第十八章 第2节 原子的核式结构模型 25张PPT

(共36张PPT)
历史背景 ：
1、公元前五世纪 希腊哲学家德谟克利特指出物质是由不可分割的微粒（叫原子）组成。 2、17—18世纪 道尔顿 提出了近代原子学说 3、19世纪末 原子是组成物质的最小微粒。人们通过化学反应的事实证实了物质的原子性结构，认为原子是组成物质最小微粒 4、1897年汤姆生发现电子
汤姆逊发现电子之后，许多科学家对于原子中正负电荷的分布情况进行了进一步的探究，提出了许多模型，现介绍具有代表性的，比如，原子是一个球体，正电荷弥漫性的均匀分布整个球体内，电子镶嵌其中形象的称为“西瓜模型”或“枣糕模型”。
西瓜模型
枣糕模型
在汤姆生的原子模型中，原子是一个球体；正电核均匀分布在整个球内，而电子就象葡萄干镶嵌在蛋糕里那样镶嵌在原子里面．
电子
正电荷
第十八章原子结构
了解a粒子散射实验原理和实验现象

知道卢瑟福的原子核式结构的主要内容

知道原子和原子核的大小数量级，原子核的核电荷数
领会α粒子散射实验的实验和思维过程，养成抽象思维能力和想象力。
一、 α粒子散射实验
二、原子核的电荷与尺度
一、α粒子散射实验
原子正负电荷分布的研究
汤姆生的原子模型
被a粒子散射实验否定
卢瑟福提出新的假设（核式结构模型）
数学推理
与实验事实的对照
卢瑟福（Lusefu），在他66年的生涯中，他阐述了放射性衰变的理论，鉴定出α粒子（氦核24He）、β粒子（电子流-10e）和γ射线（光子），发现了原子核，第一次用人工的方法将一种元素转变为另一种元素。直接培养了11名诺贝尔奖获得者。 后人说他是第一个进入复杂宇宙原子内的探索者。
卢瑟福
α粒子散射实验依据
著名的α粒子散射实验
卢瑟福
α粒子散射实验
原子的结构非常紧密，用一般的方法无法探测它内部的结构。要认识原子的结构，需要用高速粒子对它进行轰击。由于a粒子具有足够的能量，可以接近原子的中心，它还可以使荧光物质发光，如果a粒子与其它粒子发生相互作用，改变了运动的方向，荧光屏便能够显示出来它方向的改变。
2、实验现象：
绝大多数α粒子穿过金箔后,基本上沿原方向前进
少数α粒子发生了较大角度的偏转
极少数α粒子偏转角度大于900 ,甚至有个别达到1800（反弹回来）
说明：
（1）原子中绝大部分是空的
（2）α 粒子受到较大的库仑力作用
（3）α粒子在原子中碰到了比他质量大得多的东西
1、在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核．
2、原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里．
3、带负电的电子在核外空间绕着核旋转．
原子的核式结构
卢瑟福提出的原子核式结构
1、一微米厚的金箔内含3000层原子层，绝大多数α粒子穿过金箔仍沿原方向前进说明什么？

2、少数α粒子的大角度偏转甚至反弹是怎么造成的？

3、为什么用金箔？不用铝箔？

金的原子序数大，偏转明显；
金的延展性好，容易做成薄的金箔。
二、原子核的电荷
与尺度
质量数A
=
中子数
+
核外电子数
原子序数
核电核数
质子数Z
1、如何确定各种元素原子核的电荷
根据卢瑟福的原子结构模型，原子内部是十分“空旷”的，举一个简单的例子：
原子
原子核
原子如果相当于直径约为百米的体育场大小；则原子核的直径相当于毫米大小的露珠；
动画：α粒子散射
实验中发现极少数α粒子发生了大角度偏转，甚至反弹回来，表明这些ɑ粒子在原子中某个地方受到了质量、电量均比它本身大得多的物体的作用，可见：

1.原子中的正电荷、质量应都集中在一个中心上。
绝大多数α粒子不偏移→原子内部绝大部分是“空”的。
2.少数α粒子发生较大偏转→原子内部有“核”存在。
3.极少数α粒子被弹回　　 表明：作用力很大；质量很大；电量集中。
质量数A
=
中子数
+
核外电子数
原子序数
核电核数
质子数Z
1、根据卢瑟福的原子核式结构模型，下列说法正确的是（ ）
A.原子中的正电荷均匀分布在整个原子范围内
B.原子中的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.原子中的正电荷和几乎全部质量都集中在很小的区域范围内
D
2、在卢瑟福的a粒子散射实验中,有少数a粒子发生大角度偏转,其原因（ ）
A.原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上
B.正电荷在原子中是均匀分布的
C.原子中存在着带负电的电子
D.原子只能处于一系列不连续的能量状态中
A
1、在α粒子散射实验中，使少数α粒子产生大角度偏转的作用力是原子核对α粒子的：（ ）
A.万有引力 B.库仑力
C.磁场力
D.核力。
B
2、从α粒子散射实验结果出发推出的下列结论中正确的是：（ ）
A.说明α粒子的速度很大
B.说明α粒子的质量比金原子还大
C.说明金原子的内部大部分是空的
D.说明金原子也是个球体。
C
3、关于卢瑟福原子核式结构学说的内容，下述正确的是：（ ）
A.原子是一个质量均匀分布的球体
B.原子的质量几乎全部集中在 原子核内
C.原子的正电荷全部集中在一个很小的核内
D.原子核的半径约为10-10m。
BC
BC
1、答：反射源:α粒子 金箔：被α粒子轰出的物质。 带有荧光屏的放大镜。整个装置置于真空中α粒子打在银光屏上有微弱的光，由于放大镜能够围绕金箔在一个圆周内运动，因此可以通过它观察到穿过金箔后偏转角度不同的α粒子。
观察到的现象是:绝大多数α粒子穿过金箔后基本上沿着原来方向前进，少数α粒子发生了大角度偏转，偏转超过了90度，极少数像是被弹了回来去。
2、答：电子质量很小，比α粒子的质量小的多， α粒子金箔原子内的电子，运动方向就不会发生明显变化。汤姆逊模型认为正电荷在原子内是均匀分布的，因此当α粒子粒子穿过原子时，它受到两侧正电荷的斥力有相当大一部分互相抵消，使α粒子偏转的力不是很大不会有大角度偏转。所以，汤姆逊模型不能解释α粒子的大角度散射。
3、答：卢瑟福的原子结构模型是：在原子的中间有一个很小的核叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中与原子核当中，带负电的电子在核外空间里饶核旋转。 原子核式结构的依据是α粒子散射实验，α粒子穿过原子时，电子对它的运动影响很小，影响α粒子运动的主体是原子核，α粒子进入原子区域后，由于原子核很小，大部分α粒子离核较远收到的库伦力很小，运动方向几乎不变，极少α粒子距核较近，因此受到很强的库伦力，发生大角度散射。
4、答：篮球大约是0.125的球体，视为原子核整个原子就是半径为12.5km的球体。
5、答：金原子的质量比α粒子质量大的多，且几乎全部集中在原子核内当α粒子穿过金原子区域，靠近金原子核时，起作用力对α粒子运动方向影响很大，而对金原子影响很小。