原子结构 氢原子光谱

第3课时原子结构氢原子光谱导学目标1.理解玻尔理论对氢原子光谱的解释.2.掌握氢原子的能级公式并能灵活应用，会用氢原子能级图求解原子的能级跃迁问题．第3课时基础再现·深度思考一、原子的核式结构模型[基础导引]判断下列说法的正误：(1)汤姆孙首先发现了电子，并测定了电子电荷量，且提出了“枣糕”式原子模型()(2)卢瑟福做α粒子散射实验时发现α粒子绝大多数穿过，只有少数发生大角度偏转()(3)α粒子散射实验说明了原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上()(4)卢瑟福提出了原子“核式结构”模型，并解释了α粒子发生大角度偏转的原因()×√√√第3课时[知识梳理]1．电子的发现：1897年，英国物理学家汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子．2．原子的核式结构(1)α粒子散射实验的结果绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但____α粒子发生了大角度偏转，α粒子甚至被撞了回来，如图1所示．图1少数极少数第3课时(2)卢瑟福的原子核式结构模型在原子的中心有一个很小的核，叫，原子的所有正电荷和几乎都集中在原子核里，带负电的在核外绕核旋转．(3)原子核的尺度：原子核直径的数量级为m，原子直径的数量级约为m.原子核所有质量10－1510－10电子第3课时二、氢原子光谱[基础导引]对原子光谱，下列说法正确的是()A．原子光谱是不连续的B．由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的原子光谱是相同的C．各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同D．分析物质发光的光谱，可以鉴别物质中含哪些元素解析原子光谱为线状谱，A正确；各种原子都有自己的特征谱线，故B错，C对；根据各种原子的特征谱线进行光谱分析可鉴别物质组成，D正确．ACD第3课时[知识梳理]1．线状谱、连续谱、吸收谱的产生(1)线状谱：由稀薄气体或金属蒸气所发出的光谱为线状光谱，不同元素的谱线不同，又称为原子的特征谱线．(2)连续谱：由炽热固体、液体及高压气体发光所发射的光谱均为连续光谱．(3)吸收谱：连续光谱中某波长的光波被吸收后出现的暗线．太阳光谱就是典型的吸收光谱．第3课时特别提醒光谱的分类第3课时2．光谱分析：利用每种原子都有自己的特征谱线可以用来鉴别物质和确定物质的组成成分，且灵敏度很高．在发现和鉴别化学元素上有着重大的意义．元贝驾考金手指驾驶员考试三、玻尔原子模型、能级[基础导引]玻尔在他提出的原子模型中所做的假设有________．①原子处在具有一定能量的定态中，虽然电子绕核运动，但不向外辐射能量②原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的③电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，辐射(或吸收)一定频率的光子④电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率答案①②③第3课时[知识梳理]1．玻尔原子模型(1)轨道假设：原子中的电子在库仑引力的作用下，绕原子核做圆周运动，电子绕核运动的可能轨道是的．(2)定态假设：电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态，因而具有不同的能量，即原子的能量是的．这些具有确定能量的稳定状态称为定态，在各个定态中，原子是的，不向外辐射能量．(3)跃迁假设：原子从一个能量状态向另一个能量状态跃迁时要或一定频率的光子，光子的能量等于两个状态的，即hν＝.不连续不连续稳定吸收放出能量差E2－E1第3课时2．能级：在玻尔理论中，原子各个可能状态的叫能级．3．基态和激发态：原子能量的状态叫基态，其他能量(相对于基态)较高的状态叫激发态．4．量子数：现代物理学认为原子的可能状态是的，各状态可用正整数1,2,3，…表示，叫做量子数，一般用n表示．