1、第四章 原子结构之谜 第二节 原子的结构,栏目链接,1了解原子结构模型建立的历史过程及各种模型建立的依据 2知道粒子散射实验的方法和现象 3知道原子核式结构的主要内容,栏目链接,栏目链接,在中国哲学家庄子天下篇中有“一尺之锤,日取其半,万世不竭”的描述,同西方哲学家不同的是,中国人认为物质是无限可分的,而“原子”一词在希腊就是不可再分的生活在现代社会的我们当然知道原子可以再分,你知道原子可分成哪些基本粒子,有多少基本粒子吗?请举例说明,栏目链接,栏目链接,1汤姆生设想原子是一个_,带正电的部分_地分布在其中,质量很小的电子则像布丁中的_一样镶嵌在内该模型被卢瑟福的_实验否定 2粒子散射实验的方
2、法是:用由放射源发射的粒子束轰击_,利用荧光屏接收,探测通过金箔后的粒子偏转情况 3粒子散射实验的目的是:粒子通过金箔时,由于金原子中的带电粒子对粒子有_作用,一些,球体,均匀,葡萄干,粒子散射,金箔,栏目链接,库仑力,栏目链接,粒子的_改变,也就是粒子发生散射统计散射到各个方向的粒子_,即可推知原子中质量和正电荷的分布情况 4粒子散射实验的现象是:_粒子穿过金箔后,仍沿原来的方向前进,但_粒子发生了较大的偏转,并且有极少数粒子的偏转_90,有的甚至几乎达到180.,运动方向,数量,绝大多数,少数,超过,5卢瑟福的原子核式结构模型认为:原子中心有一个带_的原子核,它几乎集中了原子的_,而电子则
3、在核外空间绕核_ 6实验确定的原子核半径的数量级为_ m,原子半径的数量级为_ m.,正电,全部质量,旋转,栏目链接,1015,1014,1010,栏目链接,知识点1 粒子散射实验,1实验装置(如图所示) 放射源释放粒子;金箔靶子;显微镜荧光屏(可转动)用于观察,栏目链接,2实验过程 粒子从铅盒射出,经过一条细通道,形成细射线穿过金箔后打在荧光屏上产生闪光,用可转动的显微镜从不同角度进行观察 3实验现象 (1)粒子通过金箔时,绝大多数不发生偏转,仍沿原来的方向前进 (2)少数发生较大的偏转,极少数偏转角超过90. (3)有的甚至被弹回,偏转几乎达到180.,栏目链接,4实验分析 (1)由于电子
4、质量远小于粒子质量,所以二者发生碰撞时电子不可能使粒子发生大角度偏转 (2)使粒子发生大角度偏转的只能是原子中带正电的部分,按照汤姆生的原子模型,正电荷在原子内是均匀分布的,粒子穿过原子时,它受到两侧的斥力大部分抵消,因而也不可能使粒子发生大角度偏转,更不可能使粒子反向弹回,这与粒子的散射实验的现象矛盾,栏目链接,(3)现象说明原子绝大部分是空的,除非原子的几乎全部质量和正电荷都集中在原子中心的一个很小的核上,否则,粒子的大角度散射是不可能的 5注意 (1)整个实验过程在真空中进行,且金箔很薄,粒子很容易穿过 (2)粒子散射实验否定了汤姆生的原子结构模型,提出了原子的核式结构模型,栏目链接,例
5、1 卢瑟福在用粒子轰击金箔的实验中发现粒子( ) A全部穿过或发生很小的偏转 B绝大多数穿过,只有少数发生很大偏转甚至极少数被弹回 C绝大多数发生很大的偏转,甚至被弹回,只有少数穿过 D全部发生很大的偏转,栏目链接,解析:粒子散射后,绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进,但少数粒子发生了较大的偏转,并且有极少数粒子的偏转超过了90,有的甚至几乎达到180. 答案: B,栏目链接,课堂训练 1(双选)在粒子散射实验中,如果一个粒子跟金箔中的电子相撞,则( ) A粒子的动能和动量几乎没有损失 B粒子将损失大部分动能和动量 C粒子不会发生显著的偏转 D粒子将发生较大角度的偏转,栏目链接,解析:粒
6、子质量是电子的7 300倍,相当于卡车与西瓜相撞不难判断A、C正确 答案:AC,栏目链接,知识点2 原子的核式结构,1原子的核式结构模型的内容 原子的中心有一个带正电的原子核,它几乎集中了原子的全部质量,而电子则在核外空间绕核旋转 2对粒子散射实验的解释 (1)按照该模型,由于原子核很小,大部分粒子穿过金箔时都离核很远,受到的库仑斥力很小,它们的运动几乎不受影响,栏目链接,(2)极少数的粒子从原子核附近飞过,受到的库仑斥力很大,从而发生大角度的偏转 (3)极个别的粒子正对着原子核射来,受到的库仑斥力最大,偏转角几乎达到180. 如图所示,栏目链接,3原子核的电荷与尺度 (1)原子内的电荷关系:
7、原子核的电荷数等于核外电子数,非常接近于它们的原子序数 (2)原子核的大小:原子核半径的数量级为1015 m,原子半径的数量级为1010 m,两者相差十万倍之多,可见原子内部十分“空旷”,栏目链接,4注意 (1)使粒子发生偏转的是原子核对它的库仑斥力,粒子离原子核越近,库仑力越大,粒子的加速度越大,反之则越小 (2)粒子与原子核间的万有引力远小于两者间的库仑力,因而可以忽略不计并且处理粒子等微观粒子时一般不计重力,栏目链接,例2 根据卢瑟福的原子核式结构模型,下列说法正确的是( ) A原子的正电荷均匀分布在整个原子范围内 B原子质量均匀分布在整个原子范围内 C原子中的正电荷和质量都均匀分布在整个原子范围内 D原子中的全部正电荷和几乎全部质量都集中在很小的区域范围内,栏目链接,解析:核式结构认为:原子是由位于其中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成,原子核集中了全部的正电荷和几乎全部的质量,电子在核外绕核高速旋转,库仑力提供向心力,故D项正确 答案:D,栏目链接,课堂训练 2卢瑟福提出了原子的核式结构模型,这一模型建立的基础是( ) A粒子的散射实验 B对阴极射线的研究 C天然放射性现象的发现 D质子的发现,栏目链接,栏目链接,解析:卢瑟福根据粒子的散射实验结果,提出了原子的核式结构模型:原子核聚集了原子的全部正电荷和几乎全部质量,电子在核外绕核运转 答案:A,