物理第十二章 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核 12.2 原子結(jié)構(gòu) 氫原子光譜

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1、第2講原子結(jié)構(gòu)氫原子光譜【知識(shí)導(dǎo)圖】絕大多數(shù)大角度偏轉(zhuǎn)體積很小全部質(zhì)量外面吸收可見光區(qū)定態(tài)n2r112En【微點(diǎn)撥】1.密立根通過油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)得電子的電荷量為:e=1.610-19 C。電子的質(zhì)量為:m=9.110-31 kg。2.原子核半徑的數(shù)量級(jí)為10-15m。3.線狀譜和吸收光譜是原子的特征譜線,可用來(lái)做光譜分析。4.氫原子的半徑公式:rn=n2r1(n=1,2,3),r1=0.5310-10 m,為基態(tài)半徑。5.氫原子的能級(jí)公式:En= =(n=1,2,3),E1=-13.6 eV,為基態(tài)能量。12En【慧眼糾錯(cuò)】(1)人們認(rèn)識(shí)原子具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)是從盧瑟福提出原子核式結(jié)構(gòu)模型開始的。糾錯(cuò):

2、_。人們認(rèn)識(shí)原子具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)是從湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子開始的(2)粒子散射實(shí)驗(yàn)說(shuō)明原子的正電荷和全部質(zhì)量集中在一個(gè)很小的核上。糾錯(cuò):_。 粒子散射實(shí)驗(yàn)說(shuō)明原子的正電荷和大部分質(zhì)量集中在一個(gè)很小的核上(3)原子光譜是連續(xù)譜。糾錯(cuò):_。(4)熾熱的固體、液體和高壓氣體發(fā)出的光譜是線狀譜。糾錯(cuò):_。原子光譜是不連續(xù)的,由若干頻率的譜線組成熾熱的固體、液體和高壓氣體發(fā)出的光譜是連續(xù)譜(5)原子的能量是連續(xù)的。糾錯(cuò):_。 原子的能量是分立的、量子化的,在不同狀態(tài)具有不同的能量(6)電子躍遷時(shí)輻射的光子的頻率等于電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)的頻率。糾錯(cuò):_。電子躍遷時(shí)輻射的光子的能量等于兩個(gè)能級(jí)的能量差,其頻率由h=Em-

3、En決定(7)根據(jù)玻爾理論,氫原子的核外電子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí),釋放一定頻率的光子,同時(shí)電子的動(dòng)能減小,電勢(shì)能減小。糾錯(cuò):_。 氫原子的核外電子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí),釋放一定頻率的光子,同時(shí)電子的動(dòng)能增大,電勢(shì)能減小考點(diǎn)1原子核式結(jié)構(gòu)模型【典題探究】 【典例1】(2018西安模擬)盧瑟福和他的學(xué)生做粒子轟擊金箔實(shí)驗(yàn),獲得了重要發(fā)現(xiàn)。關(guān)于粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,下列說(shuō)法正確的是()導(dǎo)學(xué)號(hào)04450258A.證明了質(zhì)子的存在B.證明了原子核是由質(zhì)子和中子組成的C.證明了原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在一個(gè)很小的核里D.說(shuō)明了原子中的電子只能在某些軌道上運(yùn)動(dòng)【解析】選C。當(dāng)粒子穿過原

4、子時(shí),電子對(duì)粒子影響很小,影響粒子運(yùn)動(dòng)的主要是原子核,離核遠(yuǎn)則粒子受到的庫(kù)侖斥力很小,運(yùn)動(dòng)方向改變小。只有當(dāng)粒子與核十分接近時(shí),才會(huì)受到很大庫(kù)侖斥力,而原子核很小,所以粒子接近它的機(jī)會(huì)就很少,所以只有極少數(shù)大角度的偏轉(zhuǎn),而絕大多數(shù)基本按直線方向前進(jìn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果是:離金原子核遠(yuǎn)的粒子偏轉(zhuǎn)角度小,離金原子核近的粒子偏轉(zhuǎn)角度大,正對(duì)金原子核的粒子被返回。盧瑟福根據(jù)粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提出了原子具有核式結(jié)構(gòu),不是用人工方法研究原子核的結(jié)構(gòu)。由于極少數(shù)粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn),原子的全部正電荷集中在原子中央很小的體積內(nèi),即原子核內(nèi)。此實(shí)驗(yàn)不能說(shuō)明原子核內(nèi)存在中子,故C項(xiàng)正確,A、B、D項(xiàng)錯(cuò)誤。【通關(guān)秘籍】 1.湯

