原子與原子核第十四章第2講原子結(jié)構(gòu)原子核欄目導航01知識梳理查漏03配套訓練02題點

各個擊破知識梳理查漏11．電子的發(fā)現(xiàn)：英國物理學家__________發(fā)現(xiàn)了電子．盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型湯姆孫知識一盧瑟福原來(2)原子的核式結(jié)構(gòu)模型：在原子中心有一個很小的核，原子全部的________和幾乎全部______都集中在核里，帶負電的______在核外空間繞核旋轉(zhuǎn)．正電荷質(zhì)量電子【自測1】如圖所示是盧瑟福的α粒子散射實驗裝置．在一個小鉛盒里放有少量的放射性元素釙，它發(fā)出的α粒子從鉛盒的小孔射出，形成很細的一束射線，射到金箔上，最后打在熒光屏上產(chǎn)生閃爍的光點．下列說法正確的是 (

)A．該實驗是盧瑟福建立原子核式結(jié)構(gòu)模型的重要依據(jù)B．該實驗證實了湯姆孫原子模型的正確性C．α粒子與原子中的電子碰撞會發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)D．絕大多數(shù)的α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)【答案】A1．光譜：用光柵或棱鏡可以把各種顏色的光按波長展開，獲得光的波長(頻率)和強度分布的記錄，即光譜．2．光譜分類氫原子光譜知識二【自測2】(2021年沈陽期末)太陽的連續(xù)光譜中有許多暗線，它們對應著某些元素的特征譜線．產(chǎn)生這些暗線是由于 (

)A．太陽表面大氣層中缺少相應的元素B．太陽內(nèi)部缺少相應的元素C．太陽表面大氣層中存在著相應的元素D．太陽內(nèi)部存在著相應的元素【答案】C【解析】太陽光譜是太陽內(nèi)部發(fā)出的光在經(jīng)過太陽大氣的時候，被太陽大氣層中的某些元素吸收而產(chǎn)生的，是一種吸收光譜．所以太陽光的光譜中有許多暗線．它們對應著太陽大氣層中的某些元素的特征譜線．故C正確，A、B、D錯誤．1．玻爾理論(1)定態(tài)：原子只能處于一系列________的能量狀態(tài)中，在這些能量狀態(tài)中原子是______的，電子雖然繞核運動，但并不向外輻射能量．(2)躍遷：原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時，它輻射或吸收一定頻率的光子，光子的能量由這兩個定態(tài)的能量差決定，即hν＝__________.(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34J·s)(3)軌道：原子的不同能量狀態(tài)跟電子在不同的圓周軌道繞核運動相對應．原子的定態(tài)是____________的，因此電子的可能軌道也是__________的．玻爾原子模型不連續(xù)知識三穩(wěn)定Em－En不連續(xù)不連續(xù)3．氫原子的半徑公式：rn＝________(n＝1,2,3，…)，其中r1為基態(tài)半徑，又稱玻爾半徑，其數(shù)值為r1＝0.53×10－10m.－13.6n2r14．氫原子的能級圖【自測3】(2020年北京卷)下圖是氫原子能級示意圖．現(xiàn)有大量氫原子處于n＝3能級上．下列說法正確的是 (

