北京市2018届高考物理二轮复习 专题9 动量守恒定律 原子结构与原子核专题卷(含解析)
专题9 动量守恒定律原子结构与原子核
说明：1．本卷主要考查动量守恒定律原子结构与原子核。
2．考试时间60分钟，满分100分。
一、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1.(2017·甘肃凉州诊测)20世纪初，为了研究物质内部的结构，物理学家做了大量的实验，揭示了原子内部的结构，发现了电子、中子和质子．如图是( ) A．卢瑟福的α粒子散射实验装置
B．卢瑟福发现质子的实验装置
C．汤姆孙发现电子的实验装置
D．查德威克发现中子的实验装置
【解析】如图是α粒子轰击金箔，是卢瑟福的α粒子散射实验装置．
【答案】 A
2．(2017·湖北八市联考)人们发现，不同的原子核，其核子的平均质量(原子核的质量除以核子数)与原子序数有如图所示的关系．下列关于原子结构和核反应的说法错误的是( )
A．由图可知，原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损，要放出能量
B．由图可知，原子核A裂变成原子核B和C时会有质量亏损，要放出核能
C．已知原子核A裂变成原子核B和C时放出的γ射线能使某金属板逸出光电子，若增加γ射线强度，则逸出光电子的最大初动能增大
D．在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了控制核反应速度
【解析】原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损，要放出能量，A正确；增强γ射线强度，则逸出光电子的最大初动能不变，C错误．
【答案】 C
3．(2017·江苏苏中三市第二次调研测试)许多情况下光是由原子内部电子的运动产生的，因此光谱的研究是探索原子结构的一条重要途径．关于氢原子光谱、氢原子能级和氢原子核外电子的运动，下列说法中正确的是( )
A ．氢原子巴尔末线系谱线是包含从红外到紫外的线状谱
B ．氢原子光谱的不连续性，表明了氢原子的能级是不连续的
C ．氢原子处于不同能级时，电子在各处的概率是相同的
D ．氢光谱管内气体导电发光是热辐射现象
【解析】 氢原子巴尔末线系谱线是包含可见光到紫外线的线状谱，不包含红外线，A 错误；氢原子光谱的不连续性，表明了氢原子的能级是不连续的，B 正确；氢原子处于不同能级时，电子在各处的概率是不同的，电子云就是用疏密不同的点表示电子在各个位置出现的概率的，C 错误；氢光谱管内气体导电发光是由于大量氢原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃迁，从而辐射不同频率的光子，D 错误．
【答案】 B
4．(2017·广东百校联考)滑板运动是极限运动的鼻祖，许多极限运动项目均由滑板项目延伸而来．如图所示，质量为m 1＝50 kg 的人从轨道上的A 点以v 0的水平速度冲上质量为m 2＝5 kg 的高度不计的静止滑板后，又一起滑向光滑轨道DE ，到达E 点时速度减为零，然后返回，已知H ＝1.8 m ，重力加速度g ＝10 m/s 2
.设人和滑板可看成质点，滑板与水平地面的摩擦力不计．则下列说法正确的是( )
A ．人和滑板一起由D 点运动到E 点的过程中机械能不守恒
B ．人的初速度v 0＝8 m/s
C ．刚冲上DE 轨道时，人的速度大小为6 m/s
D ．人冲上滑板到二者共速的过程中机械能守恒
【解析】 人和滑板一起由D 点运动到E 点的过程中只有重力做功，则机械能守恒，得
(m 1＋m 2)gH ＝12
(m 1＋m 2)v 2共，v 共＝6 m/s ，选项A 错误，C 正确；若规定向右为正方向，人冲上滑板到二者共速，由动量守恒得m 1v 0＝(m 1＋m 2)v 共，解得v 0＝6.6 m/s ，人与滑板组成的
系统的功能变化量ΔE k ＝12m 1v 20－12
(m 1＋m 2)v 2共>0，则人冲上滑板到二者共速的过程中机械能不守恒，选项B 、D 错误．
【答案】 C
5．(2017·黑龙江五校联考)如图甲所示为某实验小组验证动量守恒定律的实验装置，他们将光滑的长木板固定在桌面上，a 、b 两小车放在木板上并在小车上安装好位移传感器的发射器，且在两车相对面上涂上黏性物质．现同时给两车一定的初速度，使a 、b 沿水平面上同一条直线运动，发生碰撞后两车黏在一起；两车的位置x 随时间t 变化的图象如图乙所示．a 、b 两车质量(含发射器)分别为1 kg 和8 kg ，则下列说法正确的是( )
A ．两车碰撞前总动量大于碰撞后总动量
B ．碰撞过程中a 车损失的动能是149
J C ．碰撞后两车的总动能比碰前的总动能小
D ．两车碰撞过程为弹性碰撞
【解析】 设a 、b 两车碰撞前的速度大小为v 1、v 2，碰后的速度大小为v 3，结合题图乙
得v 1＝2 m/s ，v 2＝1 m/s ，v 3＝23
m/s ，以向右为正方向，碰前总动量p 1＝－m a v 1＋m b v 2＝6 kg·m/s，碰后总动量p 2＝(m a ＋m b )v 3＝6 kg·m/s，则两车碰撞前总动量等于碰撞后总动量，
选项A 错误；碰撞前a 车动能为E k ＝2 J ，碰撞后a 车动能为E ′k ＝29
J ，所以碰撞过程中a 车损失的动能是169
J ，选项B 错误；碰前a 、b 两车的总动能为6 J ，碰后a 、b 两车的总动能为2 J ，选项C 正确；两车碰撞过程中机械能不守恒，发生的是完全非弹性碰撞，选项D 错误．
【答案】 C
6．(2017·湖南长沙一模)(多选)如图甲所示，在光电效应实验中，某同学用相同频率的单色光，分别照射阴极材料为锌和铜的两个不同的光电管，结果都能发生光电效应．图乙为其中一个光电管的遏止电压U c 随入射光频率ν变化的函数关系图象，对于这两个光电管，下列判断正确的是( )
A ．因为材料不同逸出功不同，所以遏止电压U c 不同
B ．光电子的最大初动能不同
C ．因为光强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能相同，饱和光电流也可能相同
D ．两个光电管的U c －ν图象的斜率可能不同
【解析】 根据爱因斯坦光电效应方程eU c ＝E k ＝h ν－W 0，因为材料不同逸出功不同，所以遏止电压U c 不同，光电子的最大初动能不同，选项A 、B 正确；因为光强不确定，所以单
位时间逸出的光电子数可能相同，饱和光电流也可能相同，选项C 正确；在U c -ν图象中，斜率表示普朗克常量h 与e 的比值，两个光电管的U c -ν图象的斜率相同，选项D 错误．
【答案】 ABC
7．(2017·贵州贵阳检测)(多选)将质量均为m 的三个小球a 、b 、c ，从y 轴上不同位置沿x 轴正方向水平抛出，其运动轨迹如图所示，x 轴在水平地面上，y 轴沿竖直方向，不计空气阻力，重力加速度为g ，下列关于三个小球从抛出到落地的
说法中正确的是( )