5、姆孫原子模型:(1)電子的發(fā)現(xiàn):1897年,英國(guó)物理學(xué)家湯姆孫通過對(duì)陰極射線的研究發(fā)現(xiàn)了電子。電子的發(fā)現(xiàn)證明了原子是可再分的。(2)湯姆孫原子模型:原子里面帶正電荷的物質(zhì)均勻分布在整個(gè)原子球體中,而帶負(fù)電的電子則一粒粒鑲嵌在球內(nèi)。2.粒子散射實(shí)驗(yàn):(1)粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置。(2)粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果:絕大多數(shù)粒子穿過金箔后基本上仍沿原來(lái)的方向前進(jìn),但少數(shù)粒子穿過金箔后發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn),極少數(shù)粒子甚至被“撞了回來(lái)”。3.原子的核式結(jié)構(gòu)模型:(1)粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析。核外電子不會(huì)使粒子的速度發(fā)生明顯改變。湯姆孫模型不能解釋粒子的大角度散射。絕大多數(shù)粒子沿直線穿過金箔,說(shuō)明原子中絕大部分是空的;少數(shù)粒

6、子發(fā)生較大角度偏轉(zhuǎn),反映了原子內(nèi)部集中存在著對(duì)粒子有斥力的正電荷;極少數(shù)粒子甚至被“撞了回來(lái)”,反映了個(gè)別粒子正對(duì)著質(zhì)量比粒子大得多的物體運(yùn)動(dòng)時(shí),受到該物體很大的斥力作用。(2)原子的核式結(jié)構(gòu)模型。在原子的中心有一個(gè)很小的核,叫原子核,原子的所有正電荷和幾乎所有質(zhì)量都集中在原子核里,帶負(fù)電的電子在核外繞核旋轉(zhuǎn)。 (3)核式結(jié)構(gòu)模型的局限性。盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型能夠很好地解釋粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,但不能解釋原子光譜是特征光譜和原子的穩(wěn)定性?！究键c(diǎn)沖關(guān)】 1.(2018西寧模擬)盧瑟福通過粒子散射實(shí)驗(yàn)得出了原子核式結(jié)構(gòu)模型,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,有帶電粒子打到光屏上都產(chǎn)生光斑。為驗(yàn)證粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)論,

7、現(xiàn)在A、B、C、D四處放置帶有熒光屏的顯微鏡。則這四處位置一段時(shí)間內(nèi)統(tǒng)計(jì)的閃爍次數(shù)符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)的是()A.2、10、625、1 205B.1 202、1 305、723、203C.1 305、25、7、1D.1 202、1 010、723、203【解析】選C。根據(jù)粒子散射實(shí)驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果,大多數(shù)粒子能按原來(lái)方向前進(jìn),少數(shù)粒子方向發(fā)生了偏移,極少數(shù)粒子偏轉(zhuǎn)超過90,甚至有的被反向彈回。所以在相等時(shí)間內(nèi)A處閃爍次數(shù)最多,其次是B、C、D三處,并且數(shù)據(jù)相差比較大,故C項(xiàng)正確,A、B、D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.在盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)中,有少數(shù)的粒子發(fā)生了大角度的偏轉(zhuǎn),其原因是()A.原子是可再分的B.正電荷在原子中

