1、学案 5 章末总结 一、对 粒子散射实验及核式结构模型的理解 例 1 关于 粒子散射实验现象的分析，下列说法正确的是( ) A绝大多数 粒子沿原方向运动，说明正电荷在原子内均匀分布，是 粒子受力平衡的 结果 B绝大多数 粒子沿原方向运动，说明这些 粒子未受到明显的力的作用，说明原子是 “中空”的 C极少数 粒子发生大角度偏转，说明原子内质量和电荷量比 粒子大得多的粒子在原 子内分布空间很小 D极少数 粒子发生大角度偏转，说明原子内的电子对 粒子的吸引力很大 解析 在 粒子散射实验中，绝大多数 粒子沿原方向运动，说明 粒子未受到原子核明 显的力的作用，也说明原子核相对原子来讲很小，原子内大部分空
2、间是空的，故 A 错，B 对；极少数 粒子发生大角度偏转，说明受到原子核明显的力的作用的空间在原子内很小， 粒子偏转而原子核未动，说明原子核的质量和电荷量远大于 粒子的质量和电荷量，电 子的质量远小于 粒子的质量， 粒子打在电子上，不会有明显偏转，故 C 对，D 错 答案 BC 二、对玻尔的原子结构模型的理解 1玻尔的原子结构模型可概括为三个要点 (1)能量的量子化 En E1(En 为动能、电势能之和) 1n2 (2)轨道的量子化 rnn2r1. (3)能级跃迁量子化 hEm En(吸收或辐射一定频率的光子) 2注意三个不同 (1)一群氢原子与一个氢原子的不同：一个氢原子在一次跃迁时只能辐射
3、一个光子，故一个 氢原子处于量子数为 n 的激发态时，可能辐射的光谱条数为 n1.而一群氢原子处于量子数 为 n 的激发态时，由于向各个能级跃迁的可能性都存在，故可能辐射的光谱条数为 NC .2n nn 12 (2)跃迁与电离的不同 跃迁时只能吸收等于两个能级差的光子；电离时只要原子吸收的能量 EEEn，就可以 使处于定态 n 上的氢原子电离，当 EEEn 时，电离后电子还具有一定的动能 (3)吸收光子跃迁与电子碰撞跃迁的不同 电子碰撞原子核时，只要电子的动能大于或等于某两个能级能量差就可引起原子的激发跃 迁但由于电子的动能不是一份一份的，因此撞击时可把部分动能传给原子，剩余的部分 自身保留
4、例 2 有一群氢原子处于量子数 n4 的激发态中，能发出几种频率的光子？其中最高频 率、最低频率各为多少？ 若有一个氢原子处于量子数 n4 的激发态时，最多能发出几种频率的光子？ 解析 一群氢原子向低能级跃迁时，各种跃迁方式都会发生，即可以从 n4 的激光态跃迁 到 n3、n2、n1 的各能级；再从 n3 的激发态跃迁到 n2、n1 的各能级；再从 n2 的激发态跃迁到 n1 的 基态故有 N 6 种频率的光子产生如图所示为跃迁示意图 nn 12 最高频率的光子满足 h10.85 eV(13.6 eV)12.75 eV2.0410 18 J， 1 3.11015 Hz. 最低频率的光子满足 h
5、20.85 eV(1.51 eV)0.66 eV1.0561019 J，21.61014 Hz. 一个氢原子处于量子数为 4 的激发态时，最多能发出 413(种) 频率的光子 答案 6 种 3.11015 Hz 1.61014 Hz 3 种 例 3 当用具有 1.87 eV 能量的光子照射 n3 激发态的氢原子时，氢原子 ( ) A不会吸收这个光子 B吸收该光子后被电离，电离后的动能为 0.36 eV C吸收该光子后被电离，电离后电子的动能为零 D吸收该光子后不会被电离 解析 E3 1.51 eV，即处于 n3 激发态的氢原子吸收大于或等于 1.51 eV 能量的 E19 光子后即会发生电离，
6、所以具有 1.87 eV 能量的光子能被吸收，且电离后电子动能 Ek(1.871.51) eV0.36 eV.可见选项 B 正确 答案 B 例 4 用大量具有一定能量的电子轰击大量处于基态的氢原子，观测到了一定数目的光谱 线调高电子的能量再次进行观测，发现光谱线的数目比原来增加了 5 条用 n表示两 次观测中最高激发态的量子数之差，E 表示调高后电子的能量根据氢原子的能级图(如图 1 所示)可以判断，n 和 E 的可能值为( ) 图 1 An1,13.22 eV12.09 eV,12.6 eV12.75 eV，故可以使氢原子跃迁到 n2 和 n3 的能级上但用光子去轰击处于基态的氢原子样品时，
7、入射光子的能量必须 为两能级的能量差值，即 10.2 eV、12.09 eV、12.75 eV、所以用 12.6 eV 的光子去轰击时 不能引起氢原子的跃迁 7处于 n3 的氢原子能够自发地向低能级跃迁， (1)跃迁过程中电子动能和原子能量如何变化？ (2)可能辐射的光子波长是多少？( 普朗克常量 h6.6310 34 Js) 答案 (1)电子动能增大，原子能量减小 (2)6.58107 m 1.03107 m 1.22107 m 解析 (1)电子从外轨道进入内轨道，半径变小，由于 则 Ek mv2 ，由此可 ke2r2 mv2r 12 ke22r 知动能增大；在此过程中，原子向外辐射光子，因此原子能量减小 (2)原子的可能跃迁及相应波长 从 n3 到 n2 而 E31.51 eV，E23.4 eV 由 hh EmEn 得 c 1 m hcE3 E2 6.6310 3431081.891.610 19 6.58107 m 从 n3 到 n1 而 E113.60 eV 2 hcE3 E1 m1.03107 m 6.6310 34310812.091.610 19 从 n2 到 n1，则 3 m1.22107 m hcE2 E1 6.6310 34310810.21.610 19