A ．小球a 与小球b 的动量变化量之比为2∶1
B ．小球a 、b 、c 的机械能守恒，动量也守恒
C ．小球a 与小球b 受到的冲量之比为2∶1
D ．小球b 、c 受到的冲量相等
【解析】 由题意可知三个小球均做平抛运动，水平位移之比为x a ∶x b ∶x c ＝2∶2∶1，竖直位移之比为y a ∶y b ∶y c ＝2∶1∶1，由竖直方向的运动可知t ＝2y g
，因此三个小球在空中运动的时间之比为t a ∶t b ∶t c ＝2∶1∶1.由动量定理mgt ＝I ＝Δp ，可知小球a 和小球b 受到的冲量之比为I a ∶I b ＝2∶1，选项C 错误；动量的变化量之比为Δp a ∶Δp b ＝2∶1，选项A 正确；由于只有重力对三个小球做功，因此在运动过程中小球的机械能均守恒，三个小球所受的合外力不为零，则小球的动量不守恒，选项B 错误；由于小球b 和小球c 在空中运动的时间相等，则两个小球受到的冲量相等，选项D 正确．
【答案】 AD
8．(2017·辽宁三校调考)(多选)如图所示，一质量为m 0＝0.05 kg 的子弹以水平初速度v 0＝200 m/s 打中一放在水平地面上A 点的质量为m ＝0.95 kg 的物块，并留在物块内(时间极短，可忽略)，随后物块从A 点沿AB 方向运动，与距离A 点L ＝5 m 的B 处的墙壁碰撞前瞬间的速度为v 1＝8 m/s ，碰后以v 2＝6 m/s 的速度反向运动直到静止，测得物块与墙碰撞的时间为t ＝0.05 s ，g 取10 m/s 2，则( )
A ．物块从A 点开始沿水平面运动的初速度v ＝10 m/s
B ．物块与水平地面间的动摩擦因数μ＝0.36
C ．物块与墙碰撞时受到的平均作用力大小F ＝266 N
D ．物块在反向运动过程中产生的摩擦热Q ＝18 J
【解析】 子弹打中物块的过程，由于内力远远大于外力，根据动量守恒定律有m 0v 0＝(m 0＋m )v ，解得v ＝10 m/s ，选项A 正确；物块由A 点运动到B 点的过程，根据动能定理有
－μ(m 0＋m )gL ＝12(m 0＋m )v 21－12
(m 0＋m )v 2，解得μ＝0.36，B 正确；物块与墙碰撞过程中，以向右为正方向，由动量定理有－F t ＝－(m 0＋m )v 2－(m 0＋m )v 1，解得F ＝280 N ，选项C 错误；物块在反向运动过程中，根据动量守恒定律可知，动能全部转化为因摩擦而产生的热
量，即Q ＝12
(m 0＋m )v 22＝18 J ，选项D 正确． 【答案】 ABD
二、非选择题：本大题共4小题，共52分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
9．(2017·四川重点中学联考)在足够长的光滑绝缘水平面上，两虚线P 、Q 之间存在水平向右的匀强电场，一不带电的绝缘小滑块乙放在虚线Q 的边缘，一带正电的小滑块甲放在虚线P 的边缘，如图所示．现将滑块甲无初速度释放，当滑块甲到达虚线Q 时，与滑块乙发生碰撞且碰撞时间极短，碰撞过程滑块甲的电荷量不变，整个过程中仅碰撞一次，经过一段
时间两滑块保持一定的距离不变，且此距离为两虚线间距的49
，两滑块均可视为质点，求： (1)甲、乙两滑块的质量之比；
(2)两滑块因碰撞损失的能量与电场力对滑块甲做功的比值．
【解析】 (1)设P 、Q 之间的距离为L ，滑块甲受到的电场力为F ，滑块甲、乙的质量分别为m 1、m 2，滑块甲碰前瞬间的速度为v 0，滑块甲、乙碰后瞬间的速度分别为v 1、v 2，取向右的方向为正方向，由动量守恒定律有m 1v 0＝m 1v 1＋m 2v 2，由题意知，碰后滑块甲、乙速度大小相等、方向相反，设其大小为v ，则v 2＝－v 1＝v .
碰前，对滑块甲由动能定理有FL ＝12
m 1v 20， 碰后，设滑块甲在虚线P 、Q 之间往返运动的时间为t ，由动量定理有Ft ＝2m 1v ，碰后，
滑块乙向右做匀速运动，有49L ＝vt ，联立解得v ＝v 03，m 1m 2＝14
. (2)碰撞过程中两滑块损失的机械能
ΔE ＝12m 1v 20－? ????12
m 1v 21＋12m 2v 22， 代入数据，解得ΔE ＝29
m 1v 20， 由(1)可知电场力做的功为W ＝12m 1v 20，解得ΔE W ＝49
. 【答案】 (1)1∶4 (2)4∶9
10．(2017·云南七校联考)如图所示，质量为m ＝0.6 kg 的小球A 从半径为R ＝1.25 m 的四分之一光滑圆弧轨道顶端由静止释放，运动到轨道末端O 点时与另一质量为m ′(未知)的小球B 发生弹性正碰，碰撞后小球B 水平抛出，经0.5 s 时间小球B 击中平台右下侧挡板上的P 点．以O 为原点在竖直面内建立平面直角坐标系，挡板形状满足方程y ＝x 2
－10.25(单位：m)，重力加速度g ＝10 m/s 2，不计碰撞时间．求：
(1)碰后小球B 的速度；
(2)小球B 的质量和碰后小球A 的速度．
【解析】 (1)碰后小球B 从O 点抛出做平抛运动，满足
－y ＝12
gt 2，x ＝v B t ， 又y ＝x 2
－10.25 (m)，联立解得v B ＝6 m/s.
(2)小球A 从静止释放到运动至O 点的过程，根据机械能守恒定律有mgR ＝12mv 20，解得v 0＝5 m/s.
小球A 与小球B 发生弹性正碰，根据动量守恒定律和机械能守恒定律，有mv 0＝mv A ＋m ′v B ，
12mv 20＝12mv 2A ＋12
m ′v 2
B ， 联立解得v A ＝1 m/s ，m ′＝0.4 kg.(v A ＝5 m/s ，m ′＝0不符合题意舍去)
【答案】 (1)6 m/s (2)0.4 kg 1 m/s
11．(2017·海南五校模拟)如图所示，物块B 、C 分别静置于水平地面上的M 、N 两点，一轻质弹簧左端固定在O 点，右端连接一物块A 但不黏连，现压缩弹簧使物块A 静置于水平地面上P 点，并用细线将物块A 与O 点连接起来．已知M 点右侧水平面光滑，左侧水平面粗糙，且物块A 与粗糙水平面间的动摩擦因数为μ＝0.5.已知s MP ＝1.6 m ，弹簧的弹性势能为E p ＝40 J ，剪断细线，物块A 滑到M 点且与B 发生正碰，碰撞后物块A 和物块B 立刻黏在一起向右运动，并与物块C 发生正碰，碰后瞬间物块C 的速度为v 2＝2.0 m/s.物块A 和物块B 的质量均为m ＝1 kg ，物块C 的质量为物块A 的质量的k 倍．设碰撞时间很短，物块A 、B 、
C 均可视为质点，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度g 取10 m/s 2.根据物块A 、B 与物块C
的碰撞过程的不同类型，求k 的取值范围并分析碰后物块A 、B 的运动状态．
【解析】 设物块A 滑至M 点的速度为v 0，由功能关系知
E p ＝μmgs PM ＋12mv 2
0，解得v 0＝8 m/s.
物块A 和物块B 相碰，由动量守恒定律知mv 0＝2mv 1，
解得v 1＝4 m/s.