8、是均勻分布的C.原子中有帶負(fù)電的電子,電子會(huì)對(duì)粒子有引力作用D.原子的正電荷和絕大部分的質(zhì)量都集中在一個(gè)很小的核上【解析】選D。陰極射線的發(fā)現(xiàn),說(shuō)明原子是可再分的,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;粒子和電子之間有相互作用力,它們接近時(shí)就有庫(kù)侖引力作用,但由于電子的質(zhì)量只有粒子質(zhì)量的 ,粒子與電子碰撞就像一顆子彈與一個(gè)灰塵碰撞一樣,粒子質(zhì)量大,其運(yùn)動(dòng)方向幾乎不改變。粒子散射實(shí)驗(yàn)中,有少數(shù)粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)說(shuō)明三17 300點(diǎn):一是原子內(nèi)有一質(zhì)量很大的粒子存在;二是這一粒子帶有較大的正電荷;三是這一粒子的體積很小,故D項(xiàng)正確,B、C項(xiàng)錯(cuò)誤?！炯庸逃?xùn)練】盧瑟福提出原子的核式結(jié)構(gòu)模型,建立該模型的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)是()A.粒子散

9、射實(shí)驗(yàn)B.粒子轟擊氮核的實(shí)驗(yàn)C.粒子轟擊鈹核的實(shí)驗(yàn)D.研究陰極射線的實(shí)驗(yàn)【解析】選A。盧瑟福根據(jù)對(duì)粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果的研究,提出原子的核式結(jié)構(gòu)模型,故A項(xiàng)正確,B、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤?？键c(diǎn)2氫原子能級(jí)圖及原子躍遷 【典題探究】 【典例2】(2015海南高考)氫原子基態(tài)的能量為E1=-13.6 eV。大量氫原子處于某一激發(fā)態(tài)。由這些氫原子可能發(fā)出的所有的光子中,頻率最大的光子能量為-0.96E1,頻率最小的光子的能量為_eV(保留2位有效數(shù)字),這些光子可具有_種不同的頻率。導(dǎo)學(xué)號(hào)04450259 【解題探究】(1)頻率最大的光子的能量是由哪個(gè)能級(jí)向基態(tài)躍遷釋放的?提示:頻率最大的光子能量為-0.96E

10、1,根據(jù)頻率條件h=Em-En得:En-E1=-0.96E1,解得En=-0.04E1,由En= 可得n=5,即頻率最大的光子的能量是從n=5能級(jí)躍遷到基態(tài)釋放的。12En(2)原子由哪個(gè)能級(jí)躍遷到哪個(gè)能級(jí)釋放的光子頻率最小?提示:原子由n=5能級(jí)躍遷到n=4能級(jí)釋放的光子頻率最小。 (3)怎么計(jì)算共釋放多少種不同頻率的光子?提示: 2nC?！窘馕觥款l率最大的光子能量為-0.96E1,即En-(-13.6 eV)=-0.96(-13.6 eV),解得En=-0.54 eV即n=5,從n=5能級(jí)開始,根據(jù) 可得共有10種不同頻率的光子。從n=5到n=4躍遷的光子頻率最小,根據(jù)E=E4-E5可得頻

11、率最小的光子的能量為0.31 eV。答案:0.3110n n 12【通關(guān)秘籍】 1.對(duì)氫原子能級(jí)圖的理解:(1)能級(jí)圖如圖所示。(2)能級(jí)圖中相關(guān)量意義的說(shuō)明。相關(guān)量相關(guān)量意義意義能級(jí)圖中的橫線能級(jí)圖中的橫線表示氫原子可能的能量表示氫原子可能的能量狀態(tài)狀態(tài)定態(tài)定態(tài)橫線左端的數(shù)字橫線左端的數(shù)字“1,2,3”1,2,3”表示量子數(shù)表示量子數(shù)橫線右端的數(shù)字橫線右端的數(shù)字“-13.6,-3.4”-13.6,-3.4”表示氫原子的能量表示氫原子的能量相關(guān)量相關(guān)量意義意義相鄰橫線間的距離相鄰橫線間的距離表示相鄰的能量差表示相鄰的能量差, ,量子量子數(shù)越大數(shù)越大, ,相鄰的能量差越相鄰的能量差越小小, ,距

12、離越小距離越小帶箭頭的豎線帶箭頭的豎線表示原子由較高能級(jí)向較表示原子由較高能級(jí)向較低能級(jí)躍遷低能級(jí)躍遷, ,原子躍遷的原子躍遷的條件為條件為h=Eh=Em m-E-En n2.兩類能級(jí)躍遷:(1)自發(fā)躍遷:高能級(jí)低能級(jí),釋放能量,發(fā)出光子。光子的頻率= EEEhh高低。(2)受激躍遷:低能級(jí)高能級(jí),吸收能量。光照(吸收光子):吸收光子的全部能量,光子的能量必須恰等于能級(jí)差h=E。碰撞、加熱等:可以吸收實(shí)物粒子的部分能量,只要入射粒子能量大于或等于能級(jí)差即可,E外E。大于電離能的光子被吸收,將原子電離。 3.譜線條數(shù)的確定方法:(1)一個(gè)氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)最多為(n-1)。(2)一群

