2016年高考物理一轮复习课件选修3-5第3单元原子结构和原子核

选考部分选修3－5动量近代物理初步选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材第3单元原子结构和原子核选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材理清教材网控基础点提炼命题源选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材读读教材一、原子结构1．原子的核式结构(1)1909～1911年，英国物理学家________进行了α粒子散射实验，提出了核式结构模型．(2)α粒子散射实验：①实验装置：如图所示．卢瑟福选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材②实验结果：α粒子穿过金箔后，绝大多数沿________前进，少数发生较大角度偏转，_____偏转角度大于90°，甚至被弹回．(3)核式结构模型：原子中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部________和几乎全部________都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转．(2)原来方向极少数(3)正电荷质量选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材2．光谱和光谱分析(1)光谱用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的________(频率)和强度分布的记录，即光谱．(2)光谱分类有些光谱是一条条的________，这样的光谱叫做________．有的光谱是连在一起的________，这样的光谱叫做________．(3)光谱分析利用每种原子都有自己的________可以用来鉴别物质和确定物质的组成部分，且灵敏度很高．在发现和鉴别化学元素上有着重大的意义．(1)波长(2)亮线线状谱光带连续谱(3)特征谱线选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材3．玻尔的原子模型(1)轨道假设：原子中的电子在库仑引力的作用下，绕原子核做圆周运动，电子绕核运动的可能轨道是________；(2)定态假设：电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态，因而具有不同的能量，即原子的能量是________．这些具有确定能量的稳定状态称为定态，在各个定态中，原子是稳定的，不向外辐射能量．(3)跃迁假设：原子从一个能量状态向另一个能量状态跃迁时要放出或吸收一定频率的光子，光子的能量等于两个状态的能量差，即hν＝________.(1)不连续的(2)不连续的(3)E2－E1选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材4．氢原子的能级、能级公式(1)氢原子的能级图(如图所示)选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材(2)氢原子的能级和轨道半径①氢原子的能级公式：En＝1n2E1(n＝1,2,3…)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝－13.6eV.②氢原子的半径公式：rn＝n2r1(n＝1,2,3…)，其中r1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r1＝0.53×10－10m.选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材二、天然放射现象和衰变1．天然放射现象(1)天然放射现象元素________地放出射线的现象，首先由________发现．天然放射现象的发现，说明________还具有复杂的结构．(2)放射性和放射性元素物质发射某种看不见的射线的性质叫________．具有放射性的元素叫________．(1)自发贝可勒尔原子核(2)放射性放射性元素选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材2．原子核(1)原子核的组成①原子核由________和________组成，质子和中子统称为________．②原子核的核电荷数＝________，原子核的质量数＝________＋________.③X元素原子核的符号为X，其中A表示________，Z表示________．(2)同位素：具有相同________、不同________的原子，因为在元素周期表中的________相同，同位素具有相同的________性质．(1)①质子中子核子②质子数质子数中子数③质量数质子数(2)质子数中子数位置化学选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材3．三种射线的比较种类α射线β射线γ射线组成高速氦核流高速电子流光子流(高频电磁波)带电荷量________________0质量4mp(mp＝1.67×10－27kg)mp1840静止质量为零符号42He0－1eγ速度0.1c0.99cc在电磁场中偏转与α射线反向偏转不偏转贯穿本领最弱，用纸能挡住较强，穿透几毫米的铝板最强，穿透几厘米的铅板对空气的电离作用很强较弱很弱＋2e－e选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材4．原子核的衰变和半衰期(1)原子核的衰变①原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变．②分类α衰变：AZX→A－4Z－2Y＋42Heβ衰变：AZX→AZ＋1Y＋0－1e(2)半衰期：放射性元素的原子核有________发生衰变所需的时间．半衰期由________的因素决定，跟原子所处的________、________无关．半数原子核本身状态外部环境选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材三、核反应与核能1．核力核子间的作用力．核力是________，作用范围在1.5×10－15m之内，只在相邻的核子间发生作用．2．核反应原子核在其他粒子轰击下产生新原子核的过程，称为核反应．在核反应中，质量数守恒，________守恒．1.短程力2.电荷数选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材3．核能核子结合为原子核时________的能量或原子核分解为核子时________的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能．(1)结合能：把构成原子核的结合在一起的核子分开所需的能量．(2)比结合能①定义：原子核的结合能与________之比，称作比结合能，也叫平均结合能．②特点：不同原子核的比结合能不同，原子核的比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越________．释放吸收核子数稳定选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材4．质能方程、质量亏损(1)质能方程：一定的能量和一定的质量相联系，物体的总能量和它的质量成正比，即E＝________.