若物块A 、B 与物块C 发生完全非弹性碰撞，由动量守恒定律得2mv 1＝(2＋k )mv 2；
代入数据解得k ＝2，此时12×2mv 21>12
×(2＋2)mv 22，符合题意，物块A 、B 的速度与物块C 相同．
若物块A 、B 与物块C 发生碰撞后，物块A 、B 的速度为0，由动量守恒定律得
2mv 1＝kmv 2，
代入数据解得k ＝4，此时12×2mv 21>12
kmv 22，符合题意，若物块A 、B 与物块C 发生弹性碰撞，由动量守恒定律和能量守恒定律得2mv 1＝2mv 3＋kmv 2，
12·2mv 21＝12·2mv 23＋12
·kmv 22， 联立解得v 3＝－2 m/s(v 3＝4 m/s 不符合题意，舍去)，k ＝6
此时物块A 、B 的运动方向与物块C 相反．
根据以上分析可知
当2≤k <4时，物块A 、B 的运动方向与物块C 相同，
当k ＝4时，物块A 、B 的速度为0，
当4 【答案】 见解析 12．(2017·甘肃张掖诊断)如图所示，一长木板A 放在水平地面上，可视为质点的物块B 静止放在长木板上且距A 左端为L 0，与B 完全相同的物块C 以水平初速度v 0冲上A 并能与B 相碰，B 、C 碰后黏在一起不再分开并一起向右运动．已知A 、B 、C 的质量均为m ，重力加 速度为g ，B 、C 与A 之间的动摩擦因数μ1＝14，A 与地面之间的动摩擦因数μ2＝18 ，v 0＝92 gL 0，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．则： (1)物块C 冲上木板瞬间，A 、B 、C 的加速度各为多少？ (2)C 与B 发生碰撞后的速度大小为多少？ (3)为使B 、C 结合体不从A 右端掉下来，A 的长度至少要多长？ 【解析】 (1)C 冲上A 后，C 受到的摩擦力大小为F f C ＝μmg ＝14 mg ，A 受到地面的最大静 摩擦力大小为F f A m ＝μ2(3m )g ＝38 mg ，由于F f A m >F f C ，所以A 、B 保持静止， 即加速度a A ＝0，a B ＝0，由牛顿第二定律F f C ＝ma C ， 物块C 运动的加速度大小为a C ＝14 g . (2)C 在A 上做减速运动，设其碰前速度为v C ，由动量定理得－μ1mgL 0＝12mv 2C －12 mv 20， 物块B 、C 碰撞过程动量守恒，设碰后速度为v BC ，有 mv C ＝2mv BC ，解得v C ＝ v 20－12 gL 0＝2gL 0， v BC ＝1 2v C ＝gL 0. (3)B 、C 结合体受到A 的摩擦力F f BC ＝2μ1mg ＝12 mg ，方向向左根据牛顿第三定律，结合体给A 向右的摩擦力F ′f BC ＝F f BC >F f A m . 故A 做初速度为零的匀加速直线运动，B 、C 做匀减速直线运动，设其达到的共同速度为v ABC ，由牛顿第二定律知 对B 、C ：F f BC ＝2ma BC ，对A ：F ′f BC －F f A m ＝ma ′A ， 解得a BC ＝14g ，a ′A ＝18 g ， 由运动学方程v ABC ＝v BC －a BC t ，v ABC ＝a ′A t ， 解得v ABC ＝13 gL 0. 设A 从开始运动到达到共同速度，对地位移为s A ，B 、C 在这段时间内的对地位移为s BC ，由动能定理 对B 、C ：－F f BC s BC ＝12·2mv 2ABC －12 ·2mv 2BC ， 对A ：(F f BC －F f Am )s A ＝12 mv 2ABC ， 解得：s BC ＝169L 0，s A ＝49 L 0， 综合体B 、C 在A 上运动的距离为ΔL ＝s BC －s A ＝43 L 0， 若达到共同速度v ABC 时，结合体B 、C 恰好运动至木板A 的最右端，木板长最小 L ＝L 0＋ΔL ＝73 L 0， 即A 的长度至少为73 L 0. 1 4g(2)gL0(3) 7 3 L0 【答案】(1)a A＝0 a B＝0 a C＝ 本文档仅供文库使用。 百度文库是百度发布的供网友在线分享文档的平台。百度文库的文档由百度用户上传，需要经过百度的审核才能发布，百度自身不编辑或修改用户上传的文档内容。网友可以在线阅读和下载这些文档。百度文库的文档包括教学资料、考试题库、专业资料、公文写作、法律文件等多个领域的资料。百度用户上传文档可以得到一定的积分，下载有标价的文档则需要消耗积分。当前平台支持主流的doc(.docx)、.ppt(.pptx)、.xls(.xlsx)、.pot、.pps、.vsd、.rtf、.wps、.et、.dps、.pdf、.txt 文件格式。 高中物理-《原子结构》单元测试题 一、选择题 1．卢瑟福粒子散射实验的结果是 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．说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上 D．说明原子中的电子只能在某些不连续的轨道上运动 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。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粒子的运动轨迹的图是( ) 3．氢原子辐射出一个光子后,根据玻尔理论,下述说法中正确的是( ) A．电子绕核旋转的半径增大B．氢原子的能量增大 C．氢原子的电势能增大D．氢原子核外电子的速率增大 4．下列氢原子的线系中波长最短波进行比较,其值最大的是 ( ) A．巴耳末系B．莱曼系C．帕邢系D．布喇开系 5．关于光谱的产生,下列说法正确的是( ) A．正常发光的霓虹灯属稀薄气体发光,产生的是明线光谱 B．白光通过某种温度较低的蒸气后将产生吸收光谱 C．撒上食盐的酒精灯火焰发出的光是明线光谱 D．炽热高压气体发光产生的是明线光谱 6．仔细观察氢原子的光谱,发现它只有几条分离的不连续的亮线,其原因是( ) A．观察时氢原子有时发光,有时不发光 B．氢原子只能发出平行光 C．氢原子辐射的光子的能量是不连续的,所以对应的光的频率也是不连续的 D．氢原子发出的光互相干涉的结果 7．氢原子第三能级的能量为 ( ) A．－13.6eV B．－10.2eV C．－3.4eV D．－1.51eV 8．下列叙述中,符合玻尔氢原子的理论的是 1 2 3 4 5 ∞ ( ) A ．电子的可能轨道的分布只能是不连续的 B ．大量原子发光的光谱应该是包含一切频率的连续光谱 C ．电子绕核做加速运动,不向外辐射能量 D ．与地球附近的人造卫星相似,绕核运行,电子的轨道半径也要逐渐减小 9．氦原子被电离一个核外电子后,形成类氢结构的氦离子。已知基态的氦离子能量为E 1=－54.4 eV,氦离子能级的示意图如图所示。在具有下列能量的光子中,不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是 ( ) A ．40.8 eV B ．43.2 eV C ．51.0 eV D ．54.4 eV 10．μ子与氢原子核（质子）构成的原子称为μ氢原子,它在原子核物理的研究中有重要作用。图为μ氢原子的能级示意图。假定光子能量为E 的一束光照射容器中大量处于n =2能级的μ氢原子,μ氢原子吸收光子后,发出频率为ν1、ν2、ν3、ν4、ν5和ν6的光,且频率依次增 大 , 则E 等 于 ( ) A ．h (ν3－ν1) B ．h (ν5＋ν6) C ．h ν3 D ．h ν4 11．已知氢原子基态能量为－13.6eV,下列说法中正确的有 ( ) A ．用波长为600nm 的光照射时,可使稳定的氢原子电离 B ．用光子能量为10.2eV 的光照射时,可能使处于基态的氢原子电离 C ．氢原子可能向外辐射出11eV 的光子 D ．氢原子可能吸收能量为1.89eV 的光子 12．红宝石激光器的工作物质红宝石含有铬离子的三氧化二铝晶体,利用其中的铬离子产生激光。铬离子的能级如图所示,E 1是基态,E 2是亚稳态,E 3是激发态,若以脉冲氙灯发出波长为λ1的绿光照射晶体,处于基态的铬离子受激发跃迁到E 3,然后自发跃迁到E 2,释放波长为λ2的光子,处于亚稳态E 2的离子跃迁到基态时辐射出的光就是激光,这种激光的波长为( ) A ．