原子结构.(A级)

1、原子结构知识框架知识点1 原子核式结构模型1. 汤姆生模型（1）电子的发现汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转判定，它的本质是带负电的粒子流，并求出了这种粒子的比荷汤姆孙用不同材料的阴极做实验，所得的比荷的数值都是相同的，是氢离子比荷的近两千倍后来，汤姆孙直接测量了阴极射线的电荷量，得到这种粒子电荷量的大小和氢离子的电荷量大小基本相同后来把组成阴极射线的粒子称为电子汤姆生发现了电子之后，又发现不论是阴极射线、射线、光电效应中的光电流还是热粒子流，它们都包含电子这种带电粒子从原子中发射出来，它的质量只比最轻原子的质量的两千分之一稍多一点，由此可见电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元（

2、2）“枣糕模型”电子发现之后，科学家们提出很多原子模型最有影响的汤姆孙本人的“枣糕模型”，他认为原子是一个球形，正电荷弥漫性的均匀分别在整个球体内，电子镶嵌其中2. 粒子散射实验（1）实验方法粒子散射实验是用粒子轰击金箔，用带有荧光屏的放大镜，在水平面内范围内观测，探测到金箔后的散射的数目情况（2）实验结果绝大多数粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但是有少数粒子发生了较大的偏转，偏转的角度大于，甚至有的被反向弹回这说明原子的正电荷和质量一定集中在一个很小的核上3. 卢瑟福的核式结构模型（行星式模型）卢瑟福由粒子散射实验提出：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部

3、质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间运动4. 原子核的电荷与尺度（1）原子内的电荷关系原子是由带正电的原子核与带负电的电子组成，原子序数Z等于核电荷量与电子电荷量大小的比值（2）原子核的大小由粒子散射实验的实验数据还可以估算出原子核大小的数量级是知识点2 玻尔的原子模型1. 玻尔的三条假设（量子化）（1）轨道量子化 （2）能量量子化： （3）频率条件：原子在两个能级间跃迁时辐射或吸收光子的能量2. 从高能级向低能级跃迁时放出光子，从低能级向高能级跃迁时可能是吸收光子，也可能是由于碰撞（用加热的方法，使分子热运动加剧，分子间的相互碰撞可以传递能量）原子从低能级向高能级跃迁时只能吸收一定频

4、率的光子；而从某一能级到被电离可以吸收能量大于或等于电离能的任何频率的光子（如在基态，可以吸收E 136eV的任何光子，所吸收的能量除用于电离外，都转化为电离出去的电子的动能）3. 玻尔理论的局限性由于引进了量子理论（轨道量子化和能量量子化），玻尔理论成功地解释了氢光谱的规律但由于它保留了过多的经典物理理论（牛顿第二定律、向心力、库仑力等），所以在解释其他原子的光谱上都遇到很大的困难玻尔模型，引入量子理论，量子化就是不连续性，整数n叫量子数知识点3 光谱和光谱分析1. 光谱（1）定义：用光栅或棱镜把可见光按波长展开，获得光的波长（频率）和强度分布的记录，即光谱（2）分类：有些光谱是一条条的亮线

5、，这样的亮线叫谱线，这样的光谱叫线状谱有的光谱看起来不是一条条分立的谱线，而是连续在一起的光带，这样的光谱叫做连续谱稀薄气体发光形成线状谱（又叫明线光谱、原子光谱）炽热的固体、液体和高压气体发出的光形成连续光谱2. 光谱分析（1）特征光谱：各种原子的发射光都是线状谱，说明原子只发射几种特定频率的光不同原子发射的线状谱两县的位置不同，说明不同原子的发光频率是不一样的，因此这些亮线称为原子的特征光谱（2）光谱分析：利用原子的特征谱线来鉴别物质和确定物质的组成成分，这种方法叫做光谱分析这种方法的优点是非常灵敏而且迅速只要某种元素在物质中的含量达到，就可以从光谱中发现它的特征谱线知识点4 氢原子光谱规