)A．這些原子躍遷過程中最多可輻射出2種頻率的光子B．從n＝3能級躍遷到n＝1能級比躍遷到n＝2能級輻射的光子頻率低C．從n＝3能級躍遷到n＝4能級需吸收0.66eV的能量D．n＝3能級的氫原子電離至少需要吸收13.6eV的能量【答案】C【解析】大量氫原子處于3能級，躍遷到1能級最多可輻射出C＝3種不同頻率的光子，A錯誤．根據(jù)能級圖可知從3能級躍遷到1能級輻射的光子能量為(13.6－1.51)eV＝12.09eV，從3能級躍遷到2能級輻射的光子能量為(3.4－1.51)eV＝1.89eV，比較可知B錯誤．根據(jù)能級圖可知從3能級躍遷到4能級需要吸收的能量為(1.51－0.85)eV＝0.66eV，C正確．根據(jù)能級圖可知氫原子處于3能級的能量為－1.51eV，故要使其電離至少需要吸收1.51eV的能量，D錯誤．1．天然放射現(xiàn)象(1)天然放射現(xiàn)象：元素自發(fā)地放出射線的現(xiàn)象．首先被貝克勒爾發(fā)現(xiàn)．天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，說明原子核具有復雜的結(jié)構(gòu)．(2)放射性和放射性元素：物質(zhì)發(fā)射某種看不見的射線的性質(zhì)叫放射性．具有放射性的元素叫放射性元素．(3)三種射線：放射性元素放射出的射線共有三種，分別是α射線、β射線、________.天然放射現(xiàn)象和原子核γ射線知識四2．原子核(1)原子核的組成①原子核由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為________．②原子核的核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)，原子核的質(zhì)量數(shù)＝________數(shù)＋中子數(shù)．(2)同位素：具有相同質(zhì)子數(shù)、不同中子數(shù)的原子，在元素周期表中的位置相同．同位素具有相同的化學性質(zhì)．核子質(zhì)子5．核力(1)定義：原子核內(nèi)部核子間所特有的相互作用力．(2)特點：①核力是強相互作用的一種表現(xiàn)．②核力是短程力，作用范圍在1.5×10－15m之內(nèi)．③每個核子只跟它的相鄰核子間才有核力作用．6．核能(1)結(jié)合能：核子結(jié)合為原子核時放出的能量或原子核分解為核子時吸收的能量，叫作原子核的結(jié)合能，亦稱核能．(2)比結(jié)合能①定義：原子核的結(jié)合能與核子數(shù)之比，稱作比結(jié)合能，也叫________________．平均結(jié)合能②特點：不同原子核的比結(jié)合能不同，原子核的比結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定．根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程E＝mc2，原子核的質(zhì)量必然比組成它的核子的質(zhì)量和要小Δm，這就是質(zhì)量虧損．由質(zhì)量虧損可求出釋放的核能ΔE＝________.Δmc2裂變聚變8．核反應(1)遵守的規(guī)律：電荷數(shù)守恒、__________守恒．(2)反應類型：衰變、人工轉(zhuǎn)變、重核裂變、輕核聚變．質(zhì)量數(shù)【自測4】放射性元素衰變時放出的三種射線，按穿透能力由強到弱的排列順序是 (

)A．α射線，β射線，γ射線 B．γ射線，β射線，α射線C．γ射線，α射線，β射線 D．β射線，α射線，γ射線【答案】B【解析】穿透能力最強的是γ射線，β射線次之，α射線最弱，故B正確．題點各個擊破2命題點一玻爾理論和能級躍遷[自修掌握類]2．電離，電離態(tài)與電離能電離態(tài)：n＝∞，E＝0.基態(tài)→電離態(tài)：E吸>0－(－13.6eV)＝13.6eV.激發(fā)態(tài)→電離態(tài)：E吸>0－En＝|En|.若吸收能量足夠大，克服電離能后，獲得自由的電子還攜帶動能．例1

(2019年全國卷Ⅰ)氫原子能級示意圖如圖所示．光子能量在1.63～3.10eV的光為可見光．要使處于基態(tài)(n＝1)的氫原子被激發(fā)后輻射出可見光光子，最少應給氫原子提供的能量為 (

)A．12.09eV B．10.20eV C．1.89eV D．1.51eV【答案】A【解析】因為可見光光子的能量范圍是1.63～3.10eV，所以處于基態(tài)的氫原子至少要被激發(fā)到n＝3能級，要給氫原子提供的能量最少為E＝(－1.51＋13.60)eV＝12.09eV，A正確．1．(2021年鄭州質(zhì)檢)下圖為氫原子能級示意圖．下列有關(guān)說法正確的是 (

)A．處于基態(tài)的氫原子吸收10.5eV的光子后能躍遷至n＝2能級B．大量處于n＝4能級的氫原子向低能級躍遷時，最多可輻射出3種不同頻率的光C．若用從n＝3能級躍遷到n＝2能級輻射出的光照射某金屬恰好發(fā)生光電效應，則用從n＝4能級躍遷到n＝3能級輻射出的光照射該金屬一定能發(fā)生光電效應D．用n＝4能級躍遷到n＝1能級輻射出的光照射逸出功為6.34eV的金屬鉑產(chǎn)生的光電子的最大初動能為6.41eV【答案】D【解析】處于基態(tài)的氫原子吸收10.2eV的光子后能躍遷至n＝2能級，不能吸收10.5eV能量的光子，故A錯誤．大量處于n＝4能級的氫原子最多可以輻射出C＝6種不同頻率的光子，故B錯誤．從n＝3能級躍遷到n＝2能級輻射出的光子的能量大于從n＝4能級躍遷到n＝3能級輻射出的光子的能量，則用從n＝4能級躍遷到n＝3能級輻射出的光照射該金屬時一定不能發(fā)生光電效應，故C錯誤．處于n＝4能級的氫原子躍遷到n＝1能級輻射出的光子的能量為E＝E4－E1＝－0.85eV－(－13.6eV)＝12.75eV.根據(jù)光電效應方程，照射逸出功為6.34eV的金屬鉑產(chǎn)生的光電子的最大初動能為Ek＝E－W0＝12.75eV－6.34eV＝6.41eV，故D正確．2．(多選)下圖為氫原子能級圖．現(xiàn)有大量氫原子從n＝4能級發(fā)生躍遷，產(chǎn)生一些不同頻率的光．讓這些光照射一個逸出功為2.29eV的鈉光電管，以下說法正確的是 (

