第三章原子结构原子核.ppt

第三章 原子结构 原子核 一、电子的发现与汤姆孙模型 1、19 世纪末____________________对阴极射线的研究时发现电子，它是19 世纪末的三大发现之一，另外两大发现是_________________________________________________ 和_____________________________________________。 2、电子的发现使人类认识到原子应由电子和带正电的另一部分组成，汤姆孙用经典的力学理论分析提出了一种原子模型，这种模型被称为________________________________。 英国物理学家汤姆孙 德国物理学家伦琴发现X射线 法国物理学家贝克勒尔发现“天然放射性” 葡萄干面包型（枣糕式原子模型） 放射源——放射性元素钋（Po）放出α粒子，α粒子是氦核，带2e正电荷，质量是氢原子的4倍，具有较大的动能。 金箔——作为靶子，厚度1μm。 荧光屏——α粒子打在上面发出闪光。 显微镜——通过显微镜观察闪光，且可360°转动观察不同角度α粒子的到达情况。 （一）α粒子散射实验装置 二、原子的核式结构模型 绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进，但是有少数α粒子发生了较大角度的偏转,有极少数α粒子偏转的角度超过900，有的甚至被原路弹回（约占八千分之一） 。 （二）实验结果： （三）根据汤姆孙模型的分拆推理 ： α粒子穿过金箔后偏离原来方向的角度是很小的，因为电子的质量不到α粒子的1/7300，α粒子碰到它，就像飞行着的子弹碰到一粒尘埃一样，运动方向不会发生明显的改变。正电荷又是均匀分布的，α粒子穿过原子时，它受到原子内部两侧正电荷的斥力大部分相互抵消，α粒子偏转的力就不会很大。 在原子内部有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间绕着核旋转． 二、卢瑟福原子模型----原子的核式结构模型 α粒子穿过原子时，电子对α粒子运动的影响很小，影响α粒子运动的主要是带正电的原子核。 若α粒子穿过金箔时离原子核较远，受到斥力很小，它们的运动几乎不受影响；只有当它从原子核附近飞过时才会明显地受到原子核的库仑斥力而发生大角度的偏转。因为原子核很小， α粒子接近它的机会很少，所以绝大多数的α粒子基本上仍原方向前进，只有极少数发生大角度偏转。 一、光谱：复色光色散成单色光后按照波长由大到小（频率由小到大）排列形成的图案，叫光谱。光谱分为连续光谱和线状光谱（原子光谱、特征光谱） 1、能量量子化假设：原子只能处于一系列能量不连续的状态中。在这些状态中原子是稳定的，电子虽然做变速运动，但并不向外辐射能量，这些状态叫做定态。 二、玻尔的原子结构模型： 3、原子的能级跃迁假设：原子从一种定态跃迁到另一定态时，吸收（或辐射）一定频率的光子能量 h ν 。例如，原子从定态E2跃迁到定态E1辐射的光子能量为 2、轨道量子化假设：原子的不同能量状态对应于电子的不同运动轨道，原子的能量状态是不连续的，电子不能在任意半径的轨道上运动。电子的轨道半径r跟电子动量mev的乘积满足下式 的这些轨道才是可能的。 n叫量子数。 二、氢原子的能级结构： 1、能级：原子只能处于一系列不连续的能量状态。在每个 状态中，原子的能量值是确定，各个确定的能量值叫做能级。 2、基态和激发态：原子尽可能处于最低能级（因为这样的状态原子最稳定），这时原子的状态叫基态；较高能级所对应的状态叫激发态（基态以外的状态）。 电子从高轨道跃迁到低轨道，原子就从高能级跃迁到低能级，原子向外以电磁波的形式（光子的形式）辐射能量，辐射的光子的能量hν =E初-E终， 电子从低轨道跃迁到高轨道，原子就从低能级跃迁到高能级，这时原子从外界吸收能量，吸收的能量hν=E初-E终 3、氢原子在不同能级上的能量和相应的电子轨道半径为： 公式中的n叫量子数 n=1 n=2 n=3 n=4 n=5 n=∞ E1= -13.6ev E2= -3.4ev E3= -1.5ev E4= -0.85ev E5= -0.54ev E∞= 0 1 2 3 4 三、氢原子的能级图 说明： 1、一条线代表一个能级，能级线的不连续，表明能级的不连续，即能量是量子化的；两条线之间的间距定性反应两个能级的能级差大小，间距越大表示能级差越大，反之越小。由于能级越高，相邻两能级的能级差越小，所以能级越高，相邻两条能级线的间距越小。 2、原子从高能级向低级跃迁，由于能级的不连续，能级差就不连续，向外辐射的光子能量就不连续，由E=hν ，辐射出的光的频率就不连续，所以只能发出一些特定颜色的光，形成不连续的光谱。