6、律1. 研究光谱的意义：光是由原子内部电子的运动产生的，因此光谱研究是探索原子结构的一条重要途径2. 巴尔末公式：从氢气放电管可以得到氢原子光谱，在可见光区的氢光谱符合巴尔末公式，用波长的倒数写出的公式为，式中的R为里德伯常量，实验值为R可以看出，n只能取正整数，不能连续取值，波长也只能是分立的值3. 其他谱系：除了巴尔末线系，发现氢光谱在红外和紫外光区的其他谱线也都满足与巴尔末公式类似的公式例题【例1】 关于阴极射线的性质，判断正确的是（ ）A阴极射线带负电B阴极射线带正电C阴极射线的比荷比氢原子比荷大D阴极射线的比荷比氢原子比荷小【例2】 阴极射线是从阴极射线管的阴极发出的高速运动的粒子流

7、，这些微观粒子是 ；若在图中的阴极射线管中部加上垂直于纸面向里的磁场，阴极射线将 （填“向上”、“向下”、“向里”、“向外”）偏转【例3】 关于阴极射线的本质，下列说法正确的是（ ）A阴极射线的本质是氢原子 B阴极射线的本质是电磁波C阴极射线的本质是电子D阴极射线的本质是X射线【例4】 在阴极射线管（左为负）正上方平行放一根通有强电流的长直导线，则阴极射线将（ ）A向纸内偏转 B向纸外偏转C向下偏转D向上偏转【例5】 一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方，放一通电直导线AB时，发现射线径迹向下偏，则：（ ）A导线中的电流由A流向B B导线中的电流由B流向AC若要使电子束的径迹往上

8、偏，可以通过改变AB中的电流方向来实现D电子束的径迹与AB中的电流方向无关【例6】 关于电子的下列说法中正确的是（ ）A发现电子是从研究阴极射线开始的B任何物质中均有电子，它是原子的组成部分C电子发现的意义是：使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身具有复杂的结构D电子是带正电，它的电场中受到电场【例7】 1897年，汤姆孙在研究阴极射线时，测出了阴极射线的 ，并确定了其带 电，组成阴极射线的粒子称为 【例8】 不论是强电场的电离、正离子的轰击、紫外线的照射、金属受灼热还是放射性物质的自发辐射，都能发射同样的带电粒子电子电子的电荷是1910年由密立根通过著名的 实验测定的，电子电荷的现

9、代值约为 ，质量约为 【例9】 _发现了电子，电子的发现是19世纪末20世纪初物理学的三大发现之一_通过“油滴实验”测出了电子的电量【例10】 如图所示，让一束均匀的阴极射线垂直进入正交的电磁场中，选择合适的磁感应强度B和电场强度E，带电粒子将不发生偏转，然后撤去电场，粒子将做匀速圆周运动，测得其半径为R，求阴极射线中带电粒子的比荷【例11】 氢原子的核外电子质量为m，电量为e，在离核最近的轨道上运动，轨道半径为r1，求：（1）电子运动的动能（2）电子绕核转动的频率（3）电子绕核转动相当于环形电流的电流大小【例12】 在粒子散射实验中，我们并没有考虑粒子跟电子的碰撞，这是由于（ ）A粒子并不跟

10、电子作用B粒子跟电子相碰时，损失的能量很少，可忽略C电子的体积实在太小，粒子碰不到D由于电子是均匀分布的，粒子受电子的合力为零【例13】 卢瑟福通过 实验，发现了原子中间有一个很小的核，并由此提出了原子的核式 结构模型右面平面示意图中的四条线表示粒子运动的可能轨迹，在图中完成中间两条粒子的运动轨迹【例14】 粒子散射实验首次表明了（ ）A粒子带正电B电子是原子产的组成部分C原子是一个正、负电荷均匀分布的球D原子中带正电的部分体积很小【例15】 关于粒子散射实验，下列说法中正确的是（ ）A绝大多数粒子经过重金属箔后，发生了角度不太大的偏转B粒子接近原子核的过程中，动能减小，电势能减小C粒子在离开

11、原子核的过程中，加速度逐渐减小D对粒子散射实验的数据分析，可以估算出原子核的大小【例16】 在粒子散射实验中，选用金箔是由于（ ）A金具有很好的延展性，可以做成很薄的箔B金原子核质量大，被粒子轰击后不易移动C金核不带电D金核半径大，易形成大角度散射【例17】 在粒子散射实验中，如果一个粒子跟金箔中的电子相碰，那么（ ）A粒于发生大角度偏转B粒子不发生明显偏转C粒子被弹回D以上均不对【例18】 下列对粒子散射实验装置的叙述，正确的是（ ）A实验器材有放射源、金箔、荧光屏、显微镜B金箔的厚度对实验结果无影响C如果不用金箔而用铅箔，就不能发生散射现象D实验装置放在空气中和真空中都可以【例19】 原子

