2023届高考物理一轮复习专题讲义：原子结构
高考物理一轮复习《原子结构》专题讲义
[考点梳理]
【考点一】阴极射线
1.辉光放电现象
（1）定义：放电管中若有气体，在放电管两级加上高电压可看到辉光放电现象。
但若管内气体非常稀薄即接近真空时，不能使气体，辉光放电现象消失。
（2）应用：如利用其发光效应制成的、，以及利用其正常辉光放电的电压稳定效应制成的。
2.阴极射线的产生
如图所示，在研究0.1pa气压以下的气体导电的玻璃管内有阴、阳两级，当两级
间加一定电压时，阴极便发出一种射线，这种射线能使玻璃管壁发出荧光，称
为。在稀薄气体的辉光放电实验中，若不断地抽出管中的气体，当管中
的气压降到0.1pa的时候，管内已接近真空，不能使气体电离发光，这时对着阴极的玻璃管壁却发出
荧光，如果在管中放一个十字形金属片，荧光中会出现十字阴影。
3.阴极射线的特点
在真空中；碰到荧光物质能使其；本质上是。
4.判断阴极射线电性的方法
阴极射线的本质是电子，在电场(或磁场)中所受电场力(或洛伦兹力)远大于所受重力，故研究电场力(或
洛伦兹力)对电子运动的影响时，一般不考虑重力的影响。
（1）粒子在电场中运动如图1所示。带电粒子受电场力作用运动方向发生改变(粒子质量忽略不计)。带电粒子在不受其他力的作用时，若沿电场线方向偏转，则粒子
带电；若逆着电场线方向偏转，则粒子带电。
（2）粒子在磁场中运动，如图2所示。粒子将受到洛伦兹力作用F＝qvB，洛伦兹力方向始终与速度方向垂直，利用左手定则即可判断粒子的电性。不考虑其他力的作
用，如果粒子按图示方向进入磁场，且做顺时针的圆周运动，则粒子带电；若
做逆时针的圆周运动，则粒子带电。
5.电子的发现
（1）实验：英国物理学家在研究阴极射线时的实验装置如图所示，从阴极K发射出的带电粒子通过阳极A和小孔A’形成一束细射线，它穿过两片平行的金属
板，到达右端带有标尺的荧光屏上，通过射线产生的荧光屏位置断定，它的本质
是。
（2）意义：拉开了人们研究的序幕。
[典例1]关于阴极射线的本质，下列说法正确的是( )
A.阴极射线本质是氢原子
B.阴极射线本质是电磁波
C.阴极射线本质是电子
D.阴极射线本质是X射线
[典例2]如图所示，一玻璃管中有从左向右的阴极射线可能是电磁波或某种粒子流形成的射线，若在其下方放一通电直导线AB，射线发生如图所示的偏转，AB中的电流方向由B到A，则该射线的本质为( )
A.电磁波
B.带正电的高速粒子流
C.带负电的高速粒子流
D.不带电的高速中性粒子流
【考点二】密里根“油滴实验”
1.实验原理
实验过程及原理：装置如图所示，两块平行放置的水平金属板A、B与电源相连接，使A板带正电，B板带负电，从喷雾器喷嘴喷出的小油滴经上面的金属板中间的小
孔，落到两板之间的匀强电场E中。小油滴由于摩擦而带负电，调节A、B两板间电压，可以使小油滴在两板之间静止或匀速直线运动，忽略空气阻力，此时油滴所受电场力和重力平衡，
即mg=Eq，则电荷的电荷量。
2.实验发现
（1）电子电荷的现代值为e= C。
（2）任何带电体所带的电荷只能是e的整数倍，即电荷是。
（3）由实验测得的电子的比荷和电子电荷e，可以确定电子的质量为m e= ，质子质量和电子质量的比值为m p：m e= 。
3.测定阴极射线中粒子的比荷
（1）如图所示，质量为m，电荷量为q的带电粒子以速率v垂直进入电场中，如果粒子仅受电场力作用，将做类平抛运动，只要确定了粒子运动的速率及偏转角θ与电场强度E、极板的长度L，就可以测出比荷。设平行板C、D间的距离为d，板的水平长度为L。首先使阴极射线仅受电场力作用发生偏转，测出此时的场强E和偏转角θ，
随后保持E不变，外加磁场使射线恢复水平不再偏转，测出此时的磁感应强度B。偏
转角tanθ=EqL/2mv2，速率v=E/B，则q/m=2Etanθ/B2L
（2）用洛伦磁力实验仪测定阴极射线中粒子的比荷。如图所示，质量为m，电荷量为q的带电粒子以速率v垂直进入洛伦磁力试验仪中，如果粒子仅受洛伦磁力作用，将做匀速圆周运动，只要确定了磁感应强度、粒子运动的半径与加速电压，就可以测出比荷。电子在加速电场中，qU=mv2/2，得v= 。洛伦磁力提供向心力，Bqv=mv2/r，则q/m=2U/B2r2
（3）如图所示，设平行板YY’间的距离为h，板的水平长度为d。首先使阴极射线仅受电场力作用并达到最大偏转，测出此时的场强E，随后保持E不变，外加磁场使阴极射线恢复水平不再偏转，测出此时的磁感应强度B。速率v=E/B，竖直偏转位移h/2=Eqd2/2mv2，则q/m=Eh/B2d2。
[典例3]密立根油滴实验进一步证实了电子的存在，揭示了电荷的非连续性。如图所示是密立根油滴实验的原理示意图，设小油滴的质量为m，调节两极板间的电势差U，当小油滴
悬浮不动时，测出两极板间的距离为d。则可求出小油滴的电荷量q= 。
【考点三】原子的核式结构模型
1.汤姆孙的“枣糕模型”
如图所示，汤姆孙认为原子是一个直径约为10－10m的球体，正电荷均匀分布在整个球体中，带负电的
电子嵌在其中，就好像面包中嵌着一粒粒葡萄干一样，也称为“西瓜模型”。
2.α粒子散射实验
（1）1909 －1911年，英籍物理学家卢瑟福进行了α粒子散射实验，实验装置如图所示。1911年提出了核式结构模型。
（2）α粒子散射实验的结果：绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向，但有少数α粒子发生了大角度，极少数偏转的角度甚至大于90°，也
就是说，它们几乎被“撞了回来”，如图所示。
（3）原子的核式结构模型：原子中带正电部分的体积，但几乎占有全部，电子在正电体的外
面运动。
（4）原子核的电荷与尺度
[典例4]关于汤姆孙原子模型的说法正确的是( )
A.汤姆孙原子模型的提出是以严格的实验为基础的
B.汤姆孙认为原子是实心的
C.汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在原子的中心
D.汤姆孙通过实验发现了质子
[典例5](多选)如图为卢瑟福和他的学生做α粒子散射实验的装置示意图,荧光屏和放大镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时,关于观察到的现象,下列说法正确的是( )
A.相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最多
B.相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数比放在A位置时稍微少些
C.放在C、D位置时屏上观察不到闪光
D.放在D位置时屏上仍能观察到一些闪光,但次数极少
【考点四】氢原子光谱
1.光谱
（1）光谱:用光栅或棱镜可以把物质发出的光按波长(频率)展开，获得光的和分布的记录，即光谱。
（2）光谱的分类
发射光谱发光物体直接产生的光谱
连续谱
特
点
连续分布的包含从红光到紫光各种色光的光谱
产
生
由炽热的固体、液体以及高压气体产生
现状谱
特
点
只含有一些不连续的亮线的光谱
产
生
由稀薄气体或金属蒸汽产生
吸收光谱高温物体发出的白光通过某种物质后，某些波长的光被物质吸收后形成的光谱
特点连续光谱的背景上出现的一些暗线
产生由炽热的物体发出的白光通过温度较低的气体产生
与线状
谱的关
系
各种原子的吸收光谱的暗线和线状谱的亮线相对应，即
表明某种原子发出的光和吸收的光的频率是特定的，通
常吸收光谱中的暗线比线状谱中的亮线要少一些。这些
亮线或暗线称为该原子的特征谱线
（3）原子的特征谱线
①每种原子都有一定特征的线状谱，不同原子产生的线状谱是的，但同种原子
产生的线状谱是
的。某种物质的原子可以从其线状谱加以鉴别，因此称原子的线状谱的谱线为这种元素原子的谱线。
②各种原子的吸收光谱中的每一条暗线都跟该原子的明线谱中的一条明线，
即某种原子发出的光与吸收的光的频率是，因此吸收光谱中的暗线也是该
原子的特征谱线。
（4）光谱分析
定义：每种原子都有自己的特征谱线，因此可以用光谱来鉴别物质和确定物质的组成成分的方法称为。
优点:灵敏度高,分析物质的最低量达10-10g。
应用:a.发现新元素；b.鉴别物体的物质成分；c.检测材料纯度；d.鉴定文物、食品优劣
[典例6] (多选)下列关于光谱和光谱分析的说法正确的是( )
A.太阳光谱和白炽灯光谱都是线状谱
B.煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气或霓虹灯产生的光谱都是线状谱
C.进行光谱分析时，可以用线状谱，不能用连续光谱
D.我们能通过光谱分析鉴别月球的物质成分
2.氢原子光谱
（1）氢原子光谱的特点
在可见光区内，氢原子光谱有四条谱线，它们分别用符号Hα，Hβ，Hγ，Hδ表示。可见，氢原子受激发只能发出几种特定频率的光，它的光谱是几条分立的亮线。说明氢原子光谱是的线状谱。
（2）氢原子光谱的规律
巴耳末系是氢原子光谱在可见光区的谱线,其波长满足公式1/λ=R(1/22-1/n2) n=3,4,5,…式中R叫作里德伯常量，实验测得的值为R=1.10×107m-1。这个公式称为巴耳末公式，式中的n只能取整数。
3.太阳光谱
太阳光谱为光谱，同种元素的吸收光谱中的暗线与线状谱中的亮线是对应的，光谱分析可以用线状谱，也可以用吸收光谱，它们都是原子的特征谱线。
