《《原子結(jié)構(gòu)與原子核》PPT課件.ppt》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《《原子結(jié)構(gòu)與原子核》PPT課件.ppt(50頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、電子的發(fā)現(xiàn):J.J.湯姆孫(英),湯姆孫的原子模型:棗糕模型(西瓜模型),第1課時:原子結(jié)構(gòu),高考考點(diǎn): 1氫原子光譜 () 2氫原子的能級結(jié)構(gòu)、能級公式 (),(3)核式結(jié)構(gòu)模型:原子中心有一個很小的 ,叫做原子核,原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里,帶負(fù)電的 在核外空間繞核旋轉(zhuǎn),一、原子結(jié)構(gòu) 1原子的核式結(jié)構(gòu) (1)19091911年,英國物理學(xué)家 進(jìn)行了粒子散射實(shí)驗(yàn),提出了核式結(jié)構(gòu)模型 (2)粒子散射實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)裝置:如圖所示,盧瑟福,原方向,較大角度,核,電子,實(shí)驗(yàn)結(jié)果:粒子穿過金箔后, 絕大多數(shù)沿 前進(jìn),少數(shù) 發(fā)生 偏轉(zhuǎn),極少數(shù)偏 轉(zhuǎn)角度大于9
2、0,甚至被彈回,,,氫原子光譜有何特點(diǎn)?,不連續(xù)的、線狀譜,光譜分析:鑒別物質(zhì)成分,特別提醒氫光譜是線狀的、不連續(xù)的,波長(頻率)只能是分立的值,玻爾,3玻爾的原子模型 (1)玻爾理論 軌道量子化:原子中的電子在庫侖引力的作用下,繞原子 核做圓周運(yùn)動,電子繞核運(yùn)動的可能軌道是 的 能量量子化:電子在不同的軌道上運(yùn)動時,原子處于不同 的狀態(tài),因而具有不同的能量,即原子的能量是 的 這些具有確定能量的穩(wěn)定狀態(tài)稱為定態(tài),在各個定態(tài)中, 原子是 的,不向外輻射能量,不連續(xù),不連續(xù),穩(wěn)定,躍遷條件:原子從一個能量狀態(tài)向另一個能量狀態(tài)躍遷時要 或 一定頻率的光子,光子的能量等于兩個
3、狀態(tài)的 ,即h .,放出,吸收,能量差,EmEn,13.6,0.53,氫原子的能級,E1=13.6eV,氫原子的能級有何特點(diǎn)?,1、總能量為負(fù)值 2、越往高能級,能級間隔越小,問題1:一群氫原子從n=3的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài),可能放出幾種光子?,問題2:一群氫原子處于基態(tài),可以吸收下列哪種能量的光子而躍遷到激發(fā)態(tài)?,A、9eV B、12eV C、10.2eV D、12.75eV E、14eV,問題3:有一個動能為11eV的自由電子與一個處于基態(tài)的氫原子發(fā)生碰撞,氫原子是否可以吸收電子的能量而躍遷到激發(fā)態(tài)?,1氫原子從第五能級躍遷到第三能級時氫原子輻射的光子的頻率為v,并且能使
4、金屬A發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象。以下四種判斷正確的是:,A、氫原子做上述躍遷時,它的電子的軌道半徑將增大 B、氫原子從第三能級躍遷到第一能級時氫原子輻射的光子的頻率也是v C、氫原子從第三能級向第一能級躍遷時產(chǎn)生的光子,一定能使金屬A產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象 D、氫原子從第五能級向第四能級躍遷時產(chǎn)生的光子,一定不能使金屬A產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象,C,例1(雙選)氫原子的部分能級如圖1122所示,已知可見光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之間由此可推知,氫原子 (),A從高能級向n1能級躍遷時發(fā)出的光的 波長比可見光的短 B從高能級向n2能級躍遷時發(fā)出的光均 為可見光 C從高能級向n3能級躍遷時發(fā)出的光的頻
