原子的结构

nullnull第１８章　原子结构null一．电子的发现１．阴极射线（电子流） ①一种观点认为是一种电磁辐射（赫兹） ②另一种观点认为是带电微粒（J.J.汤姆孙）null2.电子的发现： J.J.汤姆孙通过气体放电管实验，根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断定，其本质是带电的粒子流，并求出了这种粒子的比荷。 汤姆孙发现，用不同材料的阴极做实验，所得比荷数值都相等，说明不同物质都能发射这种带电粒子，它是构成各种物质的共有成分。 后来，组成阴极射线的粒子被称为电子。 密立根通过著名的“油滴实验”测出了电子电荷的精确值：e=1.602×10-19C m=9.1×10-31kgnull二、原子的核式结构null汤姆生的枣糕式模型汤姆孙的枣糕式模型：原子是一个球体，正电荷均匀地分布在整个球内，而电子像枣糕里的枣子那样镶嵌在原子里面。nullα粒子散射实验(卢瑟福)nullα粒子电子α粒子散射实验null1.α粒子散射现象 绝大多数α粒子穿过金箔后仍能沿原来方向前进，少数α粒子却发生了较大的偏转，并且有极少数α粒子偏转角超过了900,有的甚至被弹回，偏转角几乎达到1800。null解释α粒子散射实验 原子内部是非常空的，绝大多数α粒子没有碰上带正电的质量大的物质 只有少数α粒子离带正电物质较近，命中率很小，原子内正电荷和原子的质量集中在很小的体积内 第1、2条分别说明什么? 绝大多数α粒子仍然沿原方向前进 少数α粒子发生较大的偏转,极少数α粒子偏角超过90°,甚至达180°null2.原子的核式结构 卢瑟福根据α粒子散射实验，经过测定和计算，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。null3.原子、原子核的大小从α粒子散射实验的数据估算出原子核的大小约为10-15~10-14m。原子的半径大约是10-10m。null三、氢原子光谱早在17世纪，牛顿就发现了日光通过三棱镜后的 色散现象，并 把实验中得到 的彩色光带叫 做光谱1、光谱1、光谱光谱是电磁辐射（不论是在可见光区域还是在不可见光区域）的波长成分和强度分布的 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 。有时只是波长成分的记录。发射光谱可分为两类：连续光谱和明线光谱。（1）.发射光谱 物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱。null分光镜原理分析标度管null 连续光谱 例如白炽灯丝发出的光、烛焰、炽热的钢水发出的光都形成连续光谱。 炽热的固体、液体及高压气体的光谱，是由连续分布的一切波长的光组成的，这种光谱叫做连续光谱。null明线光谱（原子光谱） 只含有一些不连续的亮线的光谱叫做明线光谱。明线光谱中的亮线叫谱线，各条谱线对应不同波长的光。稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱是明线光谱。明线光谱是由游离状态的原子发射的，也叫原子光谱。（2）吸收光谱（2）吸收光谱 高温物体发出的白光（其中包含连续分布的一切波长的光）通过物质时，某些波长的光被物质吸收后产生的光谱，叫做吸收光谱。这 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明，低温气体原子吸收的光，恰好就是这种原子在高温时发出的光。因此吸收光谱中的暗谱线与明线相对应，也是原子的特征谱线。太阳的光谱是吸收光谱。 nullnull ｛ 各种光谱的特点及成因：2.光谱分析2.光谱分析 由于每种原子都有自己的特征谱线，因此可以根据光谱来鉴别物质和确定的化学组成。这种方法叫做光谱分析。 原子光谱的不连续性反映出原子结构的不连续性，所以光谱分析也可以用于探索原子的结构。研究太阳高层大气层所含元素null氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。3.氢原子光谱null4、卢瑟福模型的困难原子核式结构模型与经典电磁理论的矛盾核外电子绕核运动卢瑟福原子核式模型无法解释氢原子光谱的规律。null四、玻尔的原子模型卢瑟福的核式结构模型与经典电磁理论的矛盾1.原子的稳定性；2.原子光谱是连续谱还是线状谱。null1.