[典例7]氢原子光谱巴耳末系最短波长与最长波长之比为( )
A.5/9
B.4/9
C.7/9
D.2/9
【考点五】氢原子光谱
1.玻尔原子理论的基本假设
（1）能级（定态假设）
能级假设：电子只能在轨道上运动，原子的能量也只能取一系列的值。这些量子化的能量值叫作。原子中这些具有确定能量的稳定状态，称为。能量最低的状态叫作 ,其他的状态叫作态。
（2）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，原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应。原子的定态是的，因此电子绕核运动的可能轨道是不连续的。
（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吸收或放出一定的
光子，光子的能量等于两个状态的能级差，即hν＝E m－E n(m>n)。
2.氢原子能级图
氢原子的能级图：如图所示。
能级和半径公式：
①氢原子的能级公式：E n＝E1/n2(n＝1，2，3，…)，其中E1为基态能量，E1＝－13.6eV。
②氢原子核外电子的轨道半径公式：r n＝n2r1(n＝1，2，3，…)，其中r1为基态半径，又
称玻尔半径，r1＝0.53×10－10m。
3.能级跃迁
（1）跃迁和电离：跃迁是指原子从一个定态到另一个定态的变化过程，而电离则是指原子核外的电子获得一定能量挣脱原子核的束缚成为的过程；原子吸收光子的能量跃迁时必须满足能量条件，而只要大于电离能的任何光子的能量都能被吸收。
（2）原子能级跃迁的两种粒子
①光子：原子若是吸收光子的能量而被激发，则光子的能量必须两能级的能量差，
否则不能被吸收；不存在激发到n=2能级时能量有余，而激发到n=3能级时能量不足。
②实物粒子：原子还可以吸收外来实物粒子（例如自由电子）的能量而被激发，由于
实物粒子的动能可全部或部分地被原子吸收，所以只要入射粒子的能量或两能级的能量差值，就可使原子发生能级跃迁。
（3）直接跃迁与间接跃迁
原子从一种能量状态跃迁到另一种能量状态时，有时可能是直接跃迁，有时可能是间接跃迁。两种情况辐射(或吸收)光子的频率可能不同。
（4）一个原子和一群原子
氢原子核外只有一个电子，在某段时间内，由某一轨道跃迁到另一个轨道时，可能的情况只有一种，
但是如果有大量的氢原子，这些原子的核外电子跃迁时就会有各种情况出现。一个氢原子处于量子数为n的激发态上时，最多可辐射出（n-1）条光谱线。而一群氢原子处于量子数为n的激发态上时，可能辐射出的光谱线条数为N=n（n-1）/2=C n2。
（5）电子动能、原子势能与原子能量的变化
当轨道半径减小时，库伦引力做正功，原子的电势能Ep ，电子动能，原子能量。反之，轨道半径增大时，原子电势能，电子动能，原子能量。
4.玻尔理论对氢光谱的解释
（1）解释巴耳末公式
①按照玻尔理论，原子从较高能级跃迁到较低能级时，如从E3跃迁到E2时，辐射的光子
的能量为hν
＝。
②巴耳末公式中的正整数n和2，正好代表电子跃迁之前和跃迁之后所处的定态轨道
的，并
且理论上的计算和实验测量的常量符合得很好。
（2）解释气体导电发光
通常情况下，原子处于态，非常稳定，气体放电管中的原子受到高速运动的电子的撞击，有可能向
上跃迁到激发态，处于激发态的原子是的，会自发地向能量较低的能级跃迁，光子，最终
回到基态。
（3）解释氢原子光谱的不连续性
原子从较高能级向低能级跃迁时放出光子的能量等于前后两个能级之，由于原子的能级是
的，所以放出的光子的能量也是的，因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线。（4）解释不同原子有不同的特征谱线
不同的原子具有不同的结构，各不相同，因此辐射(或吸收)的光子也不相同。
5.玻尔理论的局限性
（1）成功之处
玻尔的原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了和的概念，成功解释了原子光谱
的实验规律。
（2）局限性
保留了经典粒子的观念，仍然把电子的运动看作经典力学描述下的运动。实际上，根据量子力学，
原子中电子的坐标没有的值。
（3）电子云
原子中电子的坐标没有确定的值，我们只能描述某时刻电子在某点附近单位体积内出现的是多少，
把电子这种概率分布用疏密不同的点子表示时，画出的图就像一样分布在原子核周围，故称电子
云。
[典例8] (多选)下列关于巴耳末公式1/λ=R(1/22-1/n2)的理解，正确的是( )
A.此公式是巴耳末在研究氢原子光谱特征时发现的
B.公式中n可取任意值，故氢原子光谱是连续谱
C.公式中n只能取大于或等于3的整数值，故氢原子光谱是线状谱
D.公式不但适用于氢原子光谱的分析，也适用于其他原子光谱的分析
[典例9]玻尔首先提出能级跃迁，如图所示为氢原子的能级图，现有大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁，下列说法正确的是( )
A.这些氢原子总共可辐射出6种不同频率的光子
B.氢原子由n＝3能级跃迁到n＝1能级产生的光波长最长
C.用12eV的光子照射处于基态的氢原子时，电子可以跃迁到n＝2能级
D.处于基态的氢原子吸收14eV的能量可以发生电离
[基础训练]
1.(多选)关于阴极射线，下列说法正确的是( )
A.阴极射线就是稀薄气体导电的辉光放电现象
B.阴极射线是由阴极发出的电子流
C.阴极射线是组成物体的原子
D.阴极射线沿直线传播，但可被电场、磁场偏转
2.关于电荷的电荷量，下列说法错误的是( )
A.电子的电荷量是由密立根油滴实验测得的
B.物体所带电荷量可以是任意值
C.物体所带电荷量最小值为 1.6×10－19 C
D.物体所带的电荷量都是元电荷的整数倍
3.(多选)如图所示是汤姆孙的气体放电管的示意图，下列说法中正确的是( )
A.若在D1、D2之间不加电场和磁场，则阴极射线应打到最右端的P1点
B.若在D1、D2之间加上竖直向下的电场，则阴极射线应向下偏转
C.若在D1、D2之间加上竖直向下的电场，则阴极射线应向上偏转
D.若在D1、D2之间加上垂直纸面向里的磁场，则阴极射线不偏转
4.如图是卢瑟福的α粒子散射实验装置，在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋，它发出的α粒子从铅盒的小孔射出，形成很细的一束射线，射到金箔上，最后打在荧光屏上产生闪烁的光点。下列说法正确的是( )
A.该实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据
B.该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性
C.α粒子与原子中的电子碰撞会发生大角度偏转
D.绝大多数的α粒子发生大角度偏转
5.如图所示为氢原子的能级图，用某种频率的光照射大量处于基态的氢原子，受到激发后的氢原子只辐射出三种不同频率的光a、b、c，频率νa>νb>νc，下列说法正确的是( )
A.照射氢原子的光子能量为12.75eV
B.从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出的光频率为νa
C.从n＝3能级跃迁到n＝1能级辐射出的光频率为νc
D.光a能使逸出功为10.2eV的某金属发生光电效应
6.1909年，英籍物理学家卢瑟福和他的学生盖革·马斯顿一起进行了著名的“α粒子散射实验”，实验中大量的粒子穿过金属箔前后的运动情形如图所示，下列关于该实验的描述正确的是（）
A.“α粒子散射实验”现象中观察到绝大多数粒子发生了大角度偏转
B.“α粒子散射实验”现象能够说明原子中带正电的物质占据的空间很小
C.根据α粒子散射实验不可以估算原子核的大小
D.该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性
7.如图所示是氢原子的能级图，现有一群处于n=3的氢原子，能自发地辐射出三种不同频率的光，则辐射的光子能量最大为（）
A.13.6eV
B.12.09eV
C.10.2eV
D.3.4eV
8.玻尔在他提出的原子模型中所作的假设有（）
A.原子处于称为定态的能量状态时，电子在轨道上绕核转动，但并不向外辐射能量
B.原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的
C.电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，辐射（或吸收）一定频率的光子
D.电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率
9.如图所示是氢原子的能级图，一群处于激发态的氢原子发生跃迁，释放出不同频率的光子，利用这些光子照射逸出功为2.25eV的金属钾，则下列说法正确的是（）
A.要使处于某一激发态的一群氢原子能够辐射出10种频率的光子，只需用频率为
13.06eV的光子照射处于基态的氢原子就可以实现
B.氢原子从高能级n=5向低能级n=3跃迁时，向外辐射光电子的能量为0.97eV，电