12、的核式结构学说是卢瑟福根据以下哪个实验或现象提出来的（ ）A光电效应现象B氢原子光谱实验C 粒子散射实验D汤姆孙研究阴极射线时发现电子【例20】 在 粒子的散射实验中，如图所示画出了一些曲线，这些曲线哪些可能是 粒子的径迹（ ）AaBbCcDd【例21】 在粒子穿过金箔发生大角度散射的过程中，下列说法中正确的是（ ）A粒子一直受到金原子核的斥力作用B粒子的动能不断减小C粒子的电势能不断增加D粒子发生散射，是与电子碰撞的结果【例22】 下图为卢瑟福和他的同事们做a粒子散射实验的装置示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，观察到的现象描述正确的是（ ）A在A位置时，相同时

13、间内观察到屏上的闪光次数最多B在C、D位置时，屏上观察不到闪光C在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比在A位置时稍 少些D在D位置时，屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少【例23】 在卢瑟福的粒子散射实验中，有少数粒子发生了大角度偏转，其原因是（ ）A原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上B正电荷在原子中是均匀分布的C原子中存在带负电的电子D原子只能处在一系列不连续的能量状态中【例24】 一般而言，原子直径的数量级为_，而原子核直径的数量级为_，两者相差_倍【例25】 有关氢原子光谱的说法正确的是（ ）A氢原子的发射光谱是连续谱 B氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光C氢原子光

14、谱说明氢原子能级是分立的D氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关【例26】 氢原子的能级如图所示，已知可见光的光子能量范围约为下列说法错误的是（ ）A处于能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离B大量氢原子从高能级向能级跃迁时，发出的光具有显著的热效应C大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种不同频率的光D大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出3种不同频率的可见光【例27】 如图所示为氢原子的四个能级，其中为基态，若氢原子处于激发态，氢原子处于激发态，则下列说法正确的是（ ）A 原子可能辐射出3种频率的光子B 原子可能辐射出3种频率的光子C 原子能够吸收原子发出的光子

15、并跃迁到能级D 原子能够吸收原子发出的光子并跃迁到能级【例28】 氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为已知波长为的激光是氖原子在能级间隔为的两个能级之间跃迁产生的用表示产生波长为的激光所对应的跃迁的能级间隔，则的近似值为（ ）A B C D【例29】 处于基态的一群氢原子受某种单色光的照射只发射波长为的三种单色光，且，则照射光的波长为（ ）ABCD【例30】 现有1200个氢原子被激发到一量子数为4的能级上，若这些受激氢原子最后都回到基态，则在此过程中发出的光子总数是（假定处在量子数为的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的）（ ）A2200 B

16、2000C1200D2400【例31】 如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于的激发态，原子在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子若用这些光照射逸出功为的金属钠，则下列说法正确的是（ ）A这群氢原子能发出三种频率不同的光，其中从跃迁到发出的光波长最短B这群氢原子能发出两种频率不同的光，其中从跃迁到所发出的光频率最高C金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为D金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为【例32】 可见光光子的能量范围约为，一群氢原子从激发态跃迁到基态的过程中（ ）A可以产生射线B可以产生六条在红外区和紫外区的光谱线C可以产生二条在可见光区的光谱线D放出的光可以使逸出功为的金属发

17、生光电效应【例33】 氢原子处于基态时，原子的能量为，当处于的激发态时，能量为，则：（1）当氢原子从的激发态跃迁到的基态时辐射的光子的波长是多少? （2）若要使处于基态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射原子?（3）若有大量的氢原子处于的激发态，则在跃迁中可能释放出几种频率的光子?其中波长最长的是多少?【例34】 用频率为的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为的三条谱线，且，则_(填入正确选项前的字母) A B C D【例35】 氢原子的电子从n4的轨道分别跃迁到n1的轨道和n2的轨道，辐射出波长为、的光，从n2的轨道跃迁到n1的轨道，辐射出波长为的光、之间的

