第二章原子结构第2节原子的核式结构模型

1、第第2节原子的核式结构模型节原子的核式结构模型核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练第第2节节课前自主学案课前自主学案课标定位课标定位课标定位课标定位1.知道知道粒子散射实验的现象粒子散射实验的现象2知道卢瑟福的原子核式结构模型的主要内容，知道卢瑟福的原子核式结构模型的主要内容，理解模型提出的主要思想理解模型提出的主要思想3知道原子核的核电荷数的意义及原子核的尺知道原子核的核电荷数的意义及原子核的尺度度4了解原子的核式结构模型与经典理论的矛了解原子的核式结构模型与经典理论的矛盾盾课前自主学案课前自主学案一、汤姆孙的原子模型一、汤姆孙的原子模型1904年，汤姆孙

2、提出了年，汤姆孙提出了“枣糕模型枣糕模型”，假想正，假想正电荷构成一个电荷构成一个_的球体，电子的球体，电子“浸浮浸浮”其中，并分布在一些特定的其中，并分布在一些特定的_或或_上上密度均匀密度均匀同心圆同心圆球壳球壳二、二、粒子散射实验粒子散射实验1实验结果实验结果(1) _粒子穿过金箔后，基本沿原方向粒子穿过金箔后，基本沿原方向前进前进(2) _粒子发生大角度偏转，偏转角甚至大粒子发生大角度偏转，偏转角甚至大于于90.(3)个别个别粒子的偏转角甚至接近粒子的偏转角甚至接近180.2卢瑟福通过卢瑟福通过粒子散射实验，否定了汤姆孙粒子散射实验，否定了汤姆孙的原子模型，建立了的原子模型，建立了_模

3、型模型绝大多数绝大多数少数少数核式结构核式结构三、原子的核式结构模型三、原子的核式结构模型1卢瑟福提出了新的原子结构模型，他设想在卢瑟福提出了新的原子结构模型，他设想在原子中间有一个体积很小、带原子中间有一个体积很小、带_的核，而的核，而电子在核外绕核运动，这种结构称为原子的电子在核外绕核运动，这种结构称为原子的“核式结构模型核式结构模型”2原子的核式结构模型能很好地解释原子的核式结构模型能很好地解释粒子散粒子散射实验现象射实验现象正电荷正电荷四、原子的核式结构模型与经典理论的矛盾四、原子的核式结构模型与经典理论的矛盾1按照经典理论，核式结构模型中电子轨道半按照经典理论，核式结构模型中电子轨道

4、半径会逐渐减小，最后坠入原子核内，这与事实径会逐渐减小，最后坠入原子核内，这与事实不符不符2按照经典理论，电子绕核运动所辐射的电磁按照经典理论，电子绕核运动所辐射的电磁波是连续的，这与事实不符波是连续的，这与事实不符提示：提示：由于由于粒子的质量远大于电子质量电子粒子的质量远大于电子质量电子不可能使其发生大角度偏转，产生大角度偏转不可能使其发生大角度偏转，产生大角度偏转的原因应该是原子核，由于原子核非常小，入的原因应该是原子核，由于原子核非常小，入射的射的粒子绝大多数距原子核很远只有极少数粒子绝大多数距原子核很远只有极少数粒子遇到或靠近原子核，由于其库仑斥力而使粒子遇到或靠近原子核，由于其库仑

5、斥力而使粒子发生大角度偏转，由粒子发生大角度偏转，由粒子散射现象可知，粒子散射现象可知，原子核非常小；能够使原子核非常小；能够使粒子发生大角度偏转，粒子发生大角度偏转，说明原子核聚集了原子的绝大部分质量说明原子核聚集了原子的绝大部分质量核心要点突破核心要点突破一、对一、对粒子散射实验的进一步分析粒子散射实验的进一步分析1实验装置实验装置(如图如图221所示所示)由放射源、由放射源、金箔、荧光屏等组成金箔、荧光屏等组成图图2212实验现象及思考实验现象及思考(1)现象：绝大多数现象：绝大多数粒子穿过金箔后基本上仍沿粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但是有少数原来的方向前进，但是有少数粒子发