122 1λλλλ- B ．2121λλλλ- C ．2121λλλλ- D ．2 11 2λλλλ- 必修二 1·1·2 元素的性质和原子结构 碱金属元素 1．碱金属元素的原子结构及其特点： 碱金属元素包括：__Li 、Na 、K__、Pb 、Cs(写元素符号)。 其原子结构示意图为 ____、____ 、____、 原子结构特点如下： (1)相似性：最外层电子数都是__1__。 (2)递变性：Li →Cs ，核电荷数__增大__，电子层数__增多__，原子半径__增大__。 点拨：最外层电子数是1的原子不一定是碱金属元素，还可能是氢原子。 2点拨：少量的钠、钾保存在煤油中，锂的密度比较小，所以少量的锂保存在石蜡中。 3．碱金属单质的化学性质： 点拨：锂与氧气反应产物只有Li 2O 一种，其他碱金属与氧气反应的产物至少有两种。 卤族元素 1．原子结2.卤素单点拨：溴是常温下唯一呈液态的非金属单质。 3．单质的化学性质： (1)与H 2的反应 ①相似性：与H 2在一定条件下均反应生成HX 。 ②递变性：由F 2―→I 2 与氢气化合越来越__难__。 反应程度越来越弱，生成的氢化物越来越__不稳定__。 点拨：在卤族单质的置换反应实验中，加入CCl 4 的目的是萃取和分层。 三、同主族元素的性质与原子结构的关系 同主族元素（自上而下） 碱金属元素单质化学性质的相似性和递变性 问题探究： 1．Li、Na、K在空气中燃烧分别生成Li 2O、Na 2 O 2 、KO 2 (超氧化钾)说明什么问题？如何保 存单质钾？ 2．请结合碱金属元素的原子结构的递变性探究其单质化学性质的递变性。 碱金属元素单质化学性质的相似性和递变性 探究提示：1.说明Li、Na、K活动性依次增强；保存钾时保存在煤油中，以避免与空气中 的O 2、H 2 O反应。 2．碱金属元素原子的最外层电子数都相等，但从Li到Cs，随着核电荷数的增加，碱金属元素原子的电子层数逐渐增多，原子核对核外电子的吸引能力逐渐减弱；失电子能力逐渐增强，金属性逐渐增强。 知识归纳总结： 1．相似性 2．递变性 具体情况如下(按从Li→Cs的顺序)： (1)与氧气、与水反应的剧烈程度逐渐增强。 第一节原子结构 教学目标： 知识目标： 1．复习原子构成的初步知识，使学生懂得质量数和A Z X的含义，掌握构成原子的粒子间的关系。 2．了解关于原子核外电子运动特征和常识。 3．理解电子云的描述和本质。 4．了解核外电子排布的初步知识，能画出1～号元素的原子结构示意图。 能力目标： 培养自学能力、归纳总结能力、类比推理能力。 教学重点：原子核外电子的排布规律。 教学难点：原子核外电子运动的特征，原子核外电子的排布规律。 (第一课时) 教学过程： [复习]原子的概念，原子的构成，原子为什么显电中性？ [板书]一、原子核 1。原子结构 质子： 1.6726×10-27kg 原子核 原子中子： 1.6748×10-27kg 电子： 1.6726×10-27kg/1836 注意：核电荷数=质子数=电子数近似原子量=质子数+中子数原子的粒子间的关系： 决定元素种类的是：，决定原子质量的 是： 决定元素化学性质的主要是：，决定原子种类的是： 1.6726×10-27kg 1.66×10-27kg 2．质量数 质子的相对质量= =1.007≈1 1.6748×10-27kg 1.66×10-27kg 中子的相对质量= =1.008≈1 将原子核内所有的质子和中子的相对质量取近似值整数加起来，所得的数值叫质量数（A） 质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N） N = A – Z 练习：用A Z X表示原子： （1）求中性原子的中子数：N= （2）求阳离子的中子数，A X n+共有x个电子，则N= （3）求阴离子的中子数，A X n-共有x个电子，则N= （4）求中性分子或原子团的中子数，12C16O2分子中， N= （5） A2-原子核内有x个中子，其质量数为m，则n g A2-离子所含电子的物质的量为 ： . 二、核外电子运动的特征 请一位同学讲述宏观物体的运动的特征。 比较电子的运动和宏观物体的运动。 1．核外电子运动的特征： （1）带负电荷，质量很小。 （2）运动的空间范围小。 （3）高速运动。 学生阅读课本P91，播放电子云形成的动画。 2．电子云 电子在原子核外空间一定范围内出现，可以想象为一团带负电荷的云雾笼罩在原子核的周围，所以人们形象地把它叫做“电子云”。 注意：（1）图中的每个小黑点并不代表一个电子，小黑点的疏密表示电子在核外单位体积内出现机会的多少。 （2）“电子云”是核外电子运动的一种形象化表示。 1．已知一种碳原子（质子数、中子数均为6）的一个原子的质量为m kg，若一个铁原子的质量为n kg ，则铁的原子量是 2．以下有关电子云的描述，正确的是（） A 电子云示意图的小黑点疏密表示电子在核外空间出现机会的多少 B 电子云示意图中的每一个小黑点表示一个电子 C 小黑点表示电子，黑点愈多核附近的电子就愈多 D 小黑点表示电子绕核作圆周运动的轨道 第二课时 [复习]1。原子的结构。 2．电子云的概念及核外电子运动的特征。 对于多电子的原子，核外电子的运动要复杂一些，通常，能量低的在离核较近的区域运动，能量高的在离核较远的区域运动。 三、原子核外电子的排布 1．电子层 层序数 1 2 3 4 高中化学学习材料 金戈铁骑整理制作 元素性质与原子结构 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 1．下列关于碱金属和卤素的说法中,错误 ．．的是( )。 A.随着核电荷数的增大,碱金属元素和卤素的原子半径都逐渐增大 B.碱金属元素中,锂原子失去电子的能力最弱,卤素中,氟原子得电子能力最强 C.钾与水的反应比钠与水的反应更剧烈 D.溴单质与水反应比氯单质与水反应更剧烈 2．下列关于碱金属元素的原子结构和性质的叙述中不正确 ．．．的是( )。 A.碱金属元素原子的最外层都只有一个电子,在化学反应中容易失去电子 B.碱金属元素形成的单质都是强还原剂 C.若碱金属M在氧气中燃烧只能生成M2O,则M可能为Na D.碱金属元素形成的单质都能与水反应生成碱 3．下列关于F、Cl、Br、I性质的比较中不正确 ．．．的是( )。 A.原子核外电子层数随核电荷数的增加而增多 B.气态氢化物的稳定性随核电荷数的增多而增强 C.原子半径随核电荷数的增加而增大 D.单质的颜色随核电荷数的增加而加深 4．下列有关非金属元素的叙述以及推理结果正确的是( )。 A.非金属性:F>Cl,故将F2通入NaCl溶液中能置换出氯 B.非金属性:Br 教案 课题：第一节原子结构（2）授课班级 课时第二课时 教学目的 知识 与 技能 1、了解原子结构的构造原理，能用构造原理认识原子的核外电子排布 2、能用电子排布式表示常见元素（1～36号）原子核外电子的排布 3、知道原子核外电子的排布遵循能量最低原理 4、知道原子的基态和激发态的涵义 5、初步知道原子核外电子的跃迁及吸收或发射光谱，了解其简单应用 过程 与 方法 复习和沿伸、动画构造原理认识核外电子排布，亲自动手书写，体会原理情感 态度 价值观 充分认识原子构造原理，培养学生的科学素养，有利于增强学生学习化学 的兴趣。 重点电子排布式、能量最低原理、基态、激发态、光谱难点电子排布式 知识结构与板书设计三、构造原理 1．构造原理：绝大多数基态原子核外电子的排布的能级顺序都遵循下列顺序：1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s…… 2、能级交错现象(从第3电子层开始)：是指电子层数较大的某些轨道的能量反低于电子层数较小的某些轨道能量的现象。 电子先填最外层的ns，后填次外层的（n-1）d，甚至填入倒数第三层的（n-2）f的规律叫做“能级交错” 3．能量最低原理：原子核外电子遵循构造原理排布时，原子的能量处于最低状态。即在基态原子里，电子优先排布在能量最低的能级里，然后排布在能量逐渐升高的能级里。 4、对于同一电子亚层(能级)(等价轨道),当电子排布为全充满、半充满或全空时,原子是比较稳定的。 