子绕原子核运动的动能减小
C.当一群从n=4的能级的氢原子发生跃迁，释放最大频率的光子照射金属钾，能够发生
光电效应，光电子的最大初动能为10.5eV
D.当一群从n=4的能级的氢原子发生跃迁，释放最大频率的光子照射金属钾，能够发生
光电效应，用该光电子能够使处于基态的氢原子从n=1能级跃迁到n=2能级
10.氢原子能级示意图如图所示。光子能量在1.63eV～3.10eV的光为可见光。要使处于基态(n=1)的氢原子被激发后可辐射出可见光光子,最少应给氢原子提供的能量为( )
A.12.09eV
B.10.20eV
C.1.89eV
D.1.51eV
11.(多选)如图所示为氢原子的能级图，一个氢原子吸收能量后由基态跃迁到n=4的激发态，
然后向低能级跃迁，下列说法正确的是( )
A.可能发出6种能量的光子
B.只能发出1种能量的光子
C.吸收的能量为12.75eV
D.可能发出能量为1.89eV的光子
12.(多选)如图为氢原子能级示意图,已知可见光光子能量范围为 1.62～3.11eV,若一群氢
原子处于n=4的激发态,下列说法正确的是( )
A.这群氢原子自发跃迁时能辐射出4种不同频率的光子
B.这群氢原子自发跃迁时辐射出的光子中有2种在可见光区
C.这群氢原子自发跃迁时所辐射出的光子都可以使处于n=5的激发态的氢原子电离
D.用这群氢原子自发跃迁时所辐射出的光子分别照射逸出功为2.29 eV的金属钠,一定都
能使金属钠发生光电效应
13.如图甲所示为氢原子的能级图，图乙为氢原子的光谱图。已知谱线b是氯原子从n＝5
能级直接跃迁到n＝2能级时发出的光谱线，则谱线a可能是氢原子( )
A.从n＝2的能级跃迁到n＝1的能级时发出的光谱线
B.从n＝3的能级直接跃迁到n＝1的能级时发出的光谱线
C.从n＝4的能级直接跃迁到n＝1的能级时发出的光谱线
D.从n＝4的能级直接跃迁到n＝2的能级时发出的光谱线
14.中国“北斗三号”全球组网卫星采用星载氢原子钟,其精度将比“北斗二号”的星载铷
原子钟提高一个
数量级。如图所示为氢原子的部分能级图,以下判断正确的是( )
A.处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的光子
B.欲使处于基态的氢原子被激发,可用12.09eV的光子照射
C.当氢原子从n=5的状态跃迁到n=3的状态时,要吸收光子
D.用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射金属铂(逸出功为6.34 eV)时不能发生光电
效应
15.(多选)如图所示是氢原子四个能级的示意图，当氢原子从高能级向低能级跃迁时会辐射
一定频率的光子，则下列说法正确的是( )
A.一个处于n＝3能级的氢原子，自发跃迁时最多能辐射出三种不同频率的光子
B.根据玻尔的原子结构理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小
C.n＝4能级的氢原子自发跃迁时，辐射光子的能量最大为12.75eV
D.一个处于基态的氢原子可以吸收任意频率的光子后跃迁到高能级
16.如图所示，根据氢原子的能级图，现让一束单色光照射到大量处于基态(量子数n＝1)
的氢原子上，受
激的氢原子能自发地发出6种不同频率的光，则照射氢原子的单色光的光子能量为( )
A.12.75eV
B.13.06eV
C.13.6eV
D.0.85eV
17.现有大量处于n=4能级的氢原子,当这些氢原子向低能级跃迁时,会辐射出若干种不同频
率的光，氢原子
的能级示意图如图所示。下列说法正确的是( )
A.跃迁后核外电子的动能减小
B.最多可辐射出4种不同频率的光
C.由n=4能级跃迁到n=1能级产生的光的波长最短
D.用n=4能级跃迁到n=2能级辐射的光照射逸出功为2.65eV的某种金属能发生光电效应
18.为了测定带电粒子的比荷q/m，让这个带电粒子垂直电场方向飞进平行金属板间，已知匀强电场的场强为E，在通过长为L的两金属板间后，测得偏离入射方向的距离为d，如果在两板间加垂直于电场方向的匀强磁场，磁场方向垂直于粒子的入射方向，磁感应强度为B，则粒子恰好不偏离原来的方向，求q/m为多少？
19.根据氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n=3的激发态。
（1）在向较低能级跃迁的过程中向外发出的光子有几种？能量多大？
（2）哪些能使逸出功为2.29eV的金属钠发生光电效应？逸出的光电子最大初动能为多大？
20.氢原子处于基态时，原子能量E1=-13.6eV，氢原子各能级的关系为E n=E1/n2（n=1，2，3…）。今有一群处于n=4激发态的氢原子，最多可以辐射几种不同的光子？其中光子最小的能量是多少？是从哪两个能级跃迁发出的？
21.在弗兰克赫兹实验中,电子碰撞原子,原子吸收电子的动能从低能级跃迁到高能级。假设改用质子碰撞氢原子来实现氢原子的能级跃迁，实验装置如图1所示。紧靠电极A的O 点处的质子经电压为U1的电极AB加速后，进入两金属网电极B和C之间的等势区。在BC区质子与静止的氢原子发生碰撞，氢原子吸收能量由基态跃迁到激发态。质子在碰撞后继续运动进入CD减速区，若质子能够到达电极D，则在电流表上可以观测到电流脉冲。已知质子质量m p与氢原子质量m H均为m，质子的电荷量为e，氢原子能级图如图2所示，忽略质子在O点时的初速度，质子和氢原子只发生一次正碰。
（1）求质子到达电极B时的速率v0；
（2）假定质子和氢原子碰撞时,质子初动能的1/3被氢原子吸收用于能级跃迁。要出现电流脉冲,求CD间电压U2与U1应满足的关系式;
（3）要使碰撞后氢原子从基态跃迁到第二能级,求U1的最小值。
[巩固提升]
1.如图所示是氢原子的能级图，现有一群处于n=3的氢原子，能自发地辐射出三种不同频率的光，则辐射的光子能量最大为（）
A.13.6eV
B.12.09eV
C.10.2eV
D.3.4eV
2.植物种子里含有的“光敏色素”可以感知红光而使种子发芽，已知红光光子的能量范围为1.61eV~2.00eV。氢原子的能级示意图所示，能被“光敏色素”感知的是（）
A.氢原子从第5能级向第3能级跃迁发出的光
B.氢原子从第4能级向第3能级跃迁发出的光
C.氢原子从第4能级向第2能级跃迁发出的光
D.氢原子从第3能级向第2能级跃迁发出的光
3.如图所示为氢原子的能级图，当氢原子从n=4能级跃迁到n=2能级时，辐射出光子a，当氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级时，辐射出光子b，则下列判断正确的是（）
A.光子a的能量大于光子b的能量
B.光子a的波长小于光子b的波长
C.光子a不能使处于n=4能级的氢原子电离
D.若a为可见光，则b有可能为紫外线
4.如图所示为氢原子能级的示意图，图中a、b、c、d对应氢原子的四次跃迁，已知可见光光子的能量范围为1.61~3.10eV，根据玻尔理论，关于四次跃迁下列说法正确的是（）
A.经历a跃迁，氢原子吸收的光子能量为0.66eV
B.经历b跃迁，氢原子的能量减小
C.经历c跃迁，氢原子放出的光子是可见光光子
D.经历d跃迁后，再用可见光照射跃迁后的氢原子，可使氢原子发生电离
5.氢原子的能级图如图所示，下列说法正确的是（）
A.当氢原子处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的
B.当用能量为11eV的电子撞击处于基态的氢原子时，氢原子可能会跃迁到激发态
C.用从n=4能级跃迁到n=2能级时辐射的光照射逸出功为3.34eV的锌，会发生光电效应
D.氢原子从n=4能级跃迁到n=2能级比从n=2能级跃迁到n=1能级辐射出电磁波的频率高
6.玻尔理论的氢原子能级如图所示，用频率为v1的光照射一群处于基态的氢原子，可以得到三条光谱线；用频率为v2的光照射一群处于基态的氢原子，可以得到六条光谱线。对于v1、v2，下列关系正确的是（）
A.v2=2v1
B.v2>2v1
C.v1/v2=7/6
D.v1＜v2＜2v1
7.氢原子的能级图如图所示。如果大量氢原子处于n=4能级的激发态，下列说法正确的是（）
A.这群氢原子最多可能辐射3种不同频率的光子
B.从n =4能级跃迁到n =1能级的氢原子所辐射光子的波长最长
C.n=2能级的氢原子若吸收能量为1.89eV的光子，可以跃迁到n =3能级
D.n=4能级的氢原子至少需吸收13.6eV能量的光子才能电离
8.如图所示为氢原子能级示意图，下列说法正确的是（）
A.用能量为13.6eV的光子照射处于基态的氢原子，氢原子可以吸收光子的部分能量发生跃迁
B.用能量为14.0eV的光子照射处于基态的氢原子，氢原子可以吸收光子的全部能量发生电离
C.用能量为12.75eV的光子照射一个处于基态的氢原子后，氢原子能辐射出6种不同频率的光子
D.当原子处于不同能量状态时，核外电子在各处出现的概率是一样的
n ）后返9.如图所示为氢原子的能级图，巴耳末系是吸收光子能量的原子进入激发态（3
回n=2的量子状态时释放出的谱线，下列说法正确的是（）
A.巴耳末系中的最小频率与最大频率之比5：36
B.处于n=1能级的氢原子可以吸收能量为13.8eV的光子