)A．這些氫原子可能發(fā)出6種不同頻率的光B．能夠讓鈉光電管產(chǎn)生光電效應現(xiàn)象的有4種光子C．光電管發(fā)出的光電子與原子核發(fā)生β衰變時飛出的電子都是來源于原子核內(nèi)部D．鈉光電管在這些光照射下發(fā)出的光電子再次轟擊處于基態(tài)的氫原子可以使氫原子躍遷到n＝3能級【答案】AB【解析】大量氫原子從n＝4的能級躍遷能產(chǎn)生C＝6種不同頻率的光，A正確．其中能讓鈉光電管發(fā)生光電效應現(xiàn)象的有4種光子，即為從n＝2到n＝1、從n＝3到n＝1、從n＝4到n＝1、從n＝4到n＝2輻射的光子，B正確．光電子來源于金屬中的核外自由電子，β衰變的電子來自于核內(nèi)，C錯誤．氫原子從n＝4能級向n＝1能級躍遷，放出的光子能量最大，當照射鈉光電管時放出能量為E＝(13.6－0.85－2.29)eV＝10.46eV的光電子，而氫原子從n＝1能級躍遷到n＝3能級需要吸收的能量為E′＝(13.6－1.51)eV＝12.09eV，因10.46eV<12.09eV，故不能實現(xiàn)躍遷，D錯誤．1．衰變規(guī)律及實質(zhì)(1)α衰變、β衰變的比較命題點二原子核的衰變及半衰期[自修掌握類](2)γ射線：γ射線經(jīng)常伴隨著α衰變或β衰變同時產(chǎn)生．其實質(zhì)是放射性原子核在發(fā)生α衰變或β衰變的過程中，產(chǎn)生的新核由于具有過多的能量(原子核處于激發(fā)態(tài))而輻射出光子．【答案】B1．(2021年湖南卷)核廢料具有很強的放射性，需要妥善處理．下列說法正確的是 (

)A．放射性元素經(jīng)過兩個完整的半衰期后，將完全衰變殆盡B．原子核衰變時電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)不守恒C．改變壓力、溫度或濃度，將改變放射性元素的半衰期D．過量放射性輻射對人體組織有破壞作用，但輻射強度在安全劑量內(nèi)則沒有傷害【答案】D【解析】放射性元素的半衰期是大量的放射性元素衰變的統(tǒng)計規(guī)律，對少量的個別的原子核無意義，則放射性元素完全衰變殆盡的說法錯誤，故A錯誤．原子核衰變時滿足電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)守恒，故B錯誤．放射性元素的半衰期是由原子核的自身結(jié)構(gòu)決定的，而與物理環(huán)境如壓力、溫度或濃度無關(guān)，與化學狀態(tài)無關(guān)，故C錯誤．過量放射性輻射包含大量的射線，對人體組織有破壞作用，但輻射強度在安全劑量內(nèi)則沒有傷害，故D正確．【答案】C【答案】A1．核反應的四種類型命題點三核反應及核反應類型[自修掌握類]【答案】AC【答案】CD【解析】①是α衰變，②是β衰變，均有能量放出，故A錯誤．③是人工核轉(zhuǎn)變，故B錯誤．③式是人類第一次實現(xiàn)原子核轉(zhuǎn)變的方程，故C正確．利用激光引發(fā)可控的④式核聚變是正在嘗試的技術(shù)之一，故D正確．【答案】C【解析】根據(jù)核反應的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知A反應中的X質(zhì)量數(shù)為4，電荷數(shù)為2，為α粒子，核反應類型為α衰變，A錯誤．B反應中的Y質(zhì)量數(shù)為1，電荷數(shù)為0，為中子，核反應類型為輕核聚變，B錯誤．C反應中的K質(zhì)量數(shù)總數(shù)為10，電荷數(shù)為0，則K為10個中子，核反應類型為重核裂變，C正確．D反應中的Z質(zhì)量數(shù)為1，電荷數(shù)為1，為質(zhì)子，核反應類型為人工核轉(zhuǎn)變，D錯誤．3．(2020年全國卷Ⅰ)氚核H發(fā)生β衰變成為氦核He.假設含氚材料中H發(fā)生β衰變產(chǎn)生的電子可以全部定向移動，在3.2×10