一、對α粒子散射實驗及核式結構模型的理解1．α粒子散射實驗結果：α粒子穿過金箔后，絕大多數α粒子仍沿原來的方向前進，但有少數α粒子發生了大角度偏轉，偏轉的角度甚至大于90°，也就是說它們幾乎被“撞了回來”．2．核式結構學說：在原子的中心有一個很小的原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核內，電子繞核旋轉．【例1】(多選)關于α粒子散射實驗現象的分析，下列說法正確的是()A．絕大多數α粒子沿原方向運動，說明正電荷在原子內均勻分布，是α粒子受力平衡的結果B．絕大多數α粒子沿原方向運動，說明這些α粒子未受到明顯的力的作用，說明原子是“中空”的C．極少數α粒子發生大角度偏轉，說明原子內質量和電荷量比α粒子大得多的粒子在原子內分布空間很小D．極少數α粒子發生大角度偏轉，說明原子內的電子對α粒子的吸引力很大答案BC解析在α粒子散射實驗中，絕大多數α粒子沿原方向運動，說明α粒子未受到原子核明顯的力的作用，也說明原子核相對原子來講很小，原子內大部分空間是空的，故A錯，B對；極少數α粒子發生大角度偏轉，說明受到金原子核明顯的力的作用的空間在原子內很小，α粒子偏轉，而金原子核未動，說明金原子核的質量和電荷量遠大于α粒子的質量和電荷量，電子的質量遠小于α粒子，α粒子打在電子上，α粒子不會有明顯偏轉，故C對，D錯．二、對玻爾原子模型的理解1．氫原子的能級對氫原子而言，核外的一個電子繞核運行時，若半徑不同，則對應的原子能量也不同．原子各能級的關系為En＝eq\f(E1,n2)(n＝1,2,3…)對于氫原子而言，基態能級：E1＝－13.6eV2．氫原子的能級圖如圖1所示．圖1【例2】已知氫原子基態的電子軌道半徑為r1＝0.528×10－10m，量子數為n的能級值為En＝eq\f(－13.6,n2)eV.(1)求電子在基態軌道上運動的動能；(2)有一群氫原子處于量子數n＝3的激發態，畫一張能級圖，在圖上用箭頭標明這些氫原子能發出的光譜線；(3)計算這幾種光譜線中最短的波長．(靜電力常量k＝9×109N·m2/C2，電子電荷量e＝1.6×10－19C，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，真空中光速c＝3.0×10答案見解析解析(1)核外電子繞核做勻速圓周運動，庫侖引力提供向心力，則eq\f(ke2,r\o\al(2,1))＝eq\f(mv2,r1)，又知Ek＝eq\f(1,2)mv2，故電子在基態軌道上運動的動能為：Ek＝eq\f(ke2,2r1)＝eq\f(9×109×1.6×10－192,2×0.528×10－10)J≈2.18×10－18J≈13.6eV.(2)當n＝1時，能級值為E1＝eq\f(－13.6,12)eV＝－13.6eV.當n＝2時，能級值為E2＝eq\f(－13.6,22)eV＝－3.4eV.當n＝3時，能級值為E3＝eq\f(－13.6,32)eV≈－1.51eV.能發出的光譜線分別為3→2,2→1,3→1共3種，能級圖如圖所示．(3)由E3向E1躍遷時發出的光子頻率最大，波長最短．hν＝E3－E1，又知ν＝eq\f(c,λ)，則有λ＝eq\f(hc,E3－E1)＝eq\f(6.63×10－34×3.0×108,[－1.51－－13.6]×1.6×10－19)m≈1.03×10－7針對訓練1(多選)下列對玻爾原子理論的評價正確的是()A．玻爾原子理論成功解釋了氫原子光譜規律，為量子力學的建立奠定了基礎B．玻爾原子理論的成功之處是引入了量子概念C．玻爾原子理論的成功之處是它保留了經典理論中的一些觀點D．玻爾原子理論與原子的核式結構是完全對立的答案AB解析玻爾原子理論成功解釋了氫原子的發光問題，其成功之處是引入了量子化理論，局限是保留了經典理論中的一些觀點，故A、B對，C錯；它繼承并發展了原子的核式結構觀點，故D錯．三、原子的能級躍遷與電離1．能級躍遷的兩種方式(1)輻射和吸收光子發生躍遷，可表示如下：高能級低能級En(2)吸收外來實物粒子(例如自由電子)的能量而發生躍遷．由于實物粒子的動能可全部或部分被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于或等于兩能級的能量差(E＝Em－En，m>n)，均可使原子發生能級躍遷．2．電離的兩種方式(1)吸收光子能量發生電離．當光子能量大于或等于13.6eV時，可以被處于基態的氫原子吸收，使氫原子電離．(2)與實物粒子撞擊發生電離．由于實物粒子的動能可全部或部分被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于或等于氫原子所處的能級的能量，均可使原子發生電離．【例3】將氫原子電離，就是從外部給電子能量，使其從基態或激發態脫離原子核的束縛而成為自由電子．(1)若要使n＝2激發態的氫原子電離，至少要用多大頻率的光照射該氫原子？(2)若用波長為200nm的紫外線照射處于n＝2激發態的氫原子，則電子飛到離核無窮遠處時的速度多大？(電子電荷量e＝1.6×10－19C，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，電子質量me＝9.1×10－答案(1)8.21×1014Hz(2)9.95×105解析(1)n＝2時，E2＝－eq\f(13.6,22)eV＝－3.4eV所謂電離，就是使處于基態或激發態的原子的核外電子躍遷到n＝∞的軌道，n＝∞時，E∞＝0.所以，要使處于n＝2激發態的原子電離，電離能為ΔE＝E∞－E2＝3.4eVν＝eq\f(ΔE,h)＝eq\f(3.4×1.6×10－19,6.63×10－34)Hz≈8.21×1014Hz.(2)波長為200nm的紫外線一個光子所具有的能量E0＝hν＝6.63×10－34×eq\f(3×108,200×10－9)J＝9.945×10－19J電離能ΔE＝3.4×1.6×10－19J＝5.44×10－19J由能量守恒hν－ΔE＝eq\f(1,2)mv2代入數值解得v≈9.95×105針對訓練2一個氫原子處于基態，用光子能量為15eV的光去照射該原子，問能否使氫原