(2)核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其能量也要相应减少，即ΔE＝________.(3)质能方程的意义：质量和能量是物质的两种属性，质能方程揭示了质量和能量是不可分割的，它建立了两个属性在数值上的关系．mc2Δmc2选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材5．获得核能的途径(1)重核裂变①定义：质量数较大的原子核受到高能粒子的轰击而分裂成几个质量数较小的原子核的过程．②典型的分裂方程：23592U＋10n→8936Kr＋14456Ba＋310n(2)轻核聚变①定义：某些轻核结合成质量数较大的原子核的反应过程．②典型的聚变方程：21H＋31H→42He＋10n.选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材1．(多选)下列说法正确的是()A．汤姆孙首先发现了电子，并测定了电子电荷量，且提出了“枣糕”式原子模型B．卢瑟福做α粒子散射实验时发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，只有少数α粒子发生大角度偏转C．α粒子散射实验说明了原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上D．卢瑟福提出了原子“核式结构”模型，并解释了α粒子发生大角度偏转的原因练练基础┃题组一┃原子结构选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材2．在卢瑟福α粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看做静止不动，下列各图画出的是其中两个α粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是()解析：金箔中的原子核与α粒子都带正电，α粒子接近原子核过程中受到斥力而不是引力作用，A、D错误；由原子核对α粒子的斥力作用及物体做曲线运动的条件，知曲线轨迹的凹侧应指向受力一方，选项B错，C对．选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材┃题组二┃天然放射现象和衰变3．如图所示，图甲是α、β、γ三种射线穿透能力的示意图，图乙是工业上利用射线的穿透性来检查金属内部的伤痕的示意图，请问图乙中的检查是利用了________射线．解析：由图甲可知γ射线的穿透力最强，可用来检查金属内部的伤痕．答案：γ选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材4．目前，在居室装修中经常用到花岗石、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，比如，有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放射出α、β、γ射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病．根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是()A．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就剩下一个原子核了B．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的C．γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱D．发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材解析：半衰期遵循统计规律，对单个或少数原子核是没有意义的，A项错误；根据三种射线的特性及衰变实质可知B、C两项正确，D项错误．选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材┃题组三┃核反应与核能5．一质子束入射到静止靶核2713Al上，产生如下核反应：p＋2713Al→X＋n式中p代表质子，n代表中子，X代表核反应产生的新核．由反应式可知，新核X的质子数为________，中子数为________．答案：1413解析：p代表质子，符号为11H，n代表中子，符号为10n，根据核反应中的双守恒可知，11H＋2713Al→2714Si＋10n，则新核X的质子数为14，中子数为27－14＝13.选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材6．电子俘获即原子核俘获1个核外轨道电子，使核内1个质子转变为中子．一种理论认为地热是镍58(5828Ni)在地球内部的高温高压环境下发生电子俘获核反应生成钴(Co)58时产生的，则镍58电子俘获的核反应方程为____________________；生成的钴核处于激发态，会向基态跃迁，辐射γ光子的频率为ν，已知真空中的光速和普朗克常量是c和h，则此核反应过程中的质量亏损为________．答案：5828Ni＋0－1e→5827Cohνc2解析：镍核(5828Ni)俘获1个核外轨道电子，使核内1个质子转变为中子，核反应方程为5828Ni＋0－1e→5827Co，该核反应过程释放的能量激发核反应产物钴(5827Co)，故5827Co跃迁到基态，以光子形式释放出来的能量值等于核反应过程中因质量亏损而产生的能量，根据质能方程E＝hν＝Δmc2，故质量亏损Δm＝hνc2.选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材1．原子由高能级向低能级跃迁时，辐射光子；由低能级向高能级跃迁时，吸收光子．2．天然放射现象是自发进行的核反应．β射线是原子核内释放的高速电子流，与核外电子无关．3．质量亏损并不是质量消失，只是静止质量变成了运动的质量．4．质量和能量这两个量并不可以相互转化，自然界中质量和能量都是守恒的，只是这两个量在数值上有联系．小思考微总结选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材突破核心细研核心点练透经典题选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材考点一氢原子能级和跃迁对跃迁的理解：1．氢原子从低能级向高能级跃迁：吸收一定频率的光子，当光子的能量满足hν＝E末－E初时，才能被某一个原子吸收，否则不吸收．2．氢原子从高能级向低能级跃迁：以光子的形式向外辐射能量，所辐射的光子能量恰等于发生跃迁时两能级间的能量差．3．电离：当光子能量大于或等于原子所处的能级绝对值时，也可以被氢原子吸收，使氢原子电离，多余的能量作为电子的初动能．选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材4．光谱线条数：一群氢原子处于量子数为n的激发态时，可能辐射出的光谱线条数为N＝nn－12.5．氢原子还可吸收外来实物粒子的能量而被激发，由于实物粒子的动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两能级差，均可使原子发生能级跃迁．选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材[试题调研][调研1](2014·山东理综)(多选)氢原子能级如图，当氢原子从n＝3跃迁到n＝2的能级时，辐射光的波长为656nm.以下判断正确的是________．(双选，填正