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在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外的空间里软核旋转。 （3）核式结论模型的局限性
通过实验建立起来的卢瑟福原子模型无疑是正确的，但它与经典论发生了严重的分歧。电子与核运动会产生与轨道旋转频率相同的电磁辐射，运动不停，辐射不止，原子能量单调减少，轨道半径缩短，旋转频率加快。由此可得两点结论
①电子最终将落入核内，这表明原子是一个不稳定的系统；
②电子落入核内辐射频率连续变化的电磁波。原子是一个不稳定的系统显然与事实不符，实验所得原子光谱又为波长不连续分布的离散光谱。如此尖锐的矛盾，揭示着原子的运动不服从经典理论所表述的规律。
3、为解释原子的稳定性和原子光谱的离经叛道的离散性，玻尔于1913年以氢原子为研究对象提出了他的原子理论，虽然这是一个过渡性的理论，但为建立近代量子理论迈出了意义重大的一步。
（1）玻尔理论的内容：
①原子只能处于一条列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽做加速运动，但并不向外辐射能量，这些状态叫定态。
②原子从一种定态（设能量为Em）跃迁到另一种定态（设能量为En）时,它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这种定态的能量差决定，即
hv?Em?En(m?n)
③氢原子中电子轨道是量子化的每一可取的轨道对应一个能级。
（2）巴耳末公式
研究原子的结构及其规律的一条重要途径就是对光谱的研究。19世纪末，许多科学家对原子光谱已经做了大量的实验工作。第一个发现氢原子线光谱可组成线系的是瑞士的中学教师巴耳末，他于1885年发现氢原子的线光谱在可见光部分的谱线，可归纳为如下的经验公式
1?1?R?2?2?n?21???，n=3，4，5，…
?17
式中的?为波长，R是一个常数，叫做里德伯恒量，实验测得R的值为1.096776?10m。
上面的公式叫做巴耳末公式。当n=3，4，5，6时，用该式计算出来的四条光谱线的波长跟从实验测得的四条谱线的波长符合得很好。氢光谱的这一系列谱线叫做巴耳末系。
（3）能及图
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①n称为量子数，E1代表基态，En代表激发态，值为：En?②原子向外辐射（吸收）光子的能量与发生跃迁的 两个轨道有关。hv?Em?En(m?n)，v?1E1。 2nc?。
跃迁
③一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为n－1。一群氢原子n(n－1)
发出可能的光谱线条数的两种求解方法：N＝C2n＝。
2
④电子由高能级向低能级跃迁时，动能增加，势能减小，总能量减小。电子由低能级向高能级跃迁时，动能减小，势能增大，总能量增大。
⑤ 对于光子和原子作用而使原子发生跃迁时，入射光的能量要刚好等于两能级差，原子才能能吸收，对于实物粒子与原子作用使原子激发时，粒子能量大于或等于能级差都行。 ⑥电离：由某一定态跃迁到无穷远处。
【例题1】如图所示，为氢原子的能级图，现有大量处于n＝3激发态的氢原子向低能级跃迁。已知当氢原子从n＝3跃迁到n＝2的能级时，辐射光的波长为656 nm下列说法正确的是 A．大量氢原子总共可辐射出三种不同频率的光有2种属于巴耳末系 B．氢原子由n＝3跃迁到n＝2产生的光频率最大 C．这些氢原子跃迁时辐射出光子能量的最大值为10.2 eV D．氢原子由n＝3跃迁到n＝1产生的光照射逸出功为6.34 eV的金能发生光电效应
E．氢原子由n＝3跃迁到n＝1产生的光波长最短 F.使n＝3能级的氢原子电离至少要1.51 eV的能量
G.若从n＝2能级跃迁到基态释放的光子能使某金属板发生光电效应，则从n＝3能级跃迁到n＝2能级释放的光子也一定能使该板发生光电效应
H.在3种光子中，从n＝3能级跃迁到n＝1能级释放的光子康普顿效应最明显
I.原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为λ1的光子，原子从b能级状态跃迁到c能级状态时λ1λ2
吸收波长为λ2的光子，已知λ1＞λ2，那么原子从a能级跃迁到c能级状态时将要吸收波长为的
λ1－λ2
属铂
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光子.