C.一个氢原子从n=4能级向基态跃迁时，可发出6种不同频率的光子
D.氢原子由n=2能级跃迁到n=1能级时，原子的电势能增加，产生的电磁波的波长最长
10.(多选)处于基态的氢原子吸收一个光子后，则下列说法正确的是（）
A.电子绕核旋转半径增大
B.电子的动能增大
C.氢原子的电势能增大
D.氢原子的总能量增加
11.(多选)氢原子的能级如图所示，已知可见的光的光子能量范围约为1.62eV~3.11eV，下列说法正确的是（）
A.处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离
B.大量氢原子从高能级向n=3能级跃迁时，发出的光可能具有显著的热效应
C.大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出3种不同频率的光
D.一个处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多发出6种不同频率的光
12.(多选)如图为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n=3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为2.49eV的金属钠，下列说法正确的是
（ ）
A.这群氢原子能发出3种频率不同的光，其中从n=3跃迁到n=2所发出的光波长最长
B.这样氢原子能发出3种频率不同的光，其中从n=3跃迁到n=1所发出的光频率最小
C.金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为11.1leV
D.金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为9.60eV
13.(多选)如图为氢原子能级图，可见光的光子能量范围为1.62~3.11eV ，根据玻尔理论判断，下列说法正确的是（ ）
A.一个处在n=5能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生4种不同频率的光
B.大量处在n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生3种不同频率的光
C.大量处在n=5能级的氢原子向低能级跃迁时，由n=5能级向n=4能级跃迁辐射出的光子的波长最长
D.大量处在n=3能级的氢原子向低能级跃迁时，能产生3种不同频率的可见光
14.(多选)下列关于巴耳末公式1/λ=R(1/22-1/n 2)的理解，正确的是（ ）
A.巴耳末系的4条谱线位于红外区
B.公式中n 可取任意值，故氢原子光谱是连续谱
C.公式中n 只能取大于或等于3的整数值，故氢原子光谱是线状谱
D.在巴耳末系中n 值越大，对应的波长λ越短
15.(多选)红外测温具有响应时间快、非接触、安全准确的优点，在新冠疫情防控中发挥了重要作用。红外测温仪捕捉被测物体电磁辐射中的红外线部分，将其转变成电信号。图甲为红外线光谱的三个区域，图乙为氢原子能级示意图，已知普朗克常量
346.6310J s h -=⨯⋅，光在真空中的速度83.010m/s c =⨯，191eV 1.610J -=⨯，下列说法正确的是（ ）
A.红外线光子能量的最大值约为1.64eV
B.氢原子从n=3能级向n=2能级跃迁时释放出的光子能被红外测温仪捕捉
C.大量氢原子从n=4能级向低能级跃迁时，红外测温仪可捕捉到2种频率的光子
D.大量处于n=2激发态的氢原子吸收能量为2.86eV 的光子后，辐射出的光子可能被红外测温仪捕捉
16.(多选)如图所示为氢原子的能级示意图，则下列说法正确的是（ ）
A.氢原子由n=1能级跃迁到n=2能级时，电子的电势能减小
B.如果n=1能级的氢原子吸收某光子跃迁到n=3能级，则该光子的能量一定大于12.09eV
C.大量处于基态的氢原子吸收某频率的光子跃迁到n=3能级时，可向外辐射三种不同频率的光子
D.用氢原子从n=4能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为2.25eV 的金属时，逸出的光电子的最大初动能为10.5eV
17.(多选)氢原子的能级图如图所示，现有大量处于n=5能级的氢原子向低能级跃迁，已知可见光光子的能量范围约为1.62eV-3.11eV，下列说法正确的是（）
A.这些氢原子可能发出10种不同频率的可见光
B.已知钠的逸出功为2.29eV，则氢原子从n=5能级跃迁到n=2能级释放的光子可以从金
属钠的表面打出光电子
C.氢原子从n=5能级跃迁到n=1能级释放的光子波长最长
D.氢原子从n=5能级跃迁到n=4能级时，核外电子动能增加
18.根据巴耳末公式，算出氢原子光谱在可见光范围内，波长最长的2条谱线所对应的n。(λ1＝656.3 nm，λ2＝486.1nm)
19.氢原子的核外电子处于第三轨道上，当它向能级较低的轨道跃迁时，放出光子，则（1）放出光子的最长波长和最短波长之比是多少？
（2）若电离n=3的氢原子至少需要给它多少能量？（E1=－13.6eV）
20.已知氢原子光谱中巴耳末系第一条谱线H a的波长为6.565×10-7m。
（1）试推算里德伯常量的值；（2）利用巴耳末公式求其中第四条谱线的波长和对应光子的能量。
（3）试计算巴耳末系中波长最短的光对应的波长。
21.将氢原子电离，就是从外部给电子能量，使其从基态或激发态脱离原子核的束缚而成为自由电子。
（1）若要使处于n＝2激发态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射该氢原子？（2）若用波长为200nm的紫外线照射氢原子，则电子飞到离核无穷远处时的速度多大？
（电子电荷量e＝1.6×10－19C，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，电子质量m e＝9.1
×10－31kg）
22.1914年，在弗兰克一赫兹实验中，电子碰撞原子，原子吸收电子的动能从低能级跃迁到高能级。它为能级的存在提供了直接的证据，对玻尔的原子理论是一个有力支持。如图甲所示，假设电子由静止开始经加速电场（可看作匀强电场）加速后，与静止氢原子碰撞，氢原子吸收能量后由基态向激发态跃迁（能级图如图乙所示）。已知电子的质量为m e=9.1×10-31kg，电荷量e=1.6×10-19C，核外电子的第一轨道半径为r1=0.53×10-10m，氢原子的质量为m H。
（1）基态和激发态的能级差为ΔE，试求加速电场的最小电压U0；（用题中所给的物理量符号表示）
（2）氢原子量子数为n时的能级公式E n=E1/n2，电子轨道半径为r n=n2r1，求电子跃迁到第四轨道时，氢
原子的能量、电子的动能和电子的电势能各多大？
23.（1）已知基态的电离能为He＋，为使处于基态的静止的He＋跃迁到激发态，入射光子所
需的最小能量为多少？
（2）静止的He＋从第一激发态跃迁到基态时，如果考虑到离子的反冲，与不考虑反冲相比，发射出的光子波长相差的百分比为多少（离子He＋的能级E n与n的关系和氢原子能级公式类似，质子和中子的质量均取）
2023届高考物理一轮复习专题讲义：原子结构
高考物理一轮复习《原子结构》专题讲义 [考点梳理] 【考点一】阴极射线 1.辉光放电现象 （1）定义：放电管中若有气体，在放电管两级加上高电压可看到辉光放电现象。 但若管内气体非常稀薄即接近真空时，不能使气体，辉光放电现象消失。 （2）应用：如利用其发光效应制成的、，以及利用其正常辉光放电的电压稳定效应制成的。 2.阴极射线的产生 如图所示，在研究0.1pa气压以下的气体导电的玻璃管内有阴、阳两级，当两级 间加一定电压时，阴极便发出一种射线，这种射线能使玻璃管壁发出荧光，称 为。在稀薄气体的辉光放电实验中，若不断地抽出管中的气体，当管中 的气压降到0.1pa的时候，管内已接近真空，不能使气体电离发光，这时对着阴极的玻璃管壁却发出 荧光，如果在管中放一个十字形金属片，荧光中会出现十字阴影。 3.阴极射线的特点 在真空中；碰到荧光物质能使其；本质上是。 4.判断阴极射线电性的方法 阴极射线的本质是电子，在电场(或磁场)中所受电场力(或洛伦兹力)远大于所受重力，故研究电场力(或 洛伦兹力)对电子运动的影响时，一般不考虑重力的影响。 （1）粒子在电场中运动如图1所示。带电粒子受电场力作用运动方向发生改变(粒子质量忽略不计)。带电粒子在不受其他力的作用时，若沿电场线方向偏转，则粒子 带电；若逆着电场线方向偏转，则粒子带电。 （2）粒子在磁场中运动，如图2所示。粒子将受到洛伦兹力作用F＝qvB，洛伦兹力方向始终与速度方向垂直，利用左手定则即可判断粒子的电性。不考虑其他力的作 用，如果粒子按图示方向进入磁场，且做顺时针的圆周运动，则粒子带电；若 做逆时针的圆周运动，则粒子带电。 5.电子的发现
11.2原子结构 原子核—2021届高考物理一轮复习检测