5、率比可見光的高 D從n3能級向n2能級躍遷時發(fā)出的光為可見光,AD,歸納領(lǐng)悟(1)原子從低能級向高能級躍遷:吸收一定能量的光子,當(dāng)一個光子的能量滿足hE末E初時,才能被某一個原子吸收,使原子從低能級E初向高能級E末躍遷,而當(dāng)光子能量h大于或小于E末E初時都不能被原子吸收 (2)原子從高能級向低能級躍遷,以光子的形式向外輻射能量,所輻射的光子能量恰等于發(fā)生躍遷時的兩能級間的能量差,(3)當(dāng)光子能量大于或等于13.6 eV時,也可以被處于基態(tài)的氫原子吸收,使氫原子電離;當(dāng)處于基態(tài)的氫原子吸收的光子能量大于13.6 eV,氫原子電離后,電子具有一定的初動能 (4)原子還可吸收外來實(shí)物粒子(例如自由電
6、子)的能量而被激發(fā)由于實(shí)物粒子的動能可全部或部分地被原子吸收,所以只要入射粒子的能量大于或等于兩能級的能量差值(EEmEn),均可使原子發(fā)生能級躍遷,1關(guān)于氫原子能級的躍遷,下列敘述中正確的是 () A用波長為60 nm的X射線照射,可使處于基態(tài)的氫 原子電離出自由電子 B用能量為10.2 eV的光子照射,可使處于基態(tài)的氫 原子發(fā)生電離 C用能量為11.0 eV的光子照射,可使處于基態(tài)的氫 原子躍遷到激發(fā)態(tài) D用能量為12.5 eV的光子照射,可使處于基態(tài)的氫 原子躍遷到激發(fā)態(tài),A,2子與氫原子核(質(zhì)子)構(gòu)成的原 子稱為氫原子(hydrogen muon atom),它在原子核物理的研究 中有
7、重要作用圖1123所 示為氫原子的能級示意圖假 定光子能量為E的一束光照射容器中大量處于n2能級的氫原子,氫原子吸收光子后,發(fā)出頻率為1、2、3、4、5和6的光,且頻率依次增大,則E等于() Ah(31)Bh(56) Ch3 Dh4,C,第2課時:原子核,3原子核的組成、放射性、原子核的衰變、半衰期 () 4放射性同位素 () 5核力、核反應(yīng)方程 (),6結(jié)合能、質(zhì)量虧損 () 7裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)、裂變反應(yīng)堆 () 8射線的危害和防護(hù) (),二、原子核 1原子核的組成 (1)原子核由質(zhì)子(H)和中子(n)組成,質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子 (2)原子核的核電荷
8、數(shù)(Z)質(zhì)子數(shù), 原子核的質(zhì)量數(shù)(A)質(zhì)子數(shù)中子數(shù)核子數(shù) , 質(zhì)子和中子都為一個單位質(zhì)量 (3)同位素:具有相同質(zhì)子數(shù)、不同中子數(shù)的原子同位素在元素周期表中的位置相同,因而具有相同的化學(xué)性質(zhì)有些同位素具有放射性,叫做放射性同位素,第2課時:原子核,2原子核的衰變 (1)衰變和衰變的比較,(天然放射 現(xiàn)象: 貝克勒爾),思路點(diǎn)撥解答本題時應(yīng)注意以下三個方面: (1)、衰變的實(shí)質(zhì) (2)衰變過程中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)所遵循的規(guī)律 (3)質(zhì)量數(shù)與質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)的關(guān)系,答案B,答案:B,4(2010福建高考)14C測年法是利用14C衰變規(guī)律對古生物進(jìn)行年代測定的方法若以橫坐標(biāo)t表示時間,縱坐標(biāo)m表示任意
