高三专题复习： 原子结构与原子核 一 一 .. 近几年高考中原子结构与原子核问题的分布情况 近几年高考中原子结构与原子核问题的分布情况 一 . 近几年高考中原子结构与原子核问题的分布情况 1. 江苏卷 考试年份 考查知识点 2018 年高考 半衰期 2019 年高考 人工核反应 2020 年高考 能级跃迁 2021 年高考 人工核反应 考查形式：选择或填空 高考考查的重点问题并不突出，相对比较随机； 一 . 近几年高考中原子结构与原子核问题的分布情况 2.2021 年全国各地高考试 卷 高考地区 考查知识点 上海 2021 高考 β 粒子来源、 α 粒子散射实验、半衰期 北京 2021 高考 人工核反应 湖北 2021 高考 核裂变、聚变 湖南 2021 高考 放射性 河北 2021 高考 同位素、半衰期 考查形式：选择题 考查内容：高考考查的重点问题并不突出，相对比较随机； 一 . 近几年高考中原子结构与原子核问题的分布情况 3. 复习策略 （ 1 ）针对江苏省的高考评价要求，全面掌握原子结构和原子核的 问题； （ 2 ）重点掌握原子的能级、跃迁问题和原子核的人工核反应问题 ； （ 3 ）关注其它的边角细节知识； （ 4 ）强化理解和解决真实情境中的原子和原子核问题。 二 二 .. 原子结构问题分析 原子结构问题分析 二 . 原子结构问题分析 原子的结构 枣糕式结构（汤姆孙） 发现电子 α 粒子散射实验 原子光谱 核式结构 （卢瑟福 ） 线状光谱 连续光谱 定态 玻尔理论 轨道 能级 跃迁 二 . 原子结构问题分析 二 . 原子结构问题分析 要点 1: 对原子核式结构模型的理解 （ 1 ） α 粒子散射实验现象 : α 粒子通过金箔时 , 绝大多数不发生偏转 , 仍沿原 来的方向前进；少数发生较大的偏转 , 极少数偏转 角超过 90° ；有的甚至被弹回 , 偏转角几乎达到 180° 。 关于实验装置的说明： 为什么使用金箔？ 为什么装置需要在近似真空环境中完成？ 二 . 原子结构问题分析 要点 1: 对原子核式结构模型的理解 （ 2 ） α 粒子散射实验推论 : 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空间里绕着核旋 转。 原子核所带的单位正电荷数等于核外的电子数 , 所以整个原子是呈电中性的。电子绕着核旋转所需的 向心力是由核与电子之间的库仑力提供。 二 . 原子结构问题分析 要点 1: 对原子核式结构模型的理解 （ 3 ）从 α 粒子散射实验的数据估算出原子核大小的数量级为 10 m, 原子大小的 -15 数量级为 10 m 。 -10 二 . 原子结构问题分析 问题的出现 二 . 原子结构问题分析 问题的出现 二 . 原子结构问题分析 要点 2: 玻尔原子模型 玻尔的原子模型 1. 内容 : 玻尔认为 , 围绕原子核运动的电子轨道半径只能是某些分立的数 值 , 这种现象叫轨道量子化 ; 不同的轨道对应着不同的状态 , 在这些状态 中 , 尽管电子做变速运动 , 却不辐射能量 , 因此这些状态是稳定的 ; 原子在 不同的状态中具有不同的能量 , 所以原子的能量也是量子化的。 二 . 原子结构问题分析 要点 2: 玻尔原子模型 2. 理解要点 : 玻尔的原子模型是以假说的形式提出来的 , 包括以下三方面的内容。 (1) 轨道假设： 即轨道是量子化的 , 只能是某些分立的值 ; (2) 定态假设： 即不同的轨道对应着不同的能量状态 , 这些状态中原子是稳定的 , 不向外辐射能量 ; (3) 跃迁假设： 即原子在不同的状态下具有不同的能量 , 从一个定态向另一个定态跃迁时要辐射或 吸收一定频率的光子 , 该光子的能量 , 等于这两个定态的能量差 , 即 hν=Em-En 。 二 . 原子结构问题分析 要点 2: 玻尔原子模型  3. 氢原子的能级 原子各定态的能量叫做原子的能级。对于氢原子 , 其能级公式为 : E =E , n 1 其轨道半径关系为 : r =n r 。 2 n 1 其中 n 称为量子数 , 只能取正整数 , E =-13.6 eV, 1 r =0.53×10 m 。 -10 1 二 . 原子结构问题分析 要点 2: 玻尔原子模型 注意点： 1. 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 ; 当取无穷远 处电势能为零时 , 各定态的电势能均为负值。 2. 玻尔理论的成功之处在于引入了量子化的概念 , 但因保留了经典的原子轨道 , 故有关 氢原子的计算仍应用经典物理的理论。对电子绕核运动的轨道半径、速度、周期、动 能、电势能等的计算 , 是牛顿运动定律、库仑定律、匀速圆周运动等知识的综合应用。 原子的跃迁条件 hν=E -E 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。 m n 二 . 原子结构问题分析 要点 2: 玻尔原子模型 对下述两种情况 , 则不受此条件限制 : ① 当光子与原子作用而使原子电离 , 产生离子和自由电子时 , 原子结构被破坏 , 因而不遵 守有关原子结构的理论。如基态氢原子的电离能为 13.6 eV, 只要大于或等于 13.6 eV 的光子都能被处于基态的氢原子吸收而发生电离。氢原子电离所产生的自由电子的动能等 于入射光子的能量减去电离能。 ② 实物粒子和原子作用而使原子激发或电离 , 是通过实物粒子和原子碰撞来实现的。在碰 撞过程中 , 实物粒子的动能可以全部或部分地被原子吸收 , 所以只要入射粒子的动能大于 或等于原子某两个能级差值 , 就可以使原子受激发而跃迁到较高的能级 ; 当入射粒子的动 能大于原子在某能级的电离能时 , 也可以使原子电离。 二 . 原子结构问题分析 要点 2: 玻尔原子模型 二 . 原子结构问题分析 典型例题 1 氢原子辐射出一个光子后  ( 　     ) A. 电子绕核旋转半径增大　     B. 电子的动能增大 C. 氢原子的电势能增大　    D. 原子的能量增大   根据玻尔理论可知 , 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。 跃迁过程中 , 电场力对电子做正功 , 故电势能减小。 根据经典物理理论可知 , 电子绕核做匀速圆周运动的向心力为核对电子的库仑力 , 即 2 2 2 ke /r =mv /r, 2 2 则 Ek=mv /2=ke /2r, 电子的轨道半径减小 , 其动能增大。 由能量转化和守恒定律可知 , 氢原子放出光子 , 辐射能量 , 所以原子总能量减少。故 B 正 确。