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1第十八章原子结构一.电子：英国物理学家汤姆孙认为阴极射线就是带电粒子流，经过实验，他发现那就是电子流，电子的电荷后来由密立根通过“油滴实验”测得，e=1.6×10-19。二.α粒子散射实验卢瑟福和学生用α粒子轰击金箔，发现：绝大多数的α粒子穿过金箔后，基本上沿原来的方向前进，但有极少数α粒子发生了大角度的偏转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们被“撞了回来”。这个实验证明了卢瑟福的核式结构模型。原子的核式结构模型内容：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的空间运动.[说明]核式结构模型的实验基础是α粒子散射实验，从α粒子散射的实验数据，估计原子核半径的数量级为10-14m～10-15m，而原子半径的数量级是10-10m.三．波尔的原子模型内容：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.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：原子在不同的状态具有不同的能量，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，等于这两个状态的能级差.nmEEhv四．氢原子光谱的理解第十九章原子核一．射线的组成，能量都很高。α射线，即氦核，24He，速度可以达到光速的十分之一，电离能力强，穿透能力比较差。β射线是高速电子流，速度可达光速的99％，电离能力较弱，穿透能力较强。γ射线是能量很高的电磁波，电离能力更小，但穿透能力很强。二．原子核的衰变定义：放射性元素的原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化称为衰变.衰变规律：电荷数和质量数都守恒.○1α衰变：MZX→42MZY+42He，α衰变的实质是某元素的原子核放出由两个质子和两个中子组成的粒子（即氦核）.○2β衰变：MZX→MZ1Y+01e，β衰变的实质是某元素的原子核内的一个中子变为一个质子时放射出一个电子.○3γ衰变：γ衰变是伴随α衰变或β衰变同时发生的.γ衰变不改变原子核的电荷数和质从第n级跃迁到基态，可能发出的光子共有n（n-1）÷2种氢原子能级图2量数.其实质是放射性原子核在发生α衰变或β衰变时，产生的某些新核由于具有过多的能量（核处于激发态）而辐射出光子.例：23892U衰变后22286Rn共发生了次α衰变和次β衰变.[解析]根据衰变规律，Rn的质量数比U的质量数减少了238-222＝16，而天然放射只有α衰变才能使质量数减少，且每次α衰变减少质量数为4，故发生了16÷4＝4次α衰变.因每次α衰变核的电荷数减少2，故由于α衰变核的电荷数应减少4×2＝8.而Rn核的电荷数仅比U核少了92-86＝6，故说明发生了2次β衰变（即92-8+2＝86）.[答案]发生了4次α衰变，2次β衰变.[评价]在分析有关α、β衰变的问题时，应抓住每次α衰变质量数减4，电荷数减2和每次β衰变时质量数不变，电荷数加1这一衰变规律进行分析.三.半衰期定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间，叫这种元素的半衰期.[说明]（1）半衰期由放射性元素的原子核内部本身的因素决定的，跟原子所处的物理状态（如压强、温度等）或化学状态（如单质或化合物）无关.（2）半衰期只对大量原子核衰变才有意义，因为放射性元素的衰变规律是统计规律，对少数原子核衰变不再起作用.四．核能的计算（1）质能方程：爱因斯担的相对论指出，物体的质量和能量存在着密切联系，即E=mc2.这就是爱因斯坦的质能方程.[说明]质能方程告诉我们质量和能量之间存在着简单的正比关系.物体的能量增大了，质量也增大了；能量减小了，质量也减小.且核反应中释放的能量与质量亏损成正比：2mcE（2）核能：核反应中放出的能量称为核能.五．原子中的质子和中子的比例自然界中，较轻的原子核，质子数和中子数大致相等，但对较重的原子核，中子数大于质子数，越重的原子核，两者相差越多。六．结合能：原子核是核子结合在一起构成的，要把它们分开，也需要能量，这就是原子核的结合能。原子核的结合能与核子数的比，称为比结合能，也叫平均结合能。比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。七．重核的裂变113854953810235923xXeSrnU由于重核裂变产生的中子使裂变反应不断的进行下去，这种由重核裂变产生的中子是裂变反应一代接一代继续下去的过程，叫做核裂变的链式反应。裂变时，只有当铀块足够大时，产生的中子才有足够的频率打中铀块，使反应进行。把裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫做它的临界体积，相应的质量叫做临界质量。八．核聚变：两个轻核结合成质量较大的核，这样的核反应叫做聚变。这个反应中，平均每个核子放出的能量比裂变反应中的多。nHeHH10421111