9、時刻14C的質(zhì)量,m0為t0時14C的質(zhì)量下面四幅圖中能正確反映14C衰變規(guī)律的是 (),解析:14C衰變過程中每經(jīng)過一個半衰期,質(zhì)量減少為原來的一半,故其質(zhì)量減少得越來越慢,C項(xiàng)正確,答案:C,答案:B,3核力與核能 (1)核力 含義:原子核里的 間存在互相作用的核力,核力把核子緊緊地束縛在核內(nèi),形成穩(wěn)定的原子核 特點(diǎn) a核力是 相互作用的一種表現(xiàn) b核力是短程力,作用范圍在1.51015 m之內(nèi) c每個核子只跟鄰近的核子發(fā)生核力作用,核子,強(qiáng),第三課時,(2)核能 結(jié)合能:把構(gòu)成原子核的結(jié)合在一起的 分開所需的能量 質(zhì)能方程:一定的能量和一定的質(zhì)量相聯(lián)系,物體的總能量和它的
10、質(zhì)量成正比,即E . 核子在結(jié)合成原子核時出現(xiàn)質(zhì)量虧損m,其能量也要相應(yīng)減少,即E .,核子,mc2,mc2,質(zhì)能方程的意義:質(zhì)量和能量是物質(zhì)的兩種屬性,質(zhì)能方程揭示了質(zhì)量和能量是不可分割的,它建立了兩個屬性在數(shù)值上的關(guān)系 聚變反應(yīng)比裂變反應(yīng)平均每個核子放出的能量大約要大34倍,4鏈?zhǔn)椒磻?yīng)及核反應(yīng)堆 (1)鏈?zhǔn)椒磻?yīng) 一個鈾核裂變時總要釋放出23個中子,這些中子還會 引起其他的鈾核裂變,這樣,裂變就會不斷地進(jìn)行下去,釋放出越來越多的能量,這種反應(yīng)叫做鏈?zhǔn)椒磻?yīng) (2)核反應(yīng)堆:目前正式運(yùn)行的核電站都是應(yīng)用 發(fā)電的, 核電站的核心是核反應(yīng)堆,核反應(yīng)堆的主要組成是: 核燃料:用濃縮鈾;減速
11、劑:用石墨、重水或普通水;控制棒:用鎘做成;冷卻劑:用水或液態(tài)鈉;水 泥防護(hù)層,裂變,思路點(diǎn)撥解答本題時可按以下思路分析:,歸納領(lǐng)悟 1核能的計(jì)算方法 (1)應(yīng)用公式Emc2時應(yīng)選用國際單位,即E的單位為J,m的單位為kg,c的單位為m/s. (2)1u相當(dāng)于931.5 MeV,其中u為原子質(zhì)量單位:1u 1.6605661027 kg,1 MeV106 eV,1 eV1.61019 J (3)應(yīng)用公式E931.5m時,E的單位為兆電子伏(MeV),m的單位為原子質(zhì)量單位,2核反應(yīng)的四種類型及核反應(yīng)方程的書寫,(天然放射 現(xiàn)象: 貝克勒爾),,,,,(1)核反應(yīng)過程一般都是不可逆的,所以核反應(yīng)
12、方程只能用 單向箭頭表示反應(yīng)方向,不能用等號連接 (2)核反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)守恒,電荷數(shù)守恒,解析:由核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒可確定X是粒子 兩個核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損分別為m1(1.007 812.000 0 13.005 7) u0.002 1 u,m2(1.007 815.000 112.000 04.002 6) u0.005 3 u,結(jié)合愛因斯坦質(zhì)能方程 Emc2知Q1Q2,故B正確,答案:B,答案:B,解析:由愛因斯坦質(zhì)能方程,質(zhì)量的虧損伴隨著能量的變化,釋放的核能是(mDmpmn)c2,釋放的核能與光子的能量在反應(yīng)后全部轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物的動能,總動能是2Ek,2Ek(mDmpmn)c2E,選C.,答案:C,點(diǎn)擊下圖進(jìn)入“創(chuàng)新演練大沖關(guān)”,