11.2原子结构原子核 题组一氢原子能级及能级跃迁 1．(单选)图2－4所示为氢原子的四个能级，其中E1为基态，若氢原子A处于激发态E2，氢原子B处于激发态E3，则下列说法正确的是()． 图2－4 A．原子A可能辐射出3种频率的光子 B．原子B可能辐射出3种频率的光子 C．原子A能够吸收原子B发出的光子并跃迁到能级E4 D．原子B能够吸收原子A发出的光子并跃迁到能级E4 解析原子A从激发态E2跃迁到E1，只辐射一种频率的光子，A错．原子B从激发态E3跃迁到基态E1可能辐射三种频率的光子，B对．由原子能级跃迁理论可知，原子A可能吸收原子B由E3跃迁到E2时放出的光子并跃迁到E3，但不能跃迁到E4，C错．A原子发出的光子能量ΔE＝E2－E1大于E4－E3，故原子B不可能跃迁到能级E4，D错． 答案 B 2．(单选)如图2－5所示为氢原子能级示意图，现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干种不同频率的光，下列说法正确的是 ()． 图2－5 A．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光 B．由n＝2能级跃迁到n＝1能级产生的光频率最小 C．由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的光最容易发生衍射现象
D．用n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电效应 解析由原子跃迁、光电效应的规律分析．这些氢原子向低能级跃迁时可辐射出6种光子，A错误；由n＝4能级跃迁到n＝3能级产生的光子能量最小，所以频率最小，B错误；由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的光子能量最大，频率最大，波长最小，最不容易发生衍射现象，C错误；由n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光子能量为10.20 eV>6.34 eV，所以能使金属铂发生光电效应，D正确． 答案 D 3．已知可见光光子的能量范围约为1.62～3.11 eV，而氢原子的能级图如图2－6所示，则最低处于n＝________能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离；大量氢原子从高能级向n＝3的能级跃迁时，发出的光具有显著的________效应；大量处于n＝4的氢原子向低能级跃迁时，可能发出________种不同频率的可见光． 图2－6 解析可从题目中得知紫外线的能量大于3.11 eV，而吸收1.51 eV以上的能量就可以使氢原子电离，n＝3；从大于3的能级向第3能级跃迁时，发出最大频率的光能量只有1.51 eV，在可见光频率范围以下的红外线区域，具有显著的热效应；从第4能级向低能级跃迁时，可以发出6种可能的光子，但在可见光区域的只有2种，即从第4能级跃迁到第2能级的能量为2.55 eV的光子和从第3能级跃迁到2能级的能量为1.89 eV的光子． 答案3热 2 题组二原子核衰变及半衰期 4．(单选)居室装修中经常用到的花岗岩都不同程度地含有放射性元素(含铀、钍等)，会释放出α、β、γ射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道疾病．根据有关放射性知识判断下列说法中正确的是()． A．α射线是发生α衰变时产生的，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4个 B．β射线是发生β衰变时产生的，生成核与原来的原子核相比，质量数减少了1个
《志鸿优化设计》2022年高考物理(江苏专用)第一轮复习教学案：第十五章近代物理初步第二节原子结构核
《志鸿优化设计》2022年高考物理（江苏专用）第一轮复习教学案：第十五章近代物理初步第二 节原子结构核能 一、原子结构 1．电子的发觉 汤姆生在研究阴极射线时发觉了______，提出了原子的枣糕模型。 2．α粒子散射实验 α粒子散射实验是用α粒子轰击金箔，结果是________穿过金箔后仍沿原先方向前进，______发生了较大的偏转，极个别α粒子甚至______。 3．核式结构 在原子的中心有一个专门小的______，叫原子核，原子的___________ _______________都集中在原子核里，带____________在核外空间运动。 二、氢原子光谱 1．光谱分析 利用元素的特点谱线（线状谱）分析和确定物质的组成成分即光谱分析。 2．氢原子光谱的实验规律 巴耳末系是氢光谱在可见光区的谱线，其波长公式1 λ＝R（ 1 22－ 1 n2）（n ＝3,4,5…，R是里德伯常量，R＝1.10×107 m－1）。[来源:Zxxk ] 三、玻尔模型 1．玻尔的三条假设 （1）能量量子化：原子只能处于一系列______状态中，在这些状态中原子是稳固的，电子尽管绕核运动，但并不向外辐射能量，这些状态叫做_ _____。 对氢原子满足：En＝1 n2E1，其中E1＝－13.6 eV （2）轨道量子化：原子的______跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动__ ____相对应。原子的定态是不连续的，因此电子运动的可能轨道的分布也是不连续的。 对氢原子满足：rn＝n2r1，其中r1＝0.53×10－10 m。
（3）能级跃迁：原子从一种定态（设能量为E2）跃迁到另一种定态（设能量为E1）时，它____________一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即h ν＝E2－E1。[来源:1] 2．氢原子能级图：如图所示 四、天然放射现象及三种放射线的比较 1．天然放射现象的发觉 1896年，__________在铀矿石中发觉未知的射线，把这些射线称为α射线、β射线、γ射线，这确实是天然放射现象的发觉。天然放射现象的发觉，说明原子核______________。 2．三种射线的比较 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 带电荷量 2e －e 0 质量 4m p m p 1 840 静止质量为零 在电磁场中 偏转 与α射线反向偏转 不偏转 穿透本领 ――→增强减弱 电离作用 3．三种射线在匀强磁场、匀强电场中偏转情形比较 五、原子核的衰变及衰变规律 1．衰变 原子核由于自发地放出某种粒子而转化为新核的变化。 2．衰变规律 （1）α衰变：A Z X →A －4Z －2Y ＋42He ，实质：211H ＋210n →42He （2）β衰变：A Z X → A Z ＋1Y ＋ 0－1e ，实质：10n →1H ＋ 0－1e 3．半衰期 （1）定义：放射性元素衰变有一定的速率，我们把放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时刻叫半衰期，用τ表示。 （2）公式：m ＝m012t τ⎛⎫ ⎪⎝⎭ （3）特点：半衰期τ由该元素的原子核内部本身的因素决定，跟原子所处的物理状态（如压强、温度等）或化学状态（如单质、化合物等）
2023版新教材高考物理一轮复习单元素养评价十五原子结构和波粒二象性原子核(word版含答案)
单元素养评价(十五) 原子结构和波粒二象性 原子核 一、单项选择题 1．下列关于原子核的叙述中正确的是( ) A ．居里夫人通过α粒子轰击铝原子核，首次发现了中子 B ．核反应堆中的“慢化剂”是为了减慢反应速度，防止反应过于剧烈 C ．轻核聚变过程中，会有质量亏损，要释放能量 D ．原子核的质量越大，比结合能就越小 2．位于广东东莞的国家大科学工程——中国散裂中子源(CSNS)首次打靶成功，获得中子束流．这标志着CSNS 主体工程顺利完工，进入试运行阶段．对于有关中子的研究，下面说法正确的是( ) A ．中子和其他微观粒子，都具有波粒二象性 B ．一个氘核和一个氚核经过核反应后生成氦核和中子是裂变反应 C ．卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子 D ．核反应方程210 84 Po → y 82 X ＋4 2 He 中的y ＝206，X 的中子个数为128 3．关于光的波粒二象性，下列说法正确的是( ) A ．光既具有波动性，又具有粒子性，这是互相矛盾和对立的 B ．光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点 C ．大量光子才具有波动性，个别光子只具有粒子性 D ．由于光既具有波动性，又具有粒子性，无法只用其中一种去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性 4．在物理学发展的进程中，人们通过对某些重要物理实验的深入观察和研究，获得正确的理论认识．下列图示的实验中导致发现原子具有核式结构的是( ) 5．[2021·浙江1月，10]下列说法正确的是( ) A ．光的波动性是光子之间相互作用的结果 B ．玻尔第一次将“量子”引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念 C ．光电效应揭示了光的粒子性，证明了光子除了能量之外还具有动量 D ．α射线经过置于空气中带正电验电器金属小球的上方，验电器金属箔的张角会变大 6.