5、基态原子核外电子排布可简化为：［稀有气体元素符号］+外围电子(价电子、最外层电子) 四、基态与激发态、光谱 1、基态—处于最低能量的原子。 第一章原子结构与性质 一.原子结构 1、能级与能层 电子云：用小黑点的疏密来描述电子在原子核外空间出现的机会大小所得的图形叫电子云图.离核越近，电子出现的机会大，电子云密度越大；离核越远，电子出现的机会小，电子云密度越小. 电子层（能层）：根据电子的能量差异和主要运动区域的不同，核外电子分别处于不同的电子层.原子由里向外对应的电子层符号分别为K、L、M、N、O、P、Q. 原子轨道（能级即亚层）：处于同一电子层的原子核外电子，也可以在不同类型的原子轨道上运动，分别用s、p、d、f表示不同形状的轨道，s轨道呈球形、p轨道呈哑铃形 2、原子轨道 3、原子核外电子排布规律 （1）构造原理：随着核电荷数递增，大多数元素的电中性基态原子的电子按下图顺序填入核外电子运动轨道（能级），叫做构造原理。 原子核外电子的运动特征可以用电子层、原子轨道(亚层)和自旋方向来进行描述. 能级交错：由构造原理可知，电子先进入4s轨道，后进入3d轨道，这种现象叫能级交错。 （2）能量最低原理：电子先占据能量低的轨道，再依次进入能量高的轨道. （3）泡利（不相容）原理：一个轨道里最多只能容纳两个电子，且自旋方向相反（用“↑↓”表示），这个原理称为泡利原理。 （4）洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道（能量相同）时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同，这个规则叫洪特规则。比如，p3的轨道式为，而不是。 洪特规则特例：在等价轨道的全充满（p6、d10、f14）、半充满（p3、d5、f7）、全空时(p0、d0、f0)的状态，具有较低的能量和较大的稳定性.如24Cr [Ar]3d54s1、29Cu [Ar]3d104s1。 前36号元素中，全空状态的有4Be 2s22p0、12Mg 3s23p0、20Ca 4s23d0；半充满状态的有：7N 2s22p3、15P 3s23p3、24Cr 3d54s1、25Mn 3d54s2、33As 4s24p3；全充满状态的有10Ne 2s22p6、18Ar 3s23p6、29Cu 3d104s1、30Zn 3d104s2、36Kr 4s24p6。 4、基态原子核外电子排布的表示方法 （1）电子排布式 ①用数字在能级符号的右上角表明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式，例如K：1s22s22p63s23p64s1。 ②为了避免电子排布式书写过于繁琐，把内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分以相应稀有气体的元素符号外加方括号表示，例如K：[Ar]4s1。 （2）电子排布图(轨道表示式) 每个方框或圆圈代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子。 如基态硫原子的轨道表示式为 二、原子结构与元素周期表 ↑↓↑ ↑↑↑ 最新整理高一化学教案原子结构教案知识目标： 1、认识原子核的结构 2、理解质量数和AZX的含义， 3、掌握质量数、质子数、中子数、电子数间的关系。能进行质量数、质子数、中子数、电子数间的简单计算 4、理解元素、核素、同位素的含义，会判断同位素 能力情感目标： 1、培养学生对数据的分析处理、概括总结能力 2、尝试运用比较、归纳等方法对信息进行加工 3、通过假说、模型等科学研究方法培养学生科学的学习方法和科学的学习态度 4、通过放射性同位素作用的自学和查阅，激发学生学习的热情 学习重点： 原子核的结构，构成原子的各微粒间的关系及同位素的判断 难点：原子核的结构及构成原子的各微粒间的关系 教法:模型展示、多媒体动画模拟、问题推进、对比归纳 学法:交流研讨、比较归纳、练习巩固 [引入]初中我们学习了原子结构的初步知识，原子由原子核和核外电子构成。那么原子核和核外电子在原子中的相对关系是怎样的呢？下面我们重温一下著名的卢瑟福实验。 [多媒体动画演示1]卢瑟福的α粒子散射实验及实验现象2· [学生活动]学生观看实验，总结现象，分析现象并思考问题： 1、大部分粒子穿过金箔不偏转，说明了什么？ 2、少数粒子被偏转，个别粒子被反射分别说明了什么？ 3、试想象推测原子的结构模型 [多媒体演示2]展示卢瑟福的解释：原子：原子核（带正电）；核外电子（带负电）在此实验的基础上，卢瑟福提出了“核式原子模型”，较好的解释了原子核与核外电子的关系，那么，原子核内部的结构又是怎样的？ 多媒体演示3学习目标1· 一、原子核核素 1、原子核的构成 [交流研讨]9·阅读P3表格，分析电子、质子、中子的基本数据表,思考讨论以下问题 微粒 电子 质子 中子 质量（Kg） 9.109×10-31 1.673×10-27 1.675×10-27 相对质量 0.000548 1.007 1.008 第十八章原子结构 新课标要求 1．内容标准 （1）了解人类探索原子结构的历史以及有关经典实验。 例1 用录像片或计算机模拟，演示α粒子散射实验。 （2）通过对氢原子光谱的分析，了解原子的能级结构。 例2 了解光谱分析在科学技术中的应用。 2．活动建议 观看有关原子结构的科普影片。 新课程学习 18．4 玻尔的原子模型 ★新课标要求 （一）知识与技能 1．了解玻尔原子理论的主要内容。 2．了解能级、能量量子化以及基态、激发态的概念。 （二）过程与方法 通过玻尔理论的学习，进一步了解氢光谱的产生。 （三）情感、态度与价值观 培养我们对科学的探究精神，养成独立自主、勇于创新的精神。 ★教学重点 玻尔原子理论的基本假设。 ★教学难点 玻尔理论对氢光谱的解释。 ★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。 ★教学用具： 投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 （一）引入新课 复习提问： 1．α粒子散射实验的现象是什么？ 2．原子核式结构学说的内容是什么？ 3．卢瑟福原子核式结构学说与经典电磁理论的矛盾 教师：为了解决上述矛盾，丹麦物理学家玻尔，在1913年提出了自己的原子结构假说。 （二）进行新课 1．玻尔的原子理论 （1）能级（定态）假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。这些状态叫定态。（本假设是针对原子稳定性提出的）（2）跃迁假设：原子从一种定态（设能量为E n ）跃迁到另一种定态（设能量为E m ）时，它辐射（或吸收）一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即 n m E E h -=ν（h 为普朗克恒量） （本假设针对线状谱提出） （3）轨道量子化假设：原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应。原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道的分布也是不连续的。（针对原子核式模型提出，是能级假设的补充）2.玻尔根据经典电磁理论和牛顿力学计算出氢原子的电子的各条可 第一章第一节原子结构（第二课时） 教学目标： 1、知道原子核外电子的排布遵循能量最低原理 2、知道原子的基态和激发态的涵义 3、初步知道原子核外电子的跃迁及吸收或发射光谱，了解其简单应用 重点难点:能量最低原理、基态、激发态、光谱 教学过程： 〖引入〗在日常生活中，我们看到许多可见光如灯光、霓虹灯光、激光、焰火与原子结构有什么关系呢？ 创设问题情景：利用录像播放或计算机演示日常生活中的一些光现象，如霓虹灯光、激光、节日燃放的五彩缤纷的焰火等。 提出问题：这些光现象是怎样产生的? 问题探究：指导学生阅读教科书，引导学生从原子中电子能量变化的角度去认识光产生的原因。 问题解决：联系原子的电子排布所遵循的构造原理，理解原子基态、激发态与电子跃迁等概念，并利用这些概念解释光谱产生的原因。 应用反馈：举例说明光谱分析的应用，如科学家们通过太阳光谱的分析发现了稀有气体氦，化学研究中利用光谱分析检测一些物质的存在与含量，还可以让学生在课后查阅光谱分析方法及应用的有关资料以扩展他们的知识面。 