13、氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)的兩種求解方法。用數(shù)學(xué)中的組合知識(shí)求解:N= 2nn n 1C2。利用能級(jí)圖求解:在氫原子能級(jí)圖中將氫原子躍遷的各種可能情況一一畫出,然后相加。【考點(diǎn)沖關(guān)】 1.(2018深圳模擬)如圖所示為氫原子能級(jí)的示意圖,現(xiàn)有大量的氫原子處于n=4的激發(fā)態(tài),當(dāng)向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射出若干不同顏色的光。關(guān)于這些光下列說(shuō)法正確的是 ()A.由n=4能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)產(chǎn)生的光子波長(zhǎng)最長(zhǎng)B.由n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)產(chǎn)生的光子頻率最小C.這些氫原子總共可輻射出3種不同頻率的光D.用n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)輻射出的光照射逸出功為6.34 eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應(yīng)【解析】選D。根據(jù)

14、Em-En=h ,由n=4能級(jí)躍遷到n=3能級(jí)產(chǎn)生的光,能量最小,波長(zhǎng)最長(zhǎng),故A錯(cuò)誤;由n=4能級(jí)躍遷到n=3能級(jí)產(chǎn)生的光子能量最小,頻率最小,故B錯(cuò)誤;大量的氫原子處于n=4的激發(fā)態(tài),可能發(fā)出光子頻率的種數(shù)n= =6。故C錯(cuò)誤;從n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)輻射出的光子的能量E=E2-E1=-3.4 eV-c24C(-13.6)eV=10.2 eV6.34 eV,而使金屬發(fā)生光電效應(yīng)的條件是光子的能量大于電子的逸出功,故可以發(fā)生光電效應(yīng)。故D正確。2.(多選)(2018撫順模擬)如圖所示,是汞原子的能級(jí)圖,一個(gè)自由電子的總能量為8.0 eV,與處于基態(tài)的汞原子碰撞后(不計(jì)汞原子的動(dòng)量變化),則

15、電子剩余的能量可能為(碰撞無(wú)能量損失)()A.0.3 eV B.3.1 eVC.4.9 eV D.8.8 eV【解析】選A、B。基態(tài)的汞原子從基態(tài)躍遷到第2能級(jí),吸收能量為:E=-5.5 eV+10.4 eV=4.9 eV則電子剩余的能量為:E=8.0 eV-4.9 eV=3.1 eV,基態(tài)的汞原子從基態(tài)躍遷到第3能級(jí),吸收能量為:E=-2.7 eV+10.4 eV=7.7 eV,則電子剩余的能量為:E=8.0 eV-7.7 eV=0.3 eV,故A、B項(xiàng)正確,C、D項(xiàng)錯(cuò)誤?！炯庸逃?xùn)練】(2018寶雞模擬)如圖,是氫原子四個(gè)能級(jí)的示意圖。當(dāng)氫原子從n=4的能級(jí)躍遷到n=3的能級(jí)時(shí),輻射出a光。

16、當(dāng)氫原子從n=3的能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí)時(shí),輻射出b光。則以下判斷正確的是()A.a光光子的能量大于b光光子的能量B.a光的波長(zhǎng)大于b光的波長(zhǎng)C.a光的頻率大于b光的頻率D.在真空中a光的傳播速度大于b光的傳播速度【解析】選B。氫原子從n=4的能級(jí)躍遷到n=3的能級(jí)的能級(jí)差小于從n=3的能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí)時(shí)的能級(jí)差,根據(jù)h=Em-En,知,光子a的能量小于光子b的能量。所以a光的頻率小于b光的頻率,則光子a的能量小于光子b的能量,故A、C項(xiàng)錯(cuò)誤;光子a的頻率小于光子b的頻率,所以b的頻率大,波長(zhǎng)小,則a光的波長(zhǎng)大于b光的波長(zhǎng),故B項(xiàng)正確;在真空中光子a的傳播速度等于光子b的傳播速度,故D項(xiàng)