2021年物理(浙江专版)大复习课时提升作业三十四波粒二象性原子结构之谜含解析
2021年高考物理（浙江专版）大一轮复习课时提升作业三十四波粒二象性原子结构之谜含 解析 温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。 课时提升作业 三十四波粒二象性原子结构之谜 （建议用时25分钟) 1。(多选）(2019·台州模拟）以下有关物理学史的说法正确的有(） A。爱因斯坦首先发现了光电效应，并做出了解释。 B。法拉第第一个提出了场的概念,并用电场线来描述场的强弱和方向 C.玻尔提出的原子理论认为原子处在具有一定能量的定态中,虽然电子做变速运动，但不向外辐射能量. D。根据玻尔理论,一个处于n=4能级的氢原子回到n=1的状态过程中，最多可放出6种频率不同的光子. 【解析】选B、C.赫兹发现了光电效应现象，爱因斯坦成功解释了光电效应现象,故A错误;法拉第第一个提出了场的概念,并用电场线来描述场的强弱和方向，故B正确；玻尔提出的原子理论认为
原子处在具有一定能量的定态中,虽然电子做变速运动,但不向外辐射能量,故C正确;根据玻尔理论，一个处于n=4能级的氢原子回到n=1的状态过程中,最多可放出3种频率不同的光子,故D错误. 2.(多选)如图所示,电路中所有元件完好,但当光照射到光电管上的金属材料上时，灵敏电流计中没有电流通过，其原因可能是() A。入射光太弱 B.入射光的波长太长 C.光照时间短 D.电源正、负极接反 【解析】选B、D。只要入射光的频率小于极限频率，就没有光电子逸出；只要所加反向电压大于遏止电压,电子就不能到达阳极,也不会有光电流,故B、D正确。 3。（多选）用波长为λ和2λ的光照射同一种金属,分别产生的速度最快的光电子速度之比为2∶1，普朗克常量和真空中光速分别用h和c表示，那么下列说法正确的有（) A.该种金属的逸出功为 B。该种金属的逸出功为 C.波长超过2λ的光都不能使该金属发生光电效应 D.波长超过4λ的光都不能使该金属发生光电效应
2023届高考物理一轮复习专题讲义：原子核
高考物理一轮复习《原子核》专题讲义 [考点梳理] 【考点一】原子核的组成 1.天然放射现象 （1）放射性与放射性元素:物质放射出射线的性质称为，具有放射性的元素称为放射性。 （2）天然放射现象:原子序数大于83的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于或等于83的元素，有的也能发出射线。放射性元素自发地发出射线的现象，叫作放射现象。 2.射线的本质 （1）三种射线 种类α射线β射线γ射线 来源原子核内 组成氦核流高速电子流光子流(高频电磁波) 带电 荷量 2e -e 0 质量4m p,m p=1.67×10- 27 kg 静止质量为零 速度0.1c 0.99c c(光速) 在电磁场 中偏转 与α射线的偏 转方向相反 不偏转 穿透本领最弱,用纸能挡 住 较强,能穿透几毫米的 铝板 最强,能穿透几厘米的铅 板 对空气的 电离作用 很强较弱很弱 （2）射线的来源:射线来自，这说明原子核内部是有的。 3.放射性同位素的应用与防护 a.放射性同位素:有放射性同位素和放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质。 b.应用:消除静电、工业探伤、做示踪原子等。 c.防护:防止放射性对人体组织的伤害。 4.原子核的组成 （1）原子核由质子和中子组成，质子带电荷，电荷量与一个电子的电荷量，中子不带电。质子和中子统称为核子。 （2）电荷数和质量数
①电荷数(Z)= 数=元素的原子序数=原子的数。 ②质量数(A)=核子数= 数+ 数。 注意:原子核的电荷数不是它所带的电荷量,质量数也不是它的质量。 （3）原子核常用符号A Z X表示，X为元素符号，A表示核的数，Z表示核的数(即原子序数)。 [典例1]在贝克勒尔发现天然放射现象后,人们对放射线的性质进行了深入的研究。如图所示,放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是( ) A.①表示γ射线，③表示α射线 B.②表示β射线，③表示α射线 C.④表示α射线，⑤表示γ射线 D.⑤表示β射线，⑥表示α射线 【考点二】放射性元素的衰变 1.原子核的衰变 （1）定义:原子核放出粒子或粒子，会变成新的原子核，我们把一种元素经放射过程变成另一种元素的现象，称为原子核的衰变。 （2）分类 α衰变、β衰变的比较 衰变类型α衰变β衰变 衰变方程 X Y He X Y e 衰变实质2个质子和2个中子 结合成一个整体射出 1个中子转化为1个 质子和1个电子H+n He n H e 衰变规律电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒 （3）规律:原子核衰变时数和数都守恒。 （4）放射性的原子核在发生α衰变、β衰变时产生的新核处于高能级，这时它要向低能级，并放出光子。因此，γ射线经常是伴随α射线和β射线产生的。 2.半衰期 （1）定义:原子核数目因衰变减少到原来的一半所经过的叫作半衰期。 （2）统计规律:对于一个特定的放射性原子核，我们只知道它发生衰变的，而不知道它将何时发生衰变。然而，量子理论可以对大量原子核的行为作出预测。放射性元素的半衰期，描述的就是统计规律。所以半衰期是大量原子核衰变时的统计
2023年高考物理一轮复习讲义——原子核
第2讲 原子核 目标要求 1.了解原子核的组成及核力的性质，了解半衰期及其统计意义.2.认识原子核的结合能，了解核裂变及核聚变，能根据质量数、电荷数守恒写出核反应方程． 考点一 原子核的衰变及半衰期 1．原子核的组成：原子核是由质子和中子组成的，原子核的电荷数等于核内的质子数． 2．天然放射现象 放射性元素自发地发出射线的现象，首先由贝克勒尔发现．天然放射现象的发现，说明原子核具有复杂的结构． 3．三种射线的比较 名称 构成 符号 电荷量 质量 电离能力 贯穿本领 α射线 氦核 42He ＋2e 4 u 最强 最弱 β射线 电子 0－1 e －e 1 1 837 u 较强 较强 γ射线 光子 γ 最弱 最强 4.原子核的衰变 (1)衰变：原子核自发地放出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)α衰变、β衰变 衰变类型 α衰变 β衰变 衰变方程 M Z X →M －4Z －2Y ＋4 2He M Z X →M Z ＋1Y ＋0－1e 衰变实质 2个质子和2个中子结合成一 个整体射出 中子转化为质子和电子 211H ＋210n →4 2He 10n →11 H ＋0－1e 衰变规律 电荷数守恒、质量数守恒 (3)γ射线：γ射线经常是伴随着α衰变或β衰变同时产生的． 5．半衰期 (1)公式：N 余＝N 原1/212t T ⎛⎫ ⎪⎝⎭，m 余＝m 原 1/212t T ⎛⎫ ⎪⎝⎭ .
(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的外部条件(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关(选填“有关”或“无关”)． 6．放射性同位素的应用与防护 (1)放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质相同． (2)应用：消除静电、工业探伤、做示踪原子等． (3)防护：防止放射性对人体组织的伤害． 1．三种射线，按穿透能力由强到弱的排列顺序是γ射线、β射线、α射线．(√) 2．β衰变中的电子来源于原子核外电子．(×) 3．发生β衰变时，新核的电荷数不变．(×) 4．如果现在有100个某放射性元素的原子核，那么经过一个半衰期后还剩50个．(×) 考向1原子核的衰变 例1(多选)天然放射性元素232 90Th(钍)经过一系列α衰变和β衰变之后，变成208 82Pb(铅)．下列判断中正确的是() A．衰变过程共有6次α衰变和4次β衰变 B．铅核比钍核少8个质子 C．β衰变所放出的电子来自原子核外 D．钍核比铅核多24个中子 答案AB 解析由于β衰变不会引起质量数的减少，故可先根据质量数的减少确定α衰变的次数，x ＝232－208 4 ＝6，再结合电荷数的变化情况和衰变规律来判定β衰变的次数(设为y)，2x－y ＝90－82＝8，y＝2x－8＝4，钍核中的中子数为232－90＝142，铅核中的中子数为208－82＝126，所以钍核比铅核多16个中子，铅核比钍核少8个质子，β衰变所放出的电子来自原子核内，A、B正确． 例2(多选)有一匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直纸面向外，一个原来静止在A处的原子核，发生衰变放射出某种粒子，两个新核的运动轨迹如图所示，已知两个相切圆半径分别为r1、r2.下列说法正确的是()
备考2023年中考科学一轮复习-物质的结构_构成物质的微粒_原子_元素的概念
备考2023年中考科学一轮复习-物质的结构_构成物质的微粒_原子_元素的概念 元素的概念专训 单选题： 1、 (2019城.八下期中) 国际上有铟等7种元素的相对原子质量采用了我国科学家张青莲测的数据。由图可知铟元素（） A . 是非金属元素 B . 质子数为49 C . 相对原子质量是114.8克 D . 与其他元素根本区别是中子数不同 2、 (2019宁波.中考模拟) 我国科学家研究出碳化钼（Mo 2 C）负载金原子组成的高效 能化体系，使水煤气中的CO和H 2 O在120℃下发生反应，反应微观模型如图所示，则下列说法正确的是（） A . 该反应微观模型中总共有4种元素 B . 该反应微观模型中没有单质出现 C . 据图反应出Mo 2C对CO没有起到吸附催化作用 D . 该反应的化学方程式为CO 2 +H 2 CO+H 2 O 3、
(2019绍兴.中考模拟) 如图为物质、元素及构成微粒的相互关系图，下列说法中不正确的是（） A . a为分子，b为元素，c为离子 B . 由图可知，分子、原子、离子都是构成物质的微粒 C . 原子得到电子可形成阴离子，原子失去电子可形成阳离子 D . 不同种元素的两种离子，质子数一定不相同，电子数也一定不相同 4、 (2018杭州.中考模拟) 三甲基一氯硅烷[（CH 3） 3 SiCl]是一种生产有机硅化合物 的原料，遇火能燃烧甚至会发生爆炸，与水接触可产生盐酸。则下列说法错误的是（） A . 保存三甲基一氯硅烷时应密封防水 B . 三甲基一氯硅烷由碳、氢、硅、氯四个原子构成 C . 三甲基一氯硅烷元素质量比C：H：Si：Cl=24：18：56：71 D . 三甲基一氯硅烷充分燃烧的产物之一是二氧化碳 5、 (2016诸暨.中考模拟) 元素周期表又迎来了新成员，合会宣布确认113号、115号、117号和118号元素．科学联合会确认元素种类的主要依据是原子的（）A . 质子数 B . 中子数 C . 电子数 D . 相对原子质量 6、 (2020绍兴.中考模拟) 我国研制的大型激光器“神光二号”用了磷酸二氢钾 (化学式为KH 2PO 4 )晶体.下列说法正确的是( ) A . 磷酸二氢钾可作复合肥料 B . 磷酸二氢钾是一种酸 C . 磷酸二氢钾中含有4个元素 D . 磷酸二氢钾中磷元素的化合价为+3价 7、 (2015嘉兴.中考真卷) 学校常用福尔马林(40％的甲醛溶液)来浸制标本。已知甲醛的化学式是CH 2 0，关于甲醛的说法错误的是（） A . 是一种有机物 B . 由碳、氢、氧元素组成 C . 碳、氢、氧元素的质量比是1：2：1 D . 相对分子质量为30 8、 (2020天台.中考模拟) 2019年7月6日，中国良渚古城遗址获准列入世界遗产名录。考古学家对有关遗址出土文物的碳-14含量测定，推测其年代距今约4700-5300年。碳-14原子与碳-12原子不同的是（）
