第 2 讲 原子结构和原子核一、原子结构 光谱和能级跃迁1．电子的发现英国物理学家汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子，提出了原子的“枣糕模型”．2．原子的核式结构(1)1909～1911 年，英籍物理学家卢瑟福进行了 α 粒子散射实验，提出了核式结构模型．图 1(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”，如图 1 所示．(3)原子的核式结构模型：原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有全部质量，电子在正电体的外面运动．3．氢原子光谱(1)光谱：用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱．(2)光谱分类(3)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＝R(－)(n＝3,4,5，…，R 是里德伯常量，R＝1.10×107m－1)．(4)光谱分析：利用每种原子都有自己的特征谱线可以用来鉴别物质和确定物质的组成成分，且灵敏度很高．在发现和鉴别化学元素上有着重大的意义．4．氢原子的能级结构、能级公式(1)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：电子从能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时，会放出能量为 hν 的光子，这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即 hν＝Em－ 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．(2)能级和半径公式：① 能级公式：En＝E1(n＝1,2,3，…)，其中 E1为基态能量，其数值为 E1＝－ 13.6 eV.② 半径公式：rn＝n 2 r 1(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.5．氢原子的能级图能级图如图 2 所示图 2二、原子核 核反应和核能1．原子核的组成(1)原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子．质子带正电，中子不带电．(2)基本关系① 核电荷数＝质子数(Z)＝元素的原子序数＝核外电子数．② 质量数(A)＝核子数＝质子数＋中子数．(3)X 元素的原子核的符号为 X，其中 A 表示质量数，Z 表示核电荷数．2．天然放射现象(1)天然放射现象元素自发地放出射线的现象，首先由贝可勒尔发现．天然放射现...
