人初动能Ek,下列说法正确的是( )

A. 对于同种金属,珠与照射光的强度无关

B. 对于同种金属,Ek与照射光的波长成正比

C. 对于同种金属,Ek与照射光的时间成正比

D. 对于同种金属,Ek与照射光的频率成线性关系

3・(2011年广东理综卷)光电效应实验中,下列表述正确的是

A. 光照时间越长光电流越大

B. 入射光足够强就可以有光电流 B. C. 遏止电压与入射光的频率有关

D. 入射光频率大于极限频率才能产生光电子