2022届高考化学大一轮复习讲义：选修3 第1节 原子结构与性质 Word版含解析
选修3 物质结构与性质 第一节 原子结构与性质 考纲定位 1.了解原子核外电子的运动状态、排布原理和能级分布，能正确书写1～36号元素原子核外电子、价电子的电子排布式和轨道表达式。 2.了解电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质。 3.了解电子在原子轨道之间的跃迁及简洁应用。 4.了解电负性的概念，并能用以说明元素的某些性质。 考点1| 原子核外电子排布 [基础学问整合] 1．能层、能级和原子轨道 能层 K L M N 能级 1s 2s 、2p 3s 、3p 、3d 4s 、4p 、4d 、4f 原子轨道数目 1 1＋3＝4 1＋3＋5＝9 1＋3＋5＋7＝ 16 最多容纳电子数目 2 8 18 32 2.原子轨道的外形、数目及能量关系 (1)轨道外形⎩⎨⎧ s 电子的原子轨道呈球形对称 p 电子的原子轨道呈哑铃形 (2)s 、p 、d 、f 能级上原子轨道数目依次为1、3、5、7，其中n p x 、n p y 、n p z 三个原子轨道在三维空间相互垂直，各能级的原子轨道半径随能层数(n )的增大而增大。 (3)能量关系⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧ ①相同能层上原子轨道能量的凹凸： n s 原子结构 一、选择题（共26题） 1．已知阴离子R2－的原子核内有n个中子，R原子的质量数为m，则ω g R 原子完全转化为R2－时，含有电子的物质的量是 () A.m－n－2 ω·m mol B. ω(m－n) n mol C．ω( m－n－2 m)mol D. ω m(m－n＋2)mol 2．下列说法正确的是() A．具有相同质子数的微粒一定属于同一种元素 B．H2O和H2O2互为同素异形体 C．含有金属元素的离子不一定是阳离子 D．同种元素的原子中，中子数和质子数一定都相同 3．重水(D2O)是重要的核工业原料，下列说法错误的是() A．重水是原子反应堆的导热剂 B．氘(D)原子核内有1个中子 C．H2O与D2O的物理性质不相同 D.12H、D与16O、18O形成的水分子，其相对分子质量不相同的有5种 4．从宏观方面看物质是由元素组成的，从微观方面看物质是由粒子构成的。下列有关说法不正确的是() A．元素原子的多样性是由构成原子的质子和中子数目引起的 B．元素的化学性质主要取决于元素原子的最外层电子数 C．只由一种分子构成的物质一定是纯净物 D．质子数等于电子数的微粒，可能是一种分子和一种离子 5．下列说法正确的是() A．13C和14N 质子数相差1，中子数也相差1 B．一种元素可以有多种核素，有几种核素就有几种原子 C．钴5627Co、5727Co、5827Co、5927Co等几种原子，他们是同素异形体，其物理性质几乎相同，化学性质不同 D．核聚变如21H＋31H→42He ＋10n，由于有新微粒生成，该变化是化学变 化 6．Sm属于稀土元素，14462Sm与15062Sm是钐元素的两种同位素。下列说法正确的是() A.14462Sm与15062Sm互为同素异形体 B.14462Sm与15062Sm具有相同核外电子排布 C.14462Sm与15062Sm的性质完全相同 D.14462Sm与15062Sm的质子数不同，但中子数相同 7．原子的核电荷数小于18的某元素X，其原子的电子层数为n，最外层电子数为2n＋1，原子核内质子数为2n2－1。下列有关X的说法中不正确的是() A．X能形成化学式为X(OH)3的碱 B．X能与某些金属元素形成化合物 C．X原子的最外层电子数和核电荷数肯定为奇数 D．X可能形成化学式为KXO3的盐 8．两种元素原子的核外电子层数之比与最外层电子数之比相等，则在周期表的前10号元素中，满足上述关系的元素共有() A．1对B．2对 C．3对D．4对 9．“玉兔”号月球车用23894Pu作为热源材料，下列关于23894Pu的说法正确的是() A.23894Pu与23892Pu互为同位素 B.23894Pu与23994Pu互为同素异形体 C.23894Pu与23892Pu具有完全相同的化学性质 D.23894Pu与23994Pu具有相同的最外层电子数 10．短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，其简单离子都能破坏水的电离平衡的是() A．W2－、X＋B．X＋、Y3＋ C．Y3＋、Z2－D．X＋、Z2－ 11．重水(D2O)是重要的核工业原料，下列说法错误的是() A．氘(D)原子核外有1个电子 B．1H与D互称同位素 原子 A Z X 原子核 核外电 子 质子（Z）个 中子（A-Z）个 电子数（Z）个 电子排布（分层排 布） 核电荷数决定元素的种类 质量数（A）近似相对原子质 在质子数决定后，决定原子的 种类 最外层电子 各层电子数 同位素 决定主族元素化学性 质 电子层(K、L、M……） 原子结 构示意 图 2021年高考化学一轮复习专题6.1 原子结构与性质讲案（含解析） 复习目标： 1、了解元素、核素和同位素的含义。 2、了解原子的构成；了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们 之间的相互关系。 3、了解相对原子质量、相对分子质量的定义，并能进行有关的计算。 4、了解原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素(1～36号)原子核外电 子的排布；了解原子核外电子的运动状态。 基础知识回顾： 一、原子结构 1、原子的构成 （1）原子的组成 （2）符号中各数字的含义 （3）组成原子的各种微粒及相互关系 ①质子数（Z）= 核电荷数 = 原子序数 ②质量数（A）= 质子数（Z） + 中子数（N） ③阳离子的核外电子数=质子数-所带电荷数 ④阴离子的核外电子数=质子数+所带电荷数 注：①有质子的微粒不一定有中子如。 ②有质子的微粒不一定有电子如H+。 ③质子数相同的微粒不一定属于同一种元素如Ne、HF、H2O、NH3、CH4等。 ④任何元素都有零价，但不一定都有负价或正价。如F无正价，Na、Mg、Al等无负价。 2、元素、核素、同位素 元素核素同位素 概 念 具有相同核电荷数（质子 数）的同一类原子的总称 具有一定数目质子和一定 数目中子的一种原子 质子数相同而中子数不同的原子或同一 元素的不同核素 范 围 宏观概念，对同一类原子 而言，既有游离态又有化 合态 微观概念，对某种元素的 一种原子而言 微观概念，对某种元素的原子而言。因 同位素的存在而使原子的种类多余元素 的种类 特 性 主要通过形成的单质或化 合物来体现 不同的核素可能质子数相 同、或中子数相同、或质 量数相同，或各类数均不 同。 同位素质量数不同，物理性质有差异， 化学性质相同。 实 例 H、O 1 1 H、 2 1 H、 14 7 N、 14 6 C、 24 12 Mg是不同的核素 1 1 H、 2 1 H、 3 1 H为氢的同位素 3、几种“相对原子质量” （1）同位素的相对原子质量的计算式：M r= 一个同位素原子的质量 一个12C原子的质量× 1 12 （2）同位素的近似相对原子质量，数值上约等于该同位素原子的相对质量。 （3）元素的相对原子质量是根据各种同位素的相对原子质量和他们在自然界中所占的原子个数百分含量计算的结果。 专题51 原子与原子核 1.知道两种原子结构模型，会用玻尔理论解释氢原子光谱. 2。掌握氢原子的能级公式并能结合能级图求解原子的跃迁问题. 3.掌握原子核的衰变、半衰期等知识。 4.会书写核反应方程,并能根据质能方程求解核能问题． 一、氢原子光谱、氢原子的能级、能级公式 1．原子的核式结构 （1)电子的发现:英国物理学家汤姆孙发现了电子。 (2)α粒子散射实验：19091911年，英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验，实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进,但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞"了回来。 (3)原子的核式结构模型：在原子中心有一个很小的核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转. 2．光谱 (1）光谱 用光栅或棱镜可以把光按波长展开,获得光的波长(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亮线，这样的光谱叫做线状谱。 有的光谱是连在一起的光带，这样的光谱叫做连续谱。 （3）氢原子光谱的实验规律 巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式错误!＝R错误!,（n＝3,4,5，…），R是里德伯常量,R＝1.10×107 m－1，n为量子数。 3．玻尔理论 （1)定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中,在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。 （2)跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定,即hν＝E m－E n。（h是普朗克常量，h＝6.63×10－34J·s） （3）轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应.原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的。 4．