原子的核式結構玻爾原子模型一、教法建議拋磚引玉本節雙基學習目標了解原子的核式結構了解原子學說的發展歷史，認識α粒子散射實驗的重大意義了解玻爾理論的三條假設通過公式，使學生了解原子能級、軌道半徑和量子數n的關系指點迷津本節重點內容點撥通過對盧瑟福α粒子散射實驗的分析闡述原子的核式結構模型；從原子具有穩定結構的事實出發，建立玻爾的能級理論。二、學海導航學法指要本節理論原理明晰關于原子結構的四個學說要從學說提出的實驗基礎，學說內容，能解釋的現象，遇到的障礙四個方面掌握。湯姆生的棗糕原子模型實驗基礎湯姆生發現電子（發現電子打破了原子不可再分觀念，表明電子是原子的組成部分）。模型內容原子是一個球體，正電荷均勻分布在整個球內，而電子像棗糕里的棗子鑲嵌在原子里面。能解釋現象原子光譜（原子受激，電子振動而發光）。遇到障礙不能解釋α粒子散射實驗。盧瑟福的核式結構模型實驗基礎α粒子散射實驗（盧瑟福用α粒子轟擊金箔，發現α粒子穿過金箔后絕大多數仍沿原方向前進；少數發生了較大的偏轉，極少數α粒子偏轉角超過了90°，甚至被反彈）。實驗說明：原子不是實心的，中間存在很大空隙，電子質量遠小于α粒子質量，大角度偏轉不是電子作用結果；大角度偏轉應是α粒子碰到質量很大的物質，α粒子大角度偏轉極少，表明原子的核心很小。模型內容有三個特點：a.核很小，原子直徑約10-10米；b.核很重，原子的質量幾乎全部集中在核里，原子核集中了全部正電荷；c.電子繞核作圓周運動，庫侖力提供向心力。能解釋現象α粒子散射實驗：由于原子的全部正電荷都集中在核里，當α粒子與核十分接近時，會受到很大的庫侖力而發生大角度偏轉，因原子內部大部分是空的，核又很小，所以α粒子靠近的機會很少，絕大多數α粒子離核較遠，受到的庫侖力小，基本按直線前時，極少數α粒子離核較近，發生大角度偏轉。遇到障礙核式結構學說與經典電磁理論的矛盾。玻爾的軌道量子化模型理論基礎原子的核式結構學說與經典電磁理論的矛盾：（ⅰ）原子穩定性問題按經典理論，核外電子繞核旋轉應輻射電磁波，其能量要逐漸減少，半徑要減少，電子要被庫侖力只收到核上，原子應是不穩定的，事實上原子是穩定的；（ⅱ）原子光譜問題，經典理論，電子繞核運動頻率不斷變化，原子輻射電磁波頻率等于運行頻率，也應是連續變化的，即原子光譜是連續光譜，而實事上，原子光譜是線狀譜。譜朗克提出量子論。模型內容三條假說定態理論原子只能處于一系列不連續的能量狀態中，在這些狀態原子是穩定的，電子雖做加速運動，并不向外輻射能量；能級躍遷，原子從一種定態（E初）躍遷到另一種定態（E終）時，它輻射（或吸收）一定頻率的光子，光子的能量由這兩種定態的能量差決定，即hv=E初-E終；軌道量子化，原子的不同能量狀態與電子沿不同的圓形軌道繞核運動相對應，原子的定態是不連續的，因此電子的可能軌道分布是不連續的。經計算：、2、3……）其中r1、E1為第一條軌道（離核最近）的半徑和能量，n為量子數。解釋現象氫原子光譜。遇到障礙不能解釋所有原子光譜（成功之處在于引入量子論，失敗之處在于過多保留了經典理論）。量子力學電子方式結構模型（選學內容）理論基礎a.玻爾理論不能解釋復雜原子發光。b.量子力學發展。模型內容核外電子在核外的運動沒有固定的軌道，它時而在這里出現，時而又在那里出現，在某些地方出現的幾率大，在某些地方出現的幾率小，出現幾率大的地方就是玻爾理論中的“軌道”。原子核好像被電子云霧籠罩著。能解釋現象所有原子發光。本節難點、疑點釋疑原子的能量是指核外電子繞核運動的動能和勢能總和，為什么不說成“電子能量”呢？因為勢能屬于原子核和核外電子所共有。對氫原子：據庫侖力提供向心力，得Ek=選無窮遠為勢能零點，電子在半徑為r軌道上運動時的勢能EP=總能：由①知則又rn=n2r1有其中即En=E1/n2。四、同步題庫1.關于α粒子散射實驗的結果，下列說法中正確的是（）。絕大多數α粒子發生了較大的偏轉少數α粒子射過金箔后仍沿原來的方向前進極少數α粒子偏轉角超過90°有的α粒子被彈回，偏轉角幾乎達到180°2.在α粒子散射實驗中，引起α粒子散射的力量是（）。A.萬有引力B.電場力C.磁場力D.強相互作用力根據玻爾氫原子模型，氫原子核外電子分別處在第一第二條軌道上時，它運動的情況是（）。A.軌道半徑之比等于1:4B.周期之比等于1:8C.速度之比等于4:1D.動能之比等于4:1按照玻爾理論，當氫原子中電子由半徑為ra的圓軌道躍遷到半徑為rb的圓軌道上，若rb>ra則在躍遷過程中（）。A.氫原子要吸收一系列頻率的光子B.氫原子要輻射一系列頻率的光子C.氫原子要吸收某一頻率的光子D.氫原子要輻射某一頻率的光子5.一群處于基態的氫原子被一束單色光照射后，共發出三種頻率，分別為v1、v2、v3的光子，且v1>v2>v3,則入射光子的能量應為（）。A.hv1B.hv2C.hv3D.h(v1+v2+v3)6.玻爾提出的原子結構模型中，所做的假設有（）。原子處于定態時，電子雖做加速運動，但并不輻射能量原子的不同電子繞核沿不同軌道運動相對應電子從核外一軌道躍遷到另一軌道時，輻射（或吸收）一定頻率的光子電子躍遷時輻射光子的頻率等于電子繞核運動的頻率7.在氫原子中，電子在各個可能軌道上運動的能量包括電勢和動能兩部分，當電子從離核較近軌道向較遠軌道躍遷時（）。電勢能增大，動能減小，原子總能量減小電勢能增大，動能減小，原子總能量增大電勢能增大，動能增大，原子總能量增大電勢能增大，動能減小，原子總能量不變8.氫原子從能級A躍遷到能級B吸收頻率為v1的光子，從能級A躍遷到能級C，釋放頻率為v2的光子。若v2>v1，則當它從能級C躍遷到能級B時，將吸收頻率為的光子。9.氫原子的核外電子由基態躍遷到n=2的激發態時，吸收光子的能量為E，若氫原子的核外電子從n=3能級躍遷到n=2的能級時，釋放光子的能量是。10.氫原子基態能量E1=-13.6eV，要使處于量子數n=2的定態的氫原子電離至少需要能量eV.用能量為10eV的光子使n=3定態的氫原子電離，電子脫離原子后能量為eV。11.在α粒子散射實驗中測得α粒子與金核Au對心正碰所能達到的最近距離為2.0×10-14m，以此為依據，估算金核的密度是多少（取兩位有效數字，原子的質量單位M=1.67×10-