17、錯(cuò)誤。考點(diǎn)3原子能量問題光譜 【典題探究】 【典例3】(多選)(2018宜昌模擬)氫原子輻射出一個(gè)光子后,根據(jù)玻爾理論,下述說(shuō)法正確的是 ()導(dǎo)學(xué)號(hào)04450260A.電子旋轉(zhuǎn)半徑減小B.氫原子能量增大C.氫原子電勢(shì)能增大D.核外電子速率增大【題眼直擊】氫原子輻射出一個(gè)光子從高能級(jí)向_躍遷軌道半徑_,原子能量_。低能級(jí)減小減小【解析】選A、D。氫原子輻射出一個(gè)光子后,從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷,氫原子的能量減小,軌道半徑減小,根據(jù) 得軌道半徑減小,電子速率增大,動(dòng)能增大,由于氫原子半徑減小的過程中電場(chǎng)力做正功,則氫原子電勢(shì)能減小,故A、D項(xiàng)正確,B、C項(xiàng)錯(cuò)誤。222evkmrr，【通關(guān)秘籍】 1.氫

18、原子的能量變化規(guī)律:(1)氫原子能量。在不同的定態(tài),氫原子的能量為:En= (n=1,2,3), E1=-13.6 eV,為基態(tài)能量。隨r的增大而增大,隨r的減小而減小。12En(2)電子的動(dòng)能。公式法:電子在固定的軌道上繞原子核做勻速圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)庫(kù)侖力提供向心力得: 化簡(jiǎn)得電子的動(dòng)能為:Ek= 。隨r的增大而減小,隨r的減小而增大。 222evkmrr，2ke2r動(dòng)能定理法:當(dāng)軌道半徑增大時(shí),庫(kù)侖力做負(fù)功,電子的動(dòng)能減小;反之,當(dāng)軌道半徑減小時(shí),庫(kù)侖力做正功,電子的動(dòng)能增大。(3)氫原子電勢(shì)能。通過庫(kù)侖力做功判斷,當(dāng)軌道半徑增大時(shí),庫(kù)侖引力做負(fù)功,原子的電勢(shì)能增大。反之,當(dāng)軌道半徑減小時(shí),

19、庫(kù)侖引力做正功,原子的電勢(shì)能減小。 利用原子能量公式En=Ekn+Epn判斷,當(dāng)軌道半徑增大時(shí),原子能量增大,電子動(dòng)能減小,故原子的電勢(shì)能增大。反之,當(dāng)軌道半徑減小時(shí),原子能量減小,電子動(dòng)能增大,故原子的電勢(shì)能減小。2.原子躍遷的能量變化規(guī)律:(1)吸收光子或?qū)嵨锪Ｗ拥哪芰亢?原子能量增大,從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷。(2)輻射光子后,原子能量減小,從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷。吸收光子或輻射光子的能量滿足頻率條件:h=Em-En。3.光譜:(1)光譜的分類。光譜分為發(fā)射光譜和吸收光譜,發(fā)射光譜分為連續(xù)譜和線狀譜。連續(xù)譜主要由白熾的固體、液體或高壓氣體受激發(fā)產(chǎn)生,由連續(xù)分布的一切波長(zhǎng)的譜線組成;線狀譜主要產(chǎn)

20、生于原子,由一些不連續(xù)的亮線組成;在連續(xù)光譜中某些波長(zhǎng)的光被物質(zhì)吸收后產(chǎn)生的光譜被稱作吸收光譜。線狀譜和吸收光譜為原子的特征譜線。(2)氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律。氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律:巴耳末系是氫原子光譜在可見光區(qū)的譜線,其波長(zhǎng)公式 (n=3,4,5,R是里德伯常量,R=1.10107 m-1)。 22111R()2n【考點(diǎn)沖關(guān)】 1.(2018?？谀M)處于不同能級(jí)的氫原子,電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是 ()A.能量越大的氫原子,電子的向心加速度越大B.能量越大的氫原子,電子的動(dòng)能越大,電勢(shì)能越小C.處于基態(tài)的氫原子,電子的運(yùn)動(dòng)周期最大D.處于基態(tài)的氫原子,電子運(yùn)動(dòng)的角速度最大【解析】選