J.氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波长大于656 nm K.用波长为325 nm的光照射，可使氢原子从n＝1跃迁到n＝2的能级
答案解析：A 巴尔末系属于可见光系也指从大于二能级跃迁至二能级的光从三能级跃迁只有一条属于巴尔末系A错
B由n＝3跃迁到n＝2能级差最小频率最小根据??cf可知频率越小波长越长B错E错
C从n=3跃迁到n=1的光子能量最大hv?E3?E1?12.09ev C错根据光电效应发生的条件可知D对 G错
F n＝3能级的氢原子电离至少要hv?E??E3?0?(?1.51)ev?1.51ev F对 H 频率越大粒子性越强康普顿效应越明显H对
chc
I 由E＝hν及ν＝，可知原子从a能级状态跃迁到b能级状态发射光子的能量E1＝，原子从b能级
λλ1hc
状态跃迁到c能级状态时吸收光子的能量E2＝，则原子从a能级状态跃迁到c能级状态时要吸收光子
λ2hc(λ1－λ2)λ1λ2
的能量E3＝E2－E1＝，波长为，I项正确。
λ2λ1λ1－λ2
J 从n＝3跃迁到n＝2的能级时，辐射光的波长为656 nm 根据h能级时，辐射光的波长小于656 nmJ K 均错 答案：DFHI
（4）玻尔理论的局限性：
c??Em?En可知n＝2跃迁到n＝1的
玻尔原子理论满意地解释了氢原子和类氢原子的光谱；从理论上算出了里德伯恒量；但是也
有一些缺陷。对于解释具有两个以上电子的比较复杂的原子光谱时却遇到了困难，理论推导出来的结论与实验事实出入很大。此外，对谱线的强度、宽度也无能为力；也不能说明原子是如何组成分子、构成液体个固体的。玻尔理论还存在逻辑上的缺点，他把微观粒子看成是遵守经典力学的质点，同时，又给予它们量子化的观念，失败之处在于偶保留了过多的经典物理理论。到本世纪20年代，薛定谔等物理学家在量子观念的基础上建立了量子力学。彻底摒弃了轨道概念，而代之以几率和电子云概念。
四、原子核理论 1、天然放射现象：
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（1）概念：元素自发地放出射线的现象，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。
(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放射性。具有放射性的元素叫放射性元素。 (3)三种射线：放射性元素放射出的射线共有三种，分别是α射线、β射线、γ射线。三种射线均来自原子核。 种类 4?射线(2He)高速氦核0?射线(?1e)高速电子?射线（光子流）高流 速度 在电磁场中 贯穿本领 0.1c 偏转 最弱，用纸能挡住 流 0.99c 与a射线反向偏转 较强，穿透几毫米的铝板 频电磁波 C 不偏转 最强，穿透几厘米的铅板 很弱 对空气的电离作用 在空气中的径迹 通过胶片 产生机制 很强 较弱 粗、短、直 细、较长、曲折 最长 感光 核内两个中子和两个质子结合的比较紧密，有时会作为一个整体从较大的原子核抛射出来 感光 核内的中子可以转化为一个质子和一个电子，产生的电子从核内发射出来 感光 放射性原子核在发生两种衰变后产生得新核往往处于高能级，当它向低能级跃迁时，辐射r光子 2、放射性元素的衰变
（1）定义：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）两种衰变的比较
衰变类型 衰变方程 α衰变 ZX―A→ZA－2Y4＋42He 2个质子和2个中子结合成一个整体射出 β衰变 ZX―A→AZ＋1Y＋0－1e 衰变实质 中子转化为质子和电子
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