《原子結構與原子核》PPT課件.ppt

電子的發(fā)現(xiàn)：J.J.湯姆孫（英）,湯姆孫的原子模型：棗糕模型（西瓜模型）,第1課時：原子結構,高考考點： 1氫原子光譜 () 2氫原子的能級結構、能級公式 (),(3)核式結構模型：原子中心有一個很小的 ，叫做原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核里，帶負電的 在核外空間繞核旋轉,一、原子結構 1原子的核式結構 (1)19091911年，英國物理學家 進行了粒子散射實驗，提出了核式結構模型 (2)粒子散射實驗 實驗裝置：如圖所示,盧瑟福,原方向,較大角度,核,電子,實驗結果：粒子穿過金箔后， 絕大多數(shù)沿 前進，少數(shù) 發(fā)生 偏轉，極少數(shù)偏 轉角度大于90，甚至被彈回,氫原子光譜有何特點？,不連續(xù)的、線狀譜,光譜分析：鑒別物質成分,特別提醒氫光譜是線狀的、不連續(xù)的，波長（頻率）只能是分立的值,玻爾,3玻爾的原子模型 (1)玻爾理論 軌道量子化：原子中的電子在庫侖引力的作用下，繞原子 核做圓周運動，電子繞核運動的可能軌道是 的 能量量子化：電子在不同的軌道上運動時，原子處于不同 的狀態(tài)，因而具有不同的能量，即原子的能量是 的 這些具有確定能量的穩(wěn)定狀態(tài)稱為定態(tài)，在各個定態(tài)中， 原子是 的，不向外輻射能量,不連續(xù),不連續(xù),穩(wěn)定,躍遷條件：原子從一個能量狀態(tài)向另一個能量狀態(tài)躍遷時要 或 一定頻率的光子，光子的能量等于兩個狀態(tài)的 ，即h .,放出,吸收,能量差,EmEn,13.6,0.53,氫原子的能級,E1=13.6eV,氫原子的能級有何特點？,1、總能量為負值 2、越往高能級，能級間隔越小,問題1：一群氫原子從n=3的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)，可能放出幾種光子？,問題2：一群氫原子處于基態(tài)，可以吸收下列哪種能量的光子而躍遷到激發(fā)態(tài)？,A、9eV B、12eV C、10.2eV D、12.75eV E、14eV,問題3：有一個動能為11eV的自由電子與一個處于基態(tài)的氫原子發(fā)生碰撞，氫原子是否可以吸收電子的能量而躍遷到激發(fā)態(tài)？,1氫原子從第五能級躍遷到第三能級時氫原子輻射的光子的頻率為v，并且能使金屬A發(fā)生光電效應現(xiàn)象。以下四種判斷正確的是：,A、氫原子做上述躍遷時，它的電子的軌道半徑將增大 B、氫原子從第三能級躍遷到第一能級時氫原子輻射的光子的頻率也是v C、氫原子從第三能級向第一能級躍遷時產(chǎn)生的光子，一定能使金屬A產(chǎn)生光電效應現(xiàn)象 D、氫原子從第五能級向第四能級躍遷時產(chǎn)生的光子，一定不能使金屬A產(chǎn)生光電效應現(xiàn)象,C,例1(雙選)氫原子的部分能級如圖1122所示，已知可見光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之間由此可推知，氫原子 (),A從高能級向n1能級躍遷時發(fā)出的光的 波長比可見光的短 B從高能級向n2能級躍遷時發(fā)出的光均 為可見光 C從高能級向n3能級躍遷時發(fā)出的光的頻率比可見光的高 D從n3能級向n2能級躍遷時發(fā)出的光為可見光,AD,歸納領悟(1)原子從低能級向高能級躍遷：吸收一定能量的光子，當一個光子的能量滿足hE末E初時，才能被某一個原子吸收，使原子從低能級E初向高能級E末躍遷，而當光子能量h大于或小于E末E初時都不能被原子吸收 (2)原子從高能級向低能級躍遷，以光子的形式向外輻射能量，所輻射的光子能量恰等于發(fā)生躍遷時的兩能級間的能量差,(3)當光子能量大于或等于13.6 eV時，也可以被處于基態(tài)的氫原子吸收，使氫原子電離；當處于基態(tài)的氫原子吸收的光子能量大于13.6 eV，氫原子電離后，電子具有一定的初動能 (4)原子還可吸收外來實物粒子(例如自由電子)的能量而被激發(fā)由于實物粒子的動能可全部或部分地被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于或等于兩能級的能量差值(EEmEn)，均可使原子發(fā)生能級躍遷,1關于氫原子能級的躍遷，下列敘述中正確的是 () A用波長為60 nm的X射線照射，可使處于基態(tài)的氫 原子電離出自由電子 B用能量為10.2 eV的光子照射，可使處于基態(tài)的氫 原子發(fā)生電離 C用能量為11.0 eV的光子照射，可使處于基態(tài)的氫 原子躍遷到激發(fā)態(tài) D用能量為12.5 eV的光子照射，可使處于基態(tài)的氫 