第二讲 原子结构 原子核

开始逐点清(一)原子的核式结构(基础点速过)010203目录逐点清(二)氢原子能级及能级跃迁(重难点疏通)

逐点清(三)原子核的衰变及半衰期(基础点速过)

04逐点清(四)核反应方程(重难点疏通)05逐点清(五)核能的计算(提能点优化)第二讲原子结构原子核|纲举目张|·|精要回顾|

[微点判断](1)原子中绝大部分是空的，原子核很小。

()(2)按照玻尔理论，核外电子均匀分布在各个不连续的轨道上。

()(3)如果某放射性元素的原子核有100个，经过一个半衰期后还剩50个。

()(4)质能方程表明在一定条件下，质量可以转化为能量。

()(5)核式结构学说是卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出的。

()(6)人们认识原子核具有复杂结构是从卢瑟福发现质子开始的。

()(7)人们认识原子具有复杂结构是从英国物理学家汤姆孙研究阴极射线发现电子开始的。

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逐点清(一)原子的核式结构(基础点速过)

α粒子散射实验现象1．如图是卢瑟福的α粒子散射实验装置，在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋，它发出的α粒子从铅盒的小孔射出，形成很细的一束射线，射到金箔上，最后打在荧光屏上产生闪烁的光点。下列说法正确的是

(

)A．该实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据B．该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性C．α粒子与原子中的电子碰撞会发生大角度偏转D．绝大多数的α粒子发生大角度偏转答案：A

解析：卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子核式结构模型，A正确；卢瑟福提出了原子核式结构模型的假设，从而否定了汤姆孙原子模型的正确性，B错误；电子质量太小，对α粒子的影响不大，C错误；绝大多数α粒子穿过金箔后，几乎仍沿原方向前进，D错误。

α粒子散射实验分析2．在卢瑟福α粒子散射实验中，有少数α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．正电荷在原子内是均匀分布的C．原子中存在着带负电的电子D．原子只能处于一系列不连续的能量状态中答案：A

解析：原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上，才使得α粒子散射实验中，只有少数的α粒子离核很近，受到较大的库仑斥力，发生大角度的偏转，故选项A正确。答案：B1．α粒子散射实验实验装置α粒子源、金箔、荧光屏和放大镜。实验现象①绝大多数的α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进。②少数α粒子发生了大角度偏转。③极少数α粒子的偏转角度大于90°，甚至有极个别α粒子几乎被“撞了回来”。实验意义卢瑟福通过α粒子散射实验，否定了汤姆孙的原子模型，建立了核式结构模型。续表2．原子的核式结构模型(1)α粒子散射实验结果分析①绝大多数α粒子沿直线穿过金箔，说明原子中绝大部分是空的；②少数α粒子发生较大角度偏转，反映了原子内部集中存在着对α粒子有斥力的正电荷；③极少数α粒子甚至被“撞了回来”，反映了个别α粒子正对着质量比α粒子大得多的物体运动时，受到该物体很大的斥力作用。(2)原子的核式结构模型：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的所有正电荷和几乎所有质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外绕核旋转。②碰撞、加热等：只要入射粒子能量大于或等于能级差即可，E外≥ΔE。③大于电离能的光子被吸收，将原子电离。2．电离(1)基态→电离态：E吸＝0－(－13.6eV)＝13.6eV电离能。(2)n＝2能级→电离态：E吸＝0－E2＝3.4eV。(3)如吸收能量足够大，克服电离能后，获得自由的电子还携带动能。4．氢原子跃迁时能量的变化规律(1)电子动能随r增大而减小。(2)当轨道半径增大时，库仑引力做负功，原子的电势能增大。反之，当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原子的电势能减小。答案：C

2．(2023·镇江高三模拟)如图所示为氢原子的能级结构示意图，一群氢原子处于n＝3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外辐射出光子，用这些光子照射逸出功为2.49eV的金属钠。下列说法正确的是

(

)A．这群氢原子能辐射出三种不同频率的光，其中从n＝3能级跃迁到n＝2能级所发出的光波长最短B．这群氢原子在辐射光子的过程中电子绕核运动的动能减小，电势能增大C．能发生光电效应的光有三种D．金属钠表面所发出的光电子的最大初动能是9.60eV答案：D

解析：这群氢原子能辐射出三种不同频率的光，其中从n＝3能级跃迁到n＝2能级的能级差最小，故所发出的光的频率最小，故波长最长，选项A错误；这群氢原子在辐射光子的过程中，整个原子的能量减小，电子的轨道半径减小，电子绕核运动的动能变大，电势能减小，故选项B错误；从n＝3到低能级的跃迁中，能级差大于2.49eV的跃迁有3→1和2→1的跃迁，故能发生光电效应的光有两种，选项C错误；因为从3→1的跃迁辐射光子的能量最大，其值为12.09eV，故金属钠表面所发出的光电子的最大初动能是12.09eV－2.49eV＝9.60eV，选项D正确。

题点3受激跃迁与电离3.氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子，已知基态的氦离子能量为E1＝－54.4eV，氦离子的能级示意图如图所示。在具有下列能量的光子或者电子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是

(

)A．42.8eV(光子)

B．43.2eV(电子)C．41.0eV(电子) D．54.4eV(光子)答案：A解析：入射光子使基态氦离子跃迁时，其能量应正好等于两能级间的能量差，而电子使基态氦离子跃迁时，其能量大于等于两能级间的能量差即可，发生电离而使基态氦离子跃迁时入射光子的能量要大于等于54.4eV，故选A。逐点清(三)原子核的衰变及半衰期(基础点速过)

三种射线的性质和特点1．如图所示，某放射性元素衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强磁场和匀强电场中，关于三种射线，下列说法正确的是

(

)A．①④表示α射线，其速度最慢、电离能力最弱B．②⑤表示γ射线，其穿透能力和电离能力都很强C．②⑤表示γ射线，是原子核内释放出的高频电磁波D．③⑥表示β射线，是高速电子流，可以穿透几毫米厚的铝板答案：C解析：α射线是高速粒子流，粒子带正电，β射线为高速电子流，带负电，γ射线为高频电磁波，结合题图及左手定则可知：①④为β射线，②⑤为γ射线，③⑥为α射线。α射线的速度最小但电离能力最强，γ射线是由原子核内释放出的高频电磁波，其穿透能力很强，但电离能力很弱，故C正确，A、B、D错误。答案：C答案：C

答案：C

1．三种射线的成分和性质3．α衰变、β衰变的比较逐点清(四)核反应方程(重难点疏通)1．核反应的四种类型续表续表2．核反应方程的书写(1)掌握核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒的规律。(2)掌握常见的主要核反应方程式，并知道其意义。(3)熟记常见的基本粒子的符号，如质子、中子、α粒子等。答案：A

答案：A

答案：C解析：

(1)式是α衰变，(2)式是β衰变，均