玻尔理论的主要内容 ⑴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，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。这些状态叫做定态。——定态假设 ⑵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，光子的能量由这两定态的能量差决定，即hν=E初－E终。——跃迁假设 ⑶原子的不同能量状态跟电子沿不同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。——轨道能级化假设null疑难辨析：hν=E初－E终适用于光子和原子作用而使原子在各定态之间跃进迁的情况，对于光子和原子作用而使原子电离和实物粒子与原子作用而使原子激发的情况，则不受此条件的限制。这是因为，原子一旦电离，原子结构即被破坏，因而不再遵守有关原子结构的理论。如基态氢原子的电离能为13.6eV，只要大于或等于13.6eV的光子都被基态的氢原子吸收而发生电离，只不过入射击光子的能量越大，原子电离后产生的自由电子的动能越大。至于实物粒子和原子碰撞的情况，由于实物粒子的动能可全部或部分地为原子吸收，所以只要入射粒子的动能大于或等于原子某两定态能量之差，也可使原子受激发而向较高能级跃迁。null2.氢原子的能级原子各定态的能量值叫做原子的能级。对于氢原子，其能级公式为： 对应的轨道半径关系为： r n = n2 r1其中，n称为量子数，只能取正整数 E1=－13.6eV，r1=0.53×10－10m注null氢原子各定态的能量值，为电子绕核运动的动能Ek和电势能Ep的代数和，因为在选无穷远处电势能为零的情况下，各定态的电势能均为负值，且其大小总大于同一定态的动能值，所以各定态能量值均为负值，因此，不能根据氢原子的能级公式 得出氢原子各定态能量与n2成反比的错误结论。null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-13.6eV-3.4eV-1.51eV-0.85eV1234null　　玻尔理论能够十分圆满地解释氢光谱并且预言了氢原子辐射电磁波谱的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ，其成功之处在于引进了量子化的观点；但是，在解释其它原子光谱时遇到了很大的困难，因为玻尔理论过多地保留了经典理论。3.玻尔理论的局限性null [例1] 氢原子辐射一个光子后，则 （A）电子绕核旋转半径增大 （B）电子的动能增大 （C）氢原子电势能增大 （D）原子的能级值增大[例2]欲使处于基态的氢原子激发，下列措施可行的是 （A）用10.2eV的光子照射 （B）用11eV的光子照射 （C）用14eV的光子照射 （D）用11eV的电子碰撞解析解析null解析：该题主要考查： ⑴玻尔理论，⑵库仑定律和向心力，⑶电势能正确的思路为： 由玻尔理论可知，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，因而电势能应减小。另由经典电磁理论，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。再结合能量转化和守恒定律，氢原子放出光子，辐射出一定的能量，所以原子的总能量减少。综上讨论，可知该题只有答案（B）正确。null解析：该题主要考查对玻尔理论中原子跃迁条件的认识和理解.正确的思路为：由玻尔理论可知，氢原子在各能级间跃迁时，只吸收能量值刚好等于某两能级之差的光子。由氢原子能级关系不难算出，10.2eV刚好为氢原子n=1和n=2的两能级之差，而11eV则不是氢原子基态和任一激发态的能量之差，因而基态氢原子只能吸收前者被激发，而不能吸收后者。对于14eV的光子，其能量大于氢原子的电离能(13.6eV)，足以使氢原子电离——使电子脱离核的束缚而成为自由电子，因而不受氢原子能级间跃迁条件的限制。由能的转化和守恒定律不难知道，氢原子吸收14 eV的光子电离后产生的自由电子还应具有0.4 eV的动能。另外，用电子去碰撞氢原子时，入射电子的动能可全部或部分地为氢原子吸收，所以只要入射电子的动能大于或等于基态和某个激发态能量之差，也可使氢原子激发。结合前面的分析可知该题的正确答案为：A、C、D。