18、关系是（ ）ABCD【例36】 已知氢原子的基态能量为E，激发态能量，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【例37】 给出氢原子最低的四个能级氢原子在这些能级之间跃迁所辐射的光子的频率最多有 种，其中最小的频率等于 赫(保留两个数字)【例38】 氢原子能级的示意图如图所示，大量氢原子从n4的能级向n2的能级跃迁时辐射出可见光a，从n3的能级向n2的能级跃迁时辐射出可见光b，则（ ）A氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出射线B氢原子从n4的能级向n3的能级跃迁时会辐射出紫外线C在水中传播时，a光较b光的速度小D

19、氢原子在n2的能级时可吸收任意频率的光而发生电离【例39】 氦原子被电离出一个核外电子，形成类氢结构的氦离子已知基态的氦离子能量为，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（ ）ABCD【例40】 氢原子的核外电子由一个轨道跃迁到另一个轨道时，可能发生的情况有（ ）A放出光子，电子动能减少，原子势能增加B放出光子，电子动能增加，原子势能减少C吸收光子，电子动能减少，原子势能增加D吸收光子，电子动能增加，原子势能减少【例41】 一种元素的几种同位素，它们的（ ）A中子数一定相同B质子数一定相同C原子序数一定相同D核外电子数一定相同【例42】 氢原子核外

20、电子质量为m，绕核运动的半径为r，绕行方向如图所示，则电子在该轨道上运动的速度大小为_，假设核外电子绕核运动可等效为一环形电流，则这一等效电流的值为_若在垂直电子轨道平面加上一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面，则电子绕核运动的轨道半径将_【例43】 对玻尔理论的下列说法中，正确的是（ ）A继承了卢瑟福的原子模型，但对原子能量和电子轨道引入了量子化假设B对经典电磁理论中关于“做加速运动的电荷要辐射电磁波”的观点表示赞同C用能量转化与守恒建立了原子发光频率与原子能量变化之间的定量关系D玻尔理论保留了经典粒子的观念【例44】 按照玻尔理论，一个氢原子中的电子从一半径为的圆轨道自发地直接跃迁到一半径为的圆

21、轨道上，已知，则在此过程中（ ）A原子要发出一系列频率的光子B原子要吸收一系列频率的光子C原子要发出某一频率的光子D原子要吸收某一频率的光子检测1、 不论是强电场的电离、正离子的轰击、紫外线的照射、金属受灼热还是放射性物质的自发辐射，都能发射出同样的带电粒子是 2、 下列叙述中，符合历史史实的是（ ）A卢瑟福的粒子散射实验揭示了原子核有复杂结构B玻尔理论成功地解释了各种原子的发光现象C爱因斯坦成功地解释了光电效应现象D赫兹从理论上预言了电磁波的存在3、 处于基态的氢原子在某单色光束照射下，只能发出频率为、的三种光，且，则该照射光的光子能量为（ ）A BCD4、 一群处于量子数n4的激发态氢原子

22、向低能级跃迁时，可能发出的光谱线种类最多有_，其中最小的频率等于_Hz5、 已知氢原子基态能量为，第二能级，如果氢原子吸收_eV能量，可由基态跃迁到第二能级如果再吸收能量，还可由第二能级跃迁到第三能级，则氢原子的第三能级6、 氢原子能级如图所示，用能量为的光子去照射一群处于基态的氢原子，受光子照射后，下列关于氢原子跃迁的说法中，正确的是（ ）A原子能跃迁到n2的轨道上去B原子能跃迁到n3的轨道上去C原子能跃迁到n4的轨道上去D原子不能跃迁到其他轨道上去7、 氢原子的核外电子质量为m，电荷量为e，在离核最近的轨道上运动，轨道半径为，静电力常量为k，求：（1）电子的运动动能；（2）电子绕核的运动频率8、 1897年，汤姆孙发现了_，证明原子不是不可再分的，粒子散射实验反映了_结构的特征9、 氢原子的核外电子，在由离核较远的可能轨道跃迁到离核较近的可能轨道的过程中（ ）A辐射光子，获得能量B吸收光子，获得能量C吸收光子，放出能量D辐射光子，放出能量作业1、 关于光谱，下列说法正确的是（ ）A炽热的铁水发射连续光谱B太阳光谱中的暗线说明太阳缺少这些暗线对应的元素C利用月亮光的光谱可以分析月球的组成成分D发射光谱一定是连续光谱2、 如下图所示，1、2、3、4为波尔理论中氢原子最低的四个能级，当处于n4能量状态的氢原