氢原子的能级、能级公式 自主命题卷全国卷 考情分析 2021·广东卷·T1原子核的衰变2021·全国甲卷·T17原子核的衰变2021·湖南卷·T1衰变、半衰期2021·全国乙卷·T17半衰期 2021·河北卷·T1衰变、半衰期2020·全国卷Ⅰ·T19核反应 2021·浙江6月选考·T14核反应2020·全国卷Ⅱ·T18核能2020·天津卷·T1原子核式结构实验2020·全国卷Ⅲ·T19原子核的衰变2020·江苏卷·T12(1)(2)黑体辐射、能级跃 迁、光子的动量 2019·全国卷Ⅰ·T14能级跃迁2020·浙江7月选考·T14核聚变、核能2019·全国卷Ⅱ·T15核能2019·天津卷·T5光电效应2018·全国卷Ⅱ·T17光电效应 试题情境生活实践类 医用放射性核素、霓虹灯、氖管、光谱仪、原子钟、威耳逊云室、射 线测厚仪、原子弹、反应堆与核电站、太阳、氢弹、环流器装置等 学习探究类 光电效应现象、光的波粒二象性、原子的核式结构模型、氢原子光谱、 原子的能级结构、射线的危害与防护、原子核的结合能、核裂变反应 和核聚变反应等 第1讲原子结构和波粒二象性 目标要求 1.了解黑体辐射的实验规律.2.知道什么是光电效应，理解光电效应的实验规律．会利用光电效应方程计算逸出功、截止频率、最大初动能等物理量.3.知道原子的核式结构，掌握玻尔理论及能级跃迁规律.4.了解实物粒子的波动性，知道物质波的概念． 考点一黑体辐射及实验规律 1．热辐射 (1)定义：周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫热辐射． (2)特点：热辐射强度按波长的分布情况随物体温度的不同而有所不同． 2．黑体、黑体辐射的实验规律 (1)黑体：能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体． (2)黑体辐射的实验规律 ①对于一般材料的物体，辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关． ②黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关．随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，如图． 3．能量子 (1)定义：普朗克认为，当带电微粒辐射或吸收能量时，只能辐射或吸收某个最小能量值ε的整数倍，这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子． (2)能量子大小：ε＝hν，其中ν是带电微粒吸收或辐射电磁波的频率，h称为普朗克常量．h ＝6.626×10－34 J·s(一般取h＝6.63×10－34 J·s)． 1．黑体能够反射各种波长的电磁波，但不会辐射电磁波．(×) 2．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加，辐射强度极大值向波长较短的方向移动．(√) 3．玻尔为得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，提出了能量子的假说．(×) 例1(多选)关于黑体辐射的实验规律如图所示，下列说法正确的是() A．黑体能够完全吸收照射到它上面的光波 第15讲原子结构化学键目录 第一部分：网络构建（总览全局） 第二部分：知识点精准记忆 第三部分：典型例题剖析 高频考点1 考查同位素与同素异形体的判断 高频考点2考查原子中各种微粒数目之间的关系与计算 高频考点3考查核外电子排布规律的理解与应用 高频考点4考查对化学键概念的理解及类型判断 高频考点5考查物质变化与作用力类型的判断 高频考点6考查化学用语的正误判断 正文 第一部分：网络构建（总览全局） 第二部分：知识点精准记忆 知识点一原子结构与核素、同位素 1．原子结构 (1)原子的构成粒子 原子A Z X) ⎩⎪ ⎨ ⎪⎧ 原子核 ⎩⎪ ⎨ ⎪⎧ 质子Z个——决定元素的种类 中子(A－Z)个 在质子数确定后 决定原子种类 同位素 核外电子Z个——最外层电子数决定元素的化学性质 (2)微粒之间的等式关系 1）质量关系：质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)； 2）电性关系： ①原子中：质子数(Z)＝核电荷数＝核外电子数； ②阳离子的核外电子数＝质子数－阳离子所带的电荷数，如Mg2＋的核外电子数是10。 ③阴离子的核外电子数＝质子数＋阴离子所带的电荷数，如Cl－的核外电子数是18。 (3)微粒符号周围数字的含义 【特别提醒】①原子中不一定都含有中子，如11H中没有中子。 ②电子排布完全相同的原子不一定是同一种原子，如互为同位素的各原子。 ③易失去1个电子形成＋1价阳离子的不一定是金属原子，如氢原子失去1个电子形成H＋。 ④形成稳定结构的离子最外层不一定是8个电子，如Li＋为2个电子稳定结构。 2．元素、核素、同位素 (1)元素、核素、同位素的概念及相互关系 (2)同位素的特征 ①相同存在形态的同位素，化学性质几乎完全相同，物理性质不同。 ②天然存在的同一元素各核素所占的原子百分数(丰度)一般不变。 (3)同位素的“六同三不同” (4)常见的重要核素及其应用 第13讲原子结构化学键 1．核泄漏地区可检测到的放射性元素有137Cs、134Cs、131I等。下列叙述正确的是() A.134 55Cs和137 55Cs形成的单质物理性质相同 B.134 55Cs比131 53I多3个中子 C.134 55Cs和137 55Cs形成的单质化学性质相同 D.134 55Cs与137 55Cs都是铯的同素异形体 【答案】C 【解析】同位素原子形成的单质，化学性质几乎完全相同，但物理性质不同，A错误，C正确；134 55Cs的中子数为134－55＝79，131 53I的中子数为131－53＝78，二者中子数相差1，B错误；134 55Cs和137 55Cs互为同位素，而不是同素异形体，D错误。 2．99 43Tc是医用放射性同位素。下列关于99 43 Tc的叙述正确的是() A．中子数是56B．质量数是43 C．质子数是56 D．原子序数是99 【答案】A 【解析】99 43 Tc的质子数＝原子序数，均为43，质量数是99，中子数＝99－43＝56，所以A正确。 3．下列说法中肯定错误的是() A．某原子K层上只有一个电子 B．某原子M层上电子数为L层电子数的4倍 C．某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍 D．阳离子的最外层电子数可能为2，也可能为8 【答案】B 【解析】H原子K层上只有一个电子，A项正确；当M层上排有电子时，L层上一定排满了8个电子，而M层上最多只能排18个电子，B项错误；K层上最多只能排2个电子，M层和L层都为8个电子的离子可能为S2－、Cl－、K＋或Ca2＋等，C项正确；Li＋的最外层电子数为2，Na＋的最外层电子数为8，D项正确。 4．下列关于C60、H3、O－ 2、N＋ 5 等微粒的叙述错误的是() A．碳、氢、氧、氮元素中各含有不同核素B．H3与H2化学性质相同，互为同位素C．C60与N＋ 5 中都含有共价键 D．KO2属于含有共价键的离子化合物 第26讲原子结构核外电子排布规律 [复习目标] 1.掌握原子结构中微粒数目的关系。2.了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理。3.能正确书写1～36号元素原子核外电子排布式、价电子排布式和轨道表示式。 考点一原子结构、核素、同位素 1．原子结构 (1)构成微粒及作用 (2)微粒间的数量关系 ①阳离子的核外电子数＝质子数－所带电荷数。 ②阴离子的核外电子数＝质子数＋所带电荷数。 (3)微粒符号周围数字代表的信息 2．元素、核素、同位素 (1)元素、核素、同位素的概念及相互关系 (2)同位素的特征 ①同一元素的各种核素的中子数不同，质子数相同，化学性质几乎完全相同，物理性质差异较大。 ②同一元素的各种稳定核素在自然界中所占的原子百分数(丰度)不变。 (3)氢元素的三种核素 1 H：名称为氕，不含中子； 1 2 H：用字母D表示，名称为氘或重氢； 1 3 H：用字母T表示，名称为氚或超重氢。 1 (4)几种重要核素的用途 核素235 92U 14 6C 21H 31H 18 8O 用途核燃料用于考古断代制氢弹示踪原子 1．一种元素可以有多种核素，也可能只有一种核素，有多少种核素就有多少种原子() 2．所有原子核内一定都有中子() 3．质量数就是元素的相对原子质量() 4．质子数相同的微粒一定属于同一种元素() 5．核外电子数相同的微粒，其质子数一定相同() 6．核聚变如21H＋31H―→42He＋10n，因为有新微粒生成，所以该变化是化学变化() 7．氢的三种核素形成的单质有6种，它们物理性质有所不同，但化学性质几乎完全相同( ) 答案 1.√ 2.× 3.× 4.× 5.× 6.× 7．√ 一、微粒中“粒子数”的确定 1．月球上的每百吨32He 聚变所释放出的能量相当于目前人类一年消耗的能量，地球上氦元素 主要以42He 的形式存在。已知一个 12C 原子的质量为a g ，一个32He 原子的质量为b g ，N A 为 阿伏加德罗常数。下列说法正确的是( ) A.32He 比42He 多一个中子 B ．氦元素的近似相对原子质量为3.5 C.32He 的相对原子质量为12b a D.32He 的摩尔质量为bN A 答案 C 解析 32He 比42He 少一个中子， A 错误；不能确定核素的原子百分含量，因此不能计算氦元素的近似相对原子质量， B 错误；一个原子的真实质量与一个12 6 C 原子质量的112的比值是该核素的相对原子质量，因此32He 的相对原子质量为12b a ，C 正确；32He 的摩尔质量为bN A g·mol －1，D 错误。 2．(1)1 mol H 218O 与1 mol D 216O 的中子数之比为________。 (2)已知阴离子R 2－ 的原子核内有n 个中子，R 原子的质量数为m ，则w g R 原子完全转化为R 2－ 时，含有电子的物质的量是___________________________________________________。 答案 (1)1∶1 (2)w (m －n ＋2) m mol 解析 (2)质量数＝质子数＋中子数，则R 的质子数为m －n ，故R 2－的核外电子数为m －n ＋2，w g R 原子的物质的量为w m mol ，所以w g R 2－含有电子的物质的量为w m mol ×(m －n ＋2) ＝ w (m －n ＋2) m mol 。 二、元素、核素、同位素的概念辨析 3．汤姆孙(J.J.Thomson)和阿斯通(F.W.Aston)在1913年发现了2210Ne 。下列有关说法正确的是( ) A.2210Ne 和2010Ne 属于同素异形体原子结构 2022届高考化学一轮复习练习(含解析)
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