〖总结〗 原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，简称能量最低原理。 处于最低能量的原子叫做基态原子。 当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将释放能量。光（辐射）是电子释放能量的重要形式之一。 不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。许多元素是通过原子光谱发现的。在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。 〖阅读分析〗分析教材p8发射光谱图和吸收光谱图，认识两种光谱的特点。 阅读p8科学史话，认识光谱的发展。 〖课堂练习〗 1、同一原子的基态和激发态相比较（） A、基态时的能量比激发态时高 B、基态时比较稳定 C、基态时的能量比激发态时低 D、激发态时比较稳定 2、生活中的下列现象与原子核外电子发生跃迁有关的是（） A、钢铁长期使用后生锈 B、节日里燃放的焰火 C、金属导线可以导电 D、卫生丸久置后消失 3、比较多电子原子中电子能量大小的依据是（） A．元素原子的核电荷数 B．原子核外电子的多少 C．电子离原子核的远近 D．原子核外电子的大小 4、当氢原子中的电子从2p能级，向其他低能量能级跃迁时 ( ) A. 产生的光谱为吸收光谱 B. 产生的光谱为发射光谱 C. 产生的光谱线的条数可能是2 条 D. 电子的势能将升高. 高中物理-原子结构章末复习 【知识网络梳理】 【知识要点与方法指导】 一、重点、难点、方法 1．原子核式结构的提出与α粒子散射实验的关系 卢瑟福设计的α粒子散射实验是为了探究原子内电荷的分布,并非为了验证汤姆孙模型的正与误,他在做了α粒子散射实验后,根据实验现象的分析提出了原子的“核式结构”模型。 2．对氢原子能级跃迁的理解 （1）原子从低能级向高能级跃迁：吸收一定能量的光子,当一个光子的能量满足 hv E E =-末初时,才能被某一个原子吸收,使原子从低能级E 初向高能级E 末跃迁,而当光子能量hv 大于或小于E E -末初时都不能被原子吸收。 （2）原子从高能级向低能级跃迁,以光子的形式向外辐射能量,所辐射的光子能量恰等于发生跃迁时的两能级间的能量差。 （3）当光子能量大于或等于13.6eV 时,也可以被氢原子吸收,使氢原子电离；当氢原子吸收的光子能量大于13.6eV 。氢原子电离后,电子具有一定的初动能。 一群氢原子处于量子数为n 的激发态时,可能辐射出的光谱线条数为2 (1)2 n n n N C -= =。 （4）原子还可吸收外来实物粒子（例如自由电子）的能量而被激发,由于实物粒子的动能 原 子结构 ?? ? ? ? ? ??? ?? 电子的发现原子模型????? ????光谱光谱分析：用明线光谱和吸收光谱分析物质的化学组成 ?? ???吸收光谱发射光谱???连续谱 线状谱?? ?汤姆孙的发现：阴极射线为电子流 电子发现的意义：原子可以再分??????????? ???? 汤姆孙枣糕式模型卢瑟福核式结构模型玻尔原子结构模型氢原子光谱和光谱分析?? ???能量量子化轨道量子化能级跃迁 第八章原子结构 一、电子的发现： （一）电子的发现： 1．电子是怎样发现的： 汤姆生用测定粒子的荷质比的方法发现了电子。 汤姆生发现阴极射线在电场和磁场中的偏转现象，根据偏转方向，确认阴极射线是带负电的粒子流。当他测定阴线射线粒子的荷质比时发现，不同物质做成的阴极发出的射极（粒子）都有相同的荷质比，这表明它们都能发射相同的带电粒子，因此这种带电粒子是构成物质的共同成份，这就是电子。 2．电子的发现对人类认识原子结构的重要性。 ①电子的发现使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也具有结构。 ②由于原子含有带负电的电子，从物质的电中性出发，推想到原子中还有带正电的部分，这就提出了进一步探索原子结构、探索原子模型的问题。 （二）汤姆生的原子模型（枣糕模型） 葡萄干面包模型 二、原子的核式结构的发现 （一）原子核式结构的发现： 1．什么叫散射实验？ 用各种粒子——x射线、电子和α粒子轰击很薄的物质层，通过观察这些粒子穿过物质层后的偏转情况，获得原子结构的信息，这种实验叫做散射实验。 2．为什么用α粒子的散射（实验）现象可以研究原子的结构？ 原子的结构非常紧密，用一般的方法无法探测它内部的结构，要认识原子的结构，需要用高速粒子对它进行轰击。 ①由于α粒子具有足够的能量可以接近原子的中心， ②α粒子可以使荧光物质发光，如果α粒子与其他粒子发生相互作用，改变了运动的方向，荧光屏便能够显示出它的方向变化。 3．α粒子散射装置 ①放射源（Pa“坡”）玛丽·居里的祖国波兰。 ②金箔：1μm，能透光，有3000多层原子厚。 ③荧光屏荧光屏和显微镜能够围绕金箔在一个 ④显微镜圆周上转动，从而可以观察到穿过金箔后 ⑤转动圆盘偏转角度不同的α粒子 4．实验过程：实验室建在地下，通道大拐角（防光进入） 一、填空题 1、I．请指出下列过程需要破坏的作用力 ①离子键②极性共价键③非极性共价键④氢键⑤分子间作用力 (1)干冰熔化； (2）氢氧化钠溶于水________； (3)过氧化钠溶于水； (4)氯化氢气体溶于水____； (5)冰熔化______________； II．写出下列物质的电子式： （1） N2(2)Na2O2(3) NH4Cl (4) MgF2(5) CO 2 2、对于周期表中下列位置的①～⑩十种元素，请回答有关问题（用元素符号或化学式回答） (1) ②③④三种元素形成的简单离子的半径大小关系 为：。 （2）最高价氧化物水化物碱性最强的物质的化学式，该物质与 ⑤的单质反应的离子方程 式 。 （3）常温下为液态的单质，写出该单质与铁反应的化学方程 式。 （4）1g ⑦的单质完全燃烧，放出的热量为9.25KJ，写出⑦的单质燃烧热的热化学方程式 。 3、已知X、Y、Z、W是短周期元素中的四种非金属元素，它们的原子序数依次增大．X元素的原子形成的离子就是一个质子，Z、W在元素周期表中处于相邻的位置，它们的单质在常温下均为无色气体，Y原子的最外层电子数是内层电子数的2倍。 (1)请写出Z在元素周期表中的位置________。 (2)由X、Y、Z、W四种元素可组成酸式盐，该化合物的水溶液与足量NaOH溶液在加热条件下反应的离子方程式为________________________。 (3)工业上用E检验输送氯气的管道是否漏气，可观察到大量白烟，同时有单质Z生成，写出化学方程式________________________________，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量比为： ________________________。 (4)Z的氢化物与NaClO反应可得到肼(N2H4)，该反应的化学方程式 为。 (5)肼可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N2O4应生成N2和水蒸气。 已知：① N2(g)+2O2(g)= N2O4 (1) △H1= -195kJ·mol-1 ② N2H4(1) + O2(g)= N2(g) + 2 H2O(g) △H2= -534.2kJ·mol-1 写出肼和N2O4反应的热化学方程 式 。 二、选择题 4、下列关于能量转换的认识中不正确的是： A．电解水生成氢气和氧气时，电能转化为化学能 B．绿色植物进行光合作用时，太阳能转化为化学能 C．煤燃烧时，化学能主要转化为热能 D．白炽灯工作时，电能全部转化为光能 5、下列关于碱金属某些性质的排列中，正确的是： A．原子半径：Li＜Na＜K＜Rb＜Cs B．密度：Li＜Na＜K＜Rb＜Cs C．熔点、沸点：Li＜Na＜K＜Rb＜Cs D．还原性：Li＞Na＞K＞Rb＞Cs 6、下列各组微粒具有相同的质子数和电子数的是： A．OH－、H2O、F－ B．NH3、NH、NH C．