5．氢原子的能级和轨道半径(1)氢原子半径公式rn＝r1(n＝1,2,3，…)，其中r1为基态半径，也称为玻尔半径，r1＝m.(2)氢原子能级公式En＝E1(n＝1,2,3，…)，其中E1为氢原子基态的能量值，E1＝eV.能量值最低不连续－13.60.53×10－10第3课时2n21n课堂探究·突破考点考点一原子结构与α粒子散射实验典例剖析例1(1)卢瑟福和他的助手做α粒子轰击金箔实验，获得了重要发现，关于α粒子散射实验的结果，下列说法正确的是()A．证明了质子的存在B．证明了原子核是由质子和中子组成的C．证明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核里D．说明了原子中的电子只能在某些轨道上运动第3课时(2)英国物理学家卢瑟福用α粒子轰击金箔，发现了α粒子的散射现象．下列图中，O表示金原子核的位置，则能正确表示该实验中经过金原子核附近的α粒子的运动轨迹的是图中的()答案(1)C(2)B第3课时跟踪训练1在卢瑟福进行的α粒子散射实验中，少数α粒子发生大角度偏转的原因是()A．正电荷在原子中是均匀分布的B．原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上C．原子中存在着带负电的电子D．原子核中有中子存在解析α粒子散射实验证明了原子的核式结构模型，卢瑟福认为只有原子的几乎全部质量和正电荷都集中在原子中心的一个很小的区域，才有可能使α粒子发生大角度偏转，选项B正确．B第3课时考点二氢原子能级图及原子跃迁问题考点解读氢原子的能级图(如图2所示)图2(1)能级图中的横线表示氢原子可能的能量状态——定态．(2)横线左端的数字“1,2,3…”表示量子数，右端的数字“－13.6，－3.40…”表示氢原子的能级．第3课时特别提醒（1）能级越高，量子数越大，轨道半径越大，电子的动能越小，但原子的能量肯定随能级的升高而变大．（2）原子跃迁发出的光谱线条数N＝C2n＝n(n－1)2，是一群氢原子，而不是一个．(3)相邻横线间的距离，表示相邻的能级差，量子数越大，相邻的能级差越小．(4)带箭头的竖线表示原子由较高能级向较低能级跃迁，原子跃迁条件为：hν＝Em－En.第3课时典例剖析例2如图3为氢原子能级图，可见光的光子能量范围约为1.61～3.10eV，则下列说法正确的是()A．大量处在n＝3能级的氢原子向n＝2能级跃迁时，发出的光是紫外线B．大量处在n＝4能级的氢原子向低能级跃迁过程中会发出红外线C．大量处在n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，最容易表现出衍射现象的是由n＝4向n＝3能级跃迁辐射出的光子D．用能量为10.3eV的电子轰击，可以使基态的氢原子受激发图3第3课时解析从n＝3跃迁到n＝2，能量差为1.89eV，属于可见光，则A错；从n＝4跃迁到n＝3，能量差小于1.61eV，会发出红外线，则B对；从n＝4跃迁到低能级，到n＝3时能量差最小，辐射出光子的波长最大，波动性最明显，则C对；用10.3eV的电子轰击，部分动能被基态氢原子吸收使基态的氢原子受激发，则D正确．答案BCD第3课时跟踪训练2某光电管的阴极为金属钾制成的，它的逸出功为2.21eV，如图4是氢原子的能级图，一群处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射的光照射到该光电管的阴极上，这束光中能使金属钾发生光电效应的光谱线条数是()A．2条B．4条C．5条D．6条图4B第3课时考点三与能级相关的计算典例剖析例3(2010·海南·19)(1)能量为Ei的光子照射基态氢原子，刚好可使该原子中的电子成为自由电子．这一能量Ei称为氢的电离能．现用一频率为ν的光子从基态氢原子中击出了一电子，该电子在远离核以后速度的大小为________(用光子频率ν、电子质量m、氢原子的电离能Ei和普朗克常量h表示)．(2)氢原子在基态时轨道半径r1＝0.53×10－10m，能量E1＝－13.6eV，求氢原子处于基态时：①电子的动能；②原子的电势能；③用波长是多少的光照射可使基态氢原子电离？第3课时