物理选修3---5第十八章：原子结构知识点汇总教学提纲

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物理选修3---5第十八章：原子结构知识点汇总

（训练版）

知识点一、电子的发现和汤姆生的原子模型：

1、电子的发现：

1897年英国物理学家汤姆生，对阴极射线进行了一系列的研究，从而发现了电子。电子的发现表明：原子存在精细结构，从而打破了原子不可再分的观念。

2、汤姆生的原子模型：

1903年汤姆生设想原子是一个带电小球，它的正电荷均匀分布在整个球体内，而带负电的电子镶嵌在正电荷中。这就是汤姆生的枣糕式原子模型。

知识点二、α粒子散射实验和原子核结构模型

1、α粒子散射实验：1909年，卢瑟福及助手盖革手吗斯顿完成

①实验装置的组成：放射源、金箔、荧光屏

② 实验现象：

a. 绝大多数α粒子穿过金箔后，仍沿原来方向运动，不发生偏转。

b. 有少数α粒子发生较大角度的偏转

c. 有极少数α粒子的偏转角超过了90度，有的几乎达到180度，即被反向弹回。

2、原子的核式结构模型：

由于α粒子的质量是电子质量的七千多倍，所以电子不会使α粒子运动方向发生明显的改变，只有原子中的正电荷才有可能对α粒子的运动产生明显的影响。如果正电荷在原子中的分布，像汤姆生模型那模均匀分布，穿过金箔的α粒了所受正电荷的作用力在各方向平衡，α粒了运动将不发生明显改变。散射实验现象证明，原子中正电荷不是均匀分布在原子中的。

1911年，卢瑟福通过对α粒子散射实验的分析计算提出原子核式结构模型：在原子中心存在一个很小的核，称为原子核，原子核集中了原子所有正电荷和几乎全部的质量，带负电荷的电子在核外空间绕核旋转。原子核半径小于

10-14m,原子轨道半径约

10-10m。

3、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。

4、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。

知识点三、氢原子光谱

1、光谱的种类：

（1）发射光谱：物质发光直接产生的光谱。炽热的固体、液体及高温高压气体发光产生连续光谱； 稀薄气体发光产生线状谱（明线光谱），比如霓虹

灯发光光谱就是线状光谱。不同元素的线状谱线不同，又称特征谱线。

（2）吸收光谱：连续谱线中某些频率的光被稀薄气体吸收后产生的光谱，元素能发射出何种频率的光，就相应能吸收何种频率的光。因此吸收光谱也可作元素的特征谱线。吸收光谱主要研究太阳光谱。

2、氢原子的光谱是线状的（这些亮线称为原子的特征谱线），即辐射波长是分立的。

3、氢光谱规律公式：

1??R(11?) m=1、2、3……，对于每个m，n=m+1,m+2,m+3…… m2n2m=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。

4、光谱分析原理：利用元素的特征谱线（线状谱或吸收光谱）鉴别物质的分

析方法。

知识点四、波尔的原子模型

1、卢瑟福的原子核式结构学说的困难：卢瑟福的原子核式结构学说跟经典的电磁理论发生矛盾（矛盾为：a、原子是不稳定的；b、原子光谱是连续谱），1913年玻尔（丹麦）在其基础上，把普朗克的量子理论运用到原子系统上，提出玻尔理论。 2、玻尔理论的假设

（1）电子轨道量子化假设：

电子可能的轨道半径r=n2r1 ， r1=0.053nm，n=1、2、3 ......。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：

取氢原子电离时原子能量为0，即选定离核无限远处的电势能为零，用定积分求得E1= -13.6ev. En?E1，E1 = —13.6ev 2n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，这些状态叫做定态。氢原子的各个定态的能量值，叫做它的能级。原子处于最低能级时电子在离核最近的轨道上运动，这种定态叫做基态；原子处于较高能级时电子在离核较远的轨道上运动的这些定态叫做激发态。