原子躍遷到激發(fā)態(tài),A,2子與氫原子核(質子)構成的原 子稱為氫原子(hydrogen muon atom)，它在原子核物理的研究 中有重要作用圖1123所 示為氫原子的能級示意圖假 定光子能量為E的一束光照射容器中大量處于n2能級的氫原子，氫原子吸收光子后，發(fā)出頻率為1、2、3、4、5和6的光，且頻率依次增大，則E等于() Ah(31)Bh(56) Ch3 Dh4,C,第2課時：原子核,3原子核的組成、放射性、原子核的衰變、半衰期 () 4放射性同位素 () 5核力、核反應方程 (),6結合能、質量虧損 () 7裂變反應和聚變反應、裂變反應堆 () 8射線的危害和防護 (),二、原子核 1原子核的組成 (1)原子核由質子（H）和中子(n)組成，質子和中子統(tǒng)稱為核子 (2)原子核的核電荷數(shù)(Z)質子數(shù)， 原子核的質量數(shù)(A)質子數(shù)中子數(shù)核子數(shù) ， 質子和中子都為一個單位質量 (3)同位素：具有相同質子數(shù)、不同中子數(shù)的原子同位素在元素周期表中的位置相同，因而具有相同的化學性質有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素,第2課時：原子核,2原子核的衰變 (1)衰變和衰變的比較,(天然放射 現(xiàn)象： 貝克勒爾),思路點撥解答本題時應注意以下三個方面： (1)、衰變的實質 (2)衰變過程中電荷數(shù)和質量數(shù)所遵循的規(guī)律 (3)質量數(shù)與質子數(shù)和中子數(shù)的關系,答案B,答案：B,4(2010福建高考)14C測年法是利用14C衰變規(guī)律對古生物進行年代測定的方法若以橫坐標t表示時間，縱坐標m表示任意時刻14C的質量，m0為t0時14C的質量下面四幅圖中能正確反映14C衰變規(guī)律的是 (),解析：14C衰變過程中每經(jīng)過一個半衰期，質量減少為原來的一半，故其質量減少得越來越慢，C項正確,答案：C,答案：B,3核力與核能 (1)核力 含義：原子核里的 間存在互相作用的核力，核力把核子緊緊地束縛在核內，形成穩(wěn)定的原子核 特點 a核力是 相互作用的一種表現(xiàn) b核力是短程力，作用范圍在1.51015 m之內 c每個核子只跟鄰近的核子發(fā)生核力作用,核子,強,第三課時,(2)核能 結合能：把構成原子核的結合在一起的 分開所需的能量 質能方程：一定的能量和一定的質量相聯(lián)系，物體的總能量和它的質量成正比，即E . 核子在結合成原子核時出現(xiàn)質量虧損m，其能量也要相應減少，即E .,核子,mc2,mc2,質能方程的意義：質量和能量是物質的兩種屬性，質能方程揭示了質量和能量是不可分割的，它建立了兩個屬性在數(shù)值上的關系 聚變反應比裂變反應平均每個核子放出的能量大約要大34倍,4鏈式反應及核反應堆 (1)鏈式反應 一個鈾核裂變時總要釋放出23個中子，這些中子還會 引起其他的鈾核裂變，這樣，裂變就會不斷地進行下去，釋放出越來越多的能量，這種反應叫做鏈式反應 (2)核反應堆：目前正式運行的核電站都是應用 發(fā)電的， 核電站的核心是核反應堆，核反應堆的主要組成是： 核燃料：用濃縮鈾；減速劑：用石墨、重水或普通水；控制棒：用鎘做成；冷卻劑：用水或液態(tài)鈉；水 泥防護層,裂變,思路點撥解答本題時可按以下思路分析：,歸納領悟 1核能的計算方法 (1)應用公式Emc2時應選用國際單位，即E的單位為J，m的單位為kg，c的單位為m/s. (2)1u相當于931.5 MeV，其中u為原子質量單位：1u 1.6605661027 kg,1 MeV106 eV,1 eV1.61019 J (3)應用公式E931.5m時，E的單位為兆電子伏(MeV)，m的單位為原子質量單位,2核反應的四種類型及核反應方程的書寫,(天然放射 現(xiàn)象： 貝克勒爾),(1)核反應過程一般都是不可逆的，所以核反應方程只能用 單向箭頭表示反應方向，不能用等號連接 (2)核反應過程中質量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒,解析：由核反應中質量數(shù)、電荷數(shù)守恒可確定X是粒子 兩個核反應中的質量虧損分別為m1(1.007 812.000 0 13.005 7) u0.002 1 u，m2(1.007 815.000 112.000 04.002 6) u0.005 3 u，結合愛因斯坦質能方程 Emc2知Q1Q2，故B正確,答案：B,答案：B,解析：由愛因斯坦質能方程，質量的虧損伴隨著能量的變化，釋放的核能是(mDmpmn)c2，釋放的核能與光子的能量在反應后全部轉化為反應物的動能，總動能是2Ek,2Ek(mDmpmn)c2E，選C.,答案：C,點擊下圖進入“創(chuàng)新演練大沖關”,