21、D。根據(jù)庫(kù)侖力提供向心力得:k =ma,可知,能量越大的氫原子,電子的向心加速度越小,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)庫(kù)侖力提供向心力得: 解得: v= ,所以軌道半徑越大,電子的動(dòng)能越小;氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí),庫(kù)侖力對(duì)電子做負(fù)功,電勢(shì)能變大,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)22er222evkmrr，2kemr庫(kù)侖力提供向心力得: 可知軌道半徑越大,周期都越大,所以處于基態(tài)的氫原子,電子的運(yùn)動(dòng)周期最小,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)庫(kù)侖力提供向心力得:k = m2r,可知,軌道半徑越小,電子的角速度越大,所以處于基態(tài)的氫原子,電子運(yùn)動(dòng)的角速度最大,故D項(xiàng)正確。2222e4 rkmrT，22er2.(201

22、8永州模擬)如圖所示,圖甲為氫原子的能級(jí),圖乙為氫原子的光譜,已知譜線a是氫原子從n=4的能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)時(shí)的輻射光,譜線b可能是氫原子在下列哪種情形躍遷時(shí)的輻射光()導(dǎo)學(xué)號(hào)04450261A.從n=3的能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí)B.從n=5的能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí)C.從n=4的能級(jí)躍遷到n=3的能級(jí)D.從n=5的能級(jí)躍遷到n=3的能級(jí)【解析】選B。譜線a是氫原子從n=4的能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí)時(shí)的輻射光,波長(zhǎng)大于譜線b,所以a光的光子頻率小于b光的光子頻率。所以b光的光子能量大于n=4和n=2間的能級(jí)差。n=3躍遷到n=2,n=4躍遷到n=3,n=5躍遷到n=3的能級(jí)差小于n=4和n=2的能

23、級(jí)差。n=5和n=2間的能級(jí)差大于n=4和n=2間的能級(jí)差。故A、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確?！炯庸逃?xùn)練】(多選)若原子的某內(nèi)層電子被電離形成空位,其他層的電子躍遷到該空位上時(shí),會(huì)將多余的能量以電磁輻射的形式釋放出來(lái),此電磁輻射就是原子的特征X射線。內(nèi)層空位的產(chǎn)生有多種機(jī)制,其中一種稱為內(nèi)轉(zhuǎn)換,即原子中處于激發(fā)態(tài)的核躍遷回基態(tài)時(shí),將躍遷時(shí)釋放的能量交給某一內(nèi)層電子,使此內(nèi)層電子電離而形成空位(被電離的電子稱為內(nèi)轉(zhuǎn)換電子)。214Po的原子核從某一激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時(shí),可將能量E0=1.416 MeV交給內(nèi)層電子(如K、L、M層電子,K、L、M標(biāo)記原子中最靠近核的三個(gè)電子層)使其電離。實(shí)驗(yàn)測(cè)得從214P

24、o原子的K、L、M層電離出的電子的動(dòng)能分別為EK=1.323 MeV、EL=1.399 MeV、EM=1.412 MeV。則可能發(fā)射的特征X射線的能量為()A.0.013 MeV B.0.017 MeVC.0.076 MeV D.0.093 MeV【解析】選A、C。電離過程是:該能級(jí)上的電子獲得能量后轉(zhuǎn)化為其動(dòng)能,當(dāng)獲得的動(dòng)能足能使其脫離原子核的吸引后,則能電離,因此電離時(shí)獲得的動(dòng)能等于無(wú)窮遠(yuǎn)處能級(jí)和該能級(jí)之間的能量差。所以內(nèi)層三個(gè)能級(jí)的能量分別為:EM=-1.412 MeV,EL=-1.399 MeV,EK=-1.323 MeV,因此放出的特征X射線的能量分別為:EM=EK-EM=0.089 MeV,EL=EL-EM=0.013 MeV,EK=EK-EL=0.076 MeV,故B、D錯(cuò)誤,A、C正確。