HCl、F2、H2S D． H3O＋、NH、NH 高中物理-原子结构+练习 一、研究进程 汤姆孙（糟糕模型）→卢瑟福由α粒子散射实验（核式结构模型）→ 波尔量子化模型 →现代原子模型（电子云模型） 二、α 粒子散射实验 a 、实验装置的组成：放射源、金箔、荧光屏 b 、实验的结果： 绝大多数α 粒子基本上仍沿原来的方向前进, 少数 α 粒子(约占八千分之一)发生了大角度偏转, 甚至超过了90o 。 C 、卢瑟福核式结构模型内容： ①在原子的中心有一个很小的原子核, ②原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在原子核里, ③带负电的电子在核外空间里旋转。 原子直径的数量级为m 10 10-,而原子核直径的数量级约为m 1015-。 c 、卢瑟福对实验结果的解释 电子对α粒子的作用忽略不计。 因为原子核很小,大部分α粒子穿过原子时离原子核很远,受到较小的库仑斥力,运动几乎不改变方向。 极少数α粒子穿过原子时离原子核很近,因此受到很强的库仑斥力,发生大角度散射。 d 、核式结构的不足 认为原子寿命的极短；认为原子发射的光谱应该是连续的。 三、氢原子光谱 1、公式：)11(1 2 2n m R -=λ m=1、2、3……,对于每个m,n=m+1,m+2,m+3…… m=2时,对应巴尔末系,其中有四条可见光,一条红色光、一条是蓝靛光、 另外两条是紫光。 2、线状光谱：原子光谱（明线光谱）是线状光谱,比如霓虹灯发光。 3、吸收光谱（主要研究太阳光谱）：吸收光谱是连续光谱背景上出现不连续的暗线。 吸收谱既不是线状谱又不是带状光谱（连续光谱） 4、实验表明：每种原子都有自己的特征谱线。（明线光谱中的亮线与吸收光谱中的暗线相对应,只是通常在吸收光谱中的暗线比明线光谱中的两线要少一些） 5、光谱分析原理：根据光谱来鉴别物质和确定它的化学组成。 6、连续光谱（带状光谱）：炽热的固体、液体或高压气体的光谱是连续光谱。 三、波尔模型 1、电子轨道量子化r=n 2r 1 , r 1=0.053nm ——针对原子的核式结构模型提出。 电子绕核旋转可能的轨道是分立的。 2、原子能量状态量子化（定态）假设——针对原子稳定性提出。 电子在不同的轨道对应原子具有不同的能量。原子只能处于一系列 不连续的能量状态中,这些状态中原子是稳定的,电子虽然绕核旋转, 但不向外辐射能量,这些状态叫定态。 取氢原子电离时原子能量为0,用定积分求得E 1= -13.6ev. 21n E E n =,E 1 = —13.6ev 3、原子跃迁假设（针对原子的线状谱提出） 电子从能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时,会放出光子。 电子吸收光子时会从能量较低的定态轨道跃迁到能量较高的轨道。末初E -E hv =。 注：电子只吸收或发射特定频率的光子完成原子内的跃迁。如果要使电子电离,光子的能量 与氢原子能量之和大于等于零即可。 4、局限性 保留了经典粒子的观念,把电子的运动仍然看成经典力学描述下轨道运动,没有彻底摆脱经典理论的框架。→无法解释较为复杂原子的光谱。 5、现代原子模型： 电子绕核运动形成一个带负电荷的云团,对于具有波粒二象性的微观粒子,在一个确定时刻其空间坐标与动量不能同时测准,这是德国物理学家海森堡在1927年提出的著名的测不准原理。 第3单元课时1 原子结构模型的演变教学设计 一、学习目标 1. 通过原子结构模型演变的学习，了解原子结构模型演变的历史，了解科学家探索原子结构的艰难过程。认识实验、假说、模型等科学方法对化学研究的作用。体验科学实验、科学思维对创造性工作的重要作用。 2.了解钠、镁、氯等常见元素原子的核外电子排布情况，知道它们在化学反应过程中通过得失电子使最外层达到8电子稳定结构的事实。通过氧化镁的形成了解镁与氧气反应的本质。了解化合价与最外层电子的关系。 3.知道化学科学的主要研究对象，了解化学学科发展的趋势。 二、重点、难点 重点：原子结构模型的发展演变 镁和氧气发生化学反应的本质 难点：镁和氧气发生化学的本质 三、设计思路 本课设计先让学生描绘自己的原子结构模型，继而追随科学家的脚步，通过交流讨论，逐步探讨各种原子结构模型存在的问题，并提出改进意见，让学生主动参与人类探索原子结构的基本历程，同时也可体会科学探索过程的艰难曲折。通过镁和氧气形成氧化镁的微观本质的揭示，初步认识化学家眼中的微观物质世界。 四、教学过程 [导入] 观看视频：扫描隧道显微镜下的一粒沙子。今天我们还将进入更加微观的层次，了解人类对于原子结构的认识。你认为我们可以通过什么样的方法去认识原子的内部结构呢？ 直接法和间接法，直接法努力的方向是观察技术的提高和观察工具的改进，而间接法则依赖精巧的实验和大胆的假设。事实上直到今天即使借助扫描隧道显微镜也无法观察到原子的内部结构，所以在人们认识原子结构的过程中，实验和假设以及模型起了很大的作用。 一、中国古代物质观 [提出问题]我们通常接触的物体，总是可以被分割的（折断粉笔）。但是我们能不能无限地这样分割下去呢？ [介绍]《中庸》提出：“语小，天下莫能破焉”。惠施的人也说道“其小无内，谓之小一”。 第一章原子结构与性质 课标要求 1.了解原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素的（1~36号）原子核外电子的排布。了解原子核外电子的运动状态。 2.了解元素电离能的含义，并能用以说明元素的某种性质 3.了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。 4.了解电负性的概念，知道元素的性质与电负性的关系。 要点精讲 一.原子结构 1.能级与能层 2.原子轨道 3.原子核外电子排布规律 ⑴构造原理：随着核电荷数递增，大多数元素的电中性基态原子的电子按右图顺序填入核外电子运动轨道（能级），叫做构造原理。 能级交错：由构造原理可知，电子先进入4s 轨道，后进入3d 轨道，这种现象叫能级交错。 说明：构造原理并不是说4s 能级比3d 能级能量低（实际上4s 能级比3d 能级能量高），而是指这样顺序填充电子可以使整个原子的能量最低。也就是说，整个原子的能量不能机械地看做是各电子所处轨道的能量之和。 （2）能量最低原理 现代物质结构理论证实，原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，简称能量最低原理。 构造原理和能量最低原理是从整体角度考虑原子的能量高低，而不局限于某个能级。 （3）泡利（不相容）原理：基态多电子原子中，不可能同时存在4个量子数完全相同的电子。换言之，一个轨道里最多只能容纳两个电子，且电旋方向相反（用“↑↓”表示），这个原理称为泡利（Pauli ）原理。 （4）洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道（能量相同）时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同，这个规则叫洪特（Hund ）规则。比如，p3的轨道式为 或，而不是。 洪特规则特例：当p 、d 、f 轨道填充的电子数为全空、半充满或全充满时，原子处于较稳定的状态。即p0、d0、f0、p3、d5、f7、p6、d10、f14时，是较稳定状态。 前36号元素中，全空状态的有4Be 2s22p0、12Mg 3s23p0、20Ca 4s23d0；半充满状态的有：7N 2s22p3、15P 3s23p3、24Cr 3d54s1、25Mn 3d54s2、33As 4s24p3；全充满状态的有10Ne 2s22p6、18Ar 3s23p6、29Cu 3d104s1、30Zn 3d104s2、36Kr 4s24p6。 4. 基态原子核外电子排布的表示方法 (1)电子排布式 ①用数字在能级符号的右上角表明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式，例如K ：1s22s22p63s23p64s1。 ②为了避免电子排布式书写过于繁琐，把内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分以↑↓ ↑ ↓ ↓ ↓ ↑ ↑ ↑ 高中物理原子与原子核知识点总结(选修3－5) 原子、原子核这一章虽然不是重点,但是高考选择题也会涉及到,其实只要记住模型和方程式,就不会在做题上出错,下面的一些总结希望对同学们有所帮助. 