第2讲 原子结构 原子核
知识排查
原子结构
1.电子的发现：英国物理学家汤姆孙发现了电子。
2.原子的核式结构
(1)α粒子散射实验：1909～1911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，实验结果表明，绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但是有少数α粒子发生了较大的偏转，有极少数α粒子偏转角超过了90°，有的甚至被原路弹回。(如图1所示)
图1
(2)原子的核式结构模型：原子内部有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷以及几乎全部的质量都集中在原子核内，带负电的电子绕核运动。
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＝1.10×107 m－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。
氢原子的能级、能级公式
1.玻尔理论
(1)定态：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，电子虽然做加速运动，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＝Em－En。(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34 J·s)
(3)轨道：原子的不同能量状态对应于电子的不同运行轨道，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行。
2.氢原子的能级、能级公式
(1)氢原子的能级
能级图如图2所示
图2
(2)氢原子的能级和轨道半径
①氢原子的能级公式：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＝0.53×10－10 m。
原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期、放射性同位素
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
物质能自发地放出射线的现象，首先由贝可勒尔发现。天然放射现象的发现，说明原子核具有复杂的结构。
3.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。
4.原子核的衰变
(1)衰变：原子核由于释放出像α、β这样的射线(粒子流)而转变成新核的变化叫做原子核的衰变。
(2)分类
α衰变：X→Y＋He 如：U→Th＋He；
β衰变：X→Y＋e 如：Th→Pa＋e；
(3)半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间。半衰期的长短由原子核自身因素决定，一般与原子所处的物理、化学状态以及周围环境、温度无关。 核力和核能
