高考零距离高考物理（人教版）一轮复习配套文档第59讲 原子的

本文格式为Word版，下载可任意编辑——高考零距离高考物理（人教版）一轮复习配套文档第59讲原子的第59讲原子的核式结构模型氢原子光谱原子能级

考情剖析

(注：①考纲要求及变化中Ⅰ代表了解和认识，Ⅱ代表理解和应用；②命题难度中的A代表简单，B代表中等，C代表难)

考察考纲要求考察年份考察形式考察详情考试层级命题难度内容及变化氢原子光谱原Ⅰ子的能级10年12年考察能级跃迁时的填空能量相等关系以氢原子跃迁为背计算景，考察氢原子能级公式以原子跃迁为背景选择考察原子次重点A或B跃迁能级图1.小结：原子的能级和氢原子光谱的考小结查形式多及样，侧重考预计查原子能级路迁时能量的相关计算．2．预计：仅09年未进行考察，预计14年考察的可能性很大．3．复习建议：复习时重视了解氢原子能级跃迁和氢原子光谱.

知识整合

知识网络

基础自测

一、原子结构1．电子的发现

英国物理学家____________________发现了电子．2．α粒子散射试验

1909～1911年，英国物理学家____________和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的试验，试验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿______________方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于______________，也就是说它们几乎被“撞〞了回来．

3．原子的核式结构模型

在原子中心有一个很小的核，原子全部的__________________和几乎全部__________________都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转．

4．三种原子模型的对比试验基础结构差异成功和局限带正电物质均匀分布解释了一些试验现“枣糕模型〞电子的发现在原子内，电子镶嵌象，无法说明α粒子其中散射试验核式结全部正电荷和几乎全成功解释了α粒子散α粒子散射试验构模型部质量集中在核里，射试验，无法解释原电子绕核旋转玻尔的原子模型在核式结构模型基础上，引入量子化观点氢原子光谱的研究子的稳定性与原子光谱的分立特征成功解释了氢原子光谱，无法解释较繁杂的原子光谱二、氢原子光谱与玻尔理论1．光谱(1)光谱

用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的____________________(频率)和强度分布的记录，即光谱．

(2)光谱分类

有些光谱是一条条的____________，这样的光谱叫做线状谱．有的光谱是连在一起的____________，这样的光谱叫做连续谱．(3)氢原子光谱的试验规律

1

巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式＝

λ－

________________________，(n＝3,4,5，?)，R是里德伯常量，R＝1.10×107m1，n为量子数．

2．玻尔理论(1)定态

原子只能处于一系列____________的能量状态中，在这些能量状态中原子是__________________的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量．

(2)跃迁

原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这

－

两个定态的能量差决定，即hν＝__________________.(h是普朗克常量，h＝6.63×1034J·s)

(3)轨道

原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应．原子的定态是________________，因此电子的可能轨道也是________________________________________________________________________．

3．玻尔模型的局限性

玻尔模型的成功之处在于引入了量子化观点，其不足之处在于保存了轨道的观念．量子力学中，核外电子并没有确定的轨道，玻尔的电子轨道，只不过是电子出现____________的地方，把电子的概率分布用图象表示时，用小黑点的稠密程度代表概率的大小，其结果宛如电子在原子核周边形成云雾，称为“电子云〞．

三、氢原子的能级、能级公式1．氢原子的能级和轨道半径

(1)氢原子的能级公式：En＝__________(n＝1,2,3，?)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝__________.

(2)氢原子的半径公式：rn＝____________________(n＝1,2,3，?)，其中r1为基态半径，

－

又称玻尔半径，其数值为r1＝0.53×1010m.

2．氢原子的能级图能级图如下图．

重点阐述

重点知识概述

能级图中相关量意义的说明

相关量能级图中的横线横线左端的数字“1,2,3，?〞横线右端的数字“－13.6，－3.4，?〞相邻横线间的距离带箭头的竖线

难点释疑

1．氢原子跃迁时电子动能、电势能与原子能量的变化

E1(1)原子能量：En＝Ekn＋Epn＝2，随n增大而增大，其中E1＝－13.6eV.

n

v2e2ke2

(2)电子动能：电子绕氢原子核运动时静电力提供向心力，即k2＝m，所以Ekn＝，rr2rn

随r增大而减小．

(3)电势能

通过库仑力做功判断电势能的增减．当轨道半径减小时，库仑力做正功，电势能减小；反之，轨道半径增大时，电势能增加．2．关于光谱线条数的两点说明

n?n－1?

(1)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数为N＝C2＝.n

2

(2)一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n－1)．

(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＝0.53×1010m，能量E1＝－13.6eV，求氢原子处于基态时：

意义表示氢原子可能的能量状态——定态表示量子数表示氢原子的能量表示相邻的能量差，量子数越大相邻的能量差越小，距离越小表示原子由较高能级向较低能级跃迁，原子跃迁的条件为hν＝Em－En①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其电离？温馨提醒(1)由能量守恒定律易解得电子速度；

(2)由圆周运动规律、能量守恒定律和光电效应方程易解此题．记录空间

如下图为氢原子最低的四个能级，当氢原子在这些能级间跃迁时：(1)有可能放出多少种能量的光子？

(2)在哪两个能级间跃迁时，所放出光子波长最长？波长是多少？

如下图，氢原子从n＞2的某一能级跃迁到n＝2的能级，辐射出能量为2.55eV的光子．问：

(1)最少要给基态的氢原子提供多少电子伏特的能量，才能使它辐射出上述能量的光子？

(2)请在图中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图．

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1．光子的发射和吸收(1)能级的跃迁根据玻尔模型，原子只能处于一系列的不连续的能量状态中，这些状态分基态和激发态两种．其中原子在基态时是稳定的，原子在激发态时是不稳定的，当原子处于激发态时会自发地向