一波粒二象性 1光电效应的研究思路 (1)两条线索： 10 J·S h为普朗克常数 h=6.63×34 ν为光子频率 2．三个关系 (1)爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0。 (2)光电子的最大初动能E k可以利用光电管实验的方法测得，即E k＝eU c，其中U c是遏止电压。 (3)光电效应方程中的W0为逸出功，它与极限频率νc的关系是W0＝hνc。 3波粒二象性 波动性和粒子性的对立与统一 (1)大量光子易显示出波动性，而少量光子易显示出粒子性。 (2)波长长(频率低)的光波动性强，而波长短(频率高)的光粒子性强。 (3)光子说并未否定波动说，E ＝h ν＝hc λ 中，ν（频率）和λ就是波的概念。 光速C=λν (4)波和粒子在宏观世界是不能统一的，而在微观世界却是统一的。 3．物质波 (1)定义：任何运动着的物体都有一种波与之对应，这种波叫做物质波，也叫德布罗意波。 (2)物质波的波长：λ＝h p ＝h mv ，h 是普朗克常量。 二 原子结构与原子核 （1）卢瑟福的核式结构模型 卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构学说,玻尔把量子说引入到核式结构模型之中,建立了以下三个假说为主要内容的玻尔理论.认识原子核的结构是从发现天然放射现象开始的,发现质子的核反应是认识原子核结构的突破点.裂变和聚变是获取核能的两个重要途径.裂变和聚变过程中释放的能量符合爱因斯坦质能方程。 整个知识体系，可归结为：两模型(原子的核式结构模型、波尔原子模型)；六子(电子、质子、中子、正电子、 粒子、 光子)；四变(衰变、人工转变、裂变、聚变)；两方程(核反应方程、质能方程)。 4条守恒定律(电荷数守恒、质量数守恒、能量守恒、动量守恒)贯串全章。 1.(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。电子的发现证明了原子是可再分的。 (2)汤姆孙原子模型：原子里面带正电荷的物质均匀分布在整个原 《原子结构》习题 一、选择题 1、简单原子的原子结构可用下图形象地表示 其中表示质子或电子，表示中子。则下列有关①②③的叙述中，正确的是 A．①②③互为同位素 B．①②③互为同素异形体 C．①②③是三种物理性质相同的粒子 D．①②③具有相同的质量数 2、以下关于原子结构的说法中，正确的是( ) A．卢瑟福通过α粒子散射实验发现了电子； B．因为原子核是带正电的，所以原子也是带正电的； C．电子是均匀地嵌在原子中的； D．目前被认为最科学的原子模型是电子云模型。 3、下列说法中肯定错误的是 A.某原子K层上只有一个电子 B.某原子M层上电子数为L层上电子数的4倍 C.某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍 D.某离子的核电荷数与最外层电子数相等 4、已知R2+核外有a个电子，b个中子，表示R原子符号正确的是( ) A. B. C. D. 5、16O和18O是氧元素的两种核素，NA表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是( ) A．16O2与18O2互为同分异构体 B．16O与18O核外电子排布方式不同 C．通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化 D．标准状况下，1.12 L16O2和1.12 L18O2均含0.1NA个氧原子 6、质子数和中子数相同的原子A，其阳离子An+核外共有X个电子，则A的质量数为( ) A．2(x+n) B．2(x-n) C．2x D．n+2 7、核电荷数为1~18的元素中，下列叙述正确的是 A最外层只有1个电子的原子一定是金属元素的原子 B最外层只有2个电子的原子一定是金属元素的原子 C原子核外各电子层电子数相等的原子一定是金属元素的原子 D最外层电子数最多的原子最容易获得电子 8、下列说法中正确的是（） A．某微粒核外电子排布为2、8、8，则该微粒一定是氩原子 B．最外层电子达到稳定结构的微粒只能是稀有气体元素的原子 C．F-、Na+、Mg2+、Al3+是与Ne原子具有相同电子层结构的离子 D．既不容易获得电子形成阴离子，也不容易失去电子形成阳离子的原子，最外层电子已达稳定结构 9、某元素的一种同位素X的原子质量数为A，含N个中子，它与1H原子组成HmX分子。在a g HmX中所含质子的物质的量是（） A. a A+m (A-N+m) mol B. a A (A-N) C. a A+m (A-N) D. a A (A-N+m) 10、有aXn-和bYm+两种简单离子(a、b均小于18)，已知aXn-比bYm+多两个电子层，下列关系和说法正确的是（） A.X只能是含有三个电子层的元素 B.a-b+n+m等于10或等于16 C.Y是质子数不小于5的元素 D.Y不可能是含有两个电子层的元素 11、X、Y、Z和R分别代表四种元素。如果aXm+、bYn+、cZn-、dRm-四种离子的电子层结构相同(a、b、c、d为元素的原子序数)，则下列关系正确的是 A. a－c＝m－n B. a－b＝n－m C. c－d＝m＋n D. b－d＝n＋m 12、下列说法中不正确的是( ) ①质子数相同的粒子一定属于同一种元素②同位素的性质几乎相同③质子数相同电子数也相同的两种粒子，不可能是一种分子和一种离子④同一种元素的核素种类由中子数决定 A.②③ B.①② C.①④ D.③④ 二、非选择题 13、有下列微粒：①11H；②21H；③31H；④16O；⑤18O；⑥12C；⑦14C；⑧40K；⑨40Ca；⑩35Cl2；⑾37Cl2，回答以下问题 (填序号)： 高中物理-原子结构测试题 (高考体验卷) 一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项正确;全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分) 1.(·北京理综)一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级,该氢原子() A.放出光子,能量增加 B.放出光子,能量减少 C.吸收光子,能量增加 D.吸收光子,能量减少 解析:由玻尔原子模型、跃迁的特点,由高能级向低能级跃迁过程中能量减少,减少的能量以光子形式放出,选项B正确. 答案:B 2.(·福建理综)在卢瑟福α粒子散射实验中,金箔中的原子核可以看作静止不动,下列各图画出的是其中两个α粒子经历金箔散射过程的径迹,其中正确的是() 解析:α粒子运动时受到原子核的排斥力作用,离原子核距离远的α粒子受到的排斥力小,运动方向改变的角度也小,离原子核距离近的α粒子受到的排斥力大,运动方向改变的角度就大,C项正确. 答案:C 3.(·上海单科)卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构,正确反映实验结果的示意图是() 解析:α粒子散射实验的实验现象:(1)绝大多数的α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进;(2)少数α粒子发生了较大的偏转;(3)极少数α粒子的偏转角θ超过90°,甚至有个别α粒子被反弹回来.据此可知本题只有选项D正确. 答案:D 4.(·全国高考)已知氢原子的基态能量为E1,激发态能量E n=,其中n=2,3,…用h表示普朗克常量,c 表示真空中的光速.能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为() A.- B.- C.- D.- 解析:根据激发态能量公式E n=可知氢原子第一激发态的能量为,设能使氢原子从第一激发态电离的最大波长(设波长为λm)的光子能量为ΔE,则有+ΔE=0,且ΔE=h,联立解得λm=-,所以本题正确选项只有C. 答案:C 5.(·四川理综)如图为氢原子能级示意图的一部分,则氢原子()高中物理-《原子结构》单元测试题
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