6、生了较大粒子发生了较大角度的偏转极少数角度的偏转极少数粒子偏转角度超过粒子偏转角度超过90，有的几乎达到有的几乎达到180，沿原路返回，沿原路返回(2)分析：按照汤姆孙的原子结构模型：带正电分析：按照汤姆孙的原子结构模型：带正电的物质均匀分布，带负电的电子质量比的物质均匀分布，带负电的电子质量比粒子的粒子的质量小得多质量小得多粒子碰到电子就像子弹碰到一粒粒子碰到电子就像子弹碰到一粒尘埃一样，其运动方向不会发生什么改变，但尘埃一样，其运动方向不会发生什么改变，但实验结果出现了像一枚炮弹碰到一层薄薄的纸实验结果出现了像一枚炮弹碰到一层薄薄的纸被反弹回来的这一不可思议的现象被反弹回来的这一不可思议的

7、现象(3)结果：卢瑟福通过分析，否定了汤姆孙的原结果：卢瑟福通过分析，否定了汤姆孙的原子结构模型，提出了核式结构模型子结构模型，提出了核式结构模型3原子的核式结构：在原子的中心有一个很小原子的核式结构：在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内，电子在原子核外全部质量都集中在原子核内，电子在原子核外绕核运转绕核运转特别提醒：特别提醒：在处理电子绕原子核运转的有关问在处理电子绕原子核运转的有关问题时，一般认为电子绕原子核做匀速圆周运动，题时，一般认为电子绕原子核做匀速圆周运动，电子与原子核的库仑力充当向心力，由此

8、可利电子与原子核的库仑力充当向心力，由此可利用相关知识列方程求解某些问题而电子之间用相关知识列方程求解某些问题而电子之间的库仑力与电子与核间的库仑力相比微不足道的库仑力与电子与核间的库仑力相比微不足道而不予考虑而不予考虑即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)1根据汤姆孙原子模型预测根据汤姆孙原子模型预测粒子散射实验的粒子散射实验的结果是结果是()A绝大多数绝大多数粒子穿过金箔后都有显著偏转粒子穿过金箔后都有显著偏转B大多数大多数粒子穿过金箔后都有小角度偏转粒子穿过金箔后都有小角度偏转C极少数极少数粒子偏转角很大，有的甚至沿原路粒子偏转角很大，有的甚至沿原路返回返回D不可能有偏

9、转角很大的不可能有偏转角很大的粒子，更不可能沿粒子，更不可能沿原路返回原路返回解析：解析：选选BD.由于汤姆孙模型认为正电荷弥漫性由于汤姆孙模型认为正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，地均匀分布在整个球体内，粒子通过金箔时都粒子通过金箔时都要受到正电荷的作用，且作用力较小，绝大多要受到正电荷的作用，且作用力较小，绝大多数数粒子不可能有显著偏转，粒子不可能有显著偏转，A错误；错误；B正确；正确；由于正电荷的均匀分布，穿过原子的由于正电荷的均匀分布，穿过原子的粒子受到粒子受到的力很小，不可能有的力很小，不可能有粒子发生大角度偏转或沿粒子发生大角度偏转或沿原路返回，故原路返回，故C错误，错误，D正确

10、正确二、两种模型对二、两种模型对粒子散射现象的分析粒子散射现象的分析1汤姆孙模型对汤姆孙模型对粒子散射现象的分析粒子散射现象的分析(1)分布情况：正电荷和原子质量是均匀分布分布情况：正电荷和原子质量是均匀分布的的(2)受力情况：两侧正电荷对受力情况：两侧正电荷对粒子的库仑斥力有粒子的库仑斥力有相当一部分相互抵消使相当一部分相互抵消使粒子偏转的库仑合力粒子偏转的库仑合力不会很大不会很大(3)偏转情况：不会发生很大偏转，更不会弹偏转情况：不会发生很大偏转，更不会弹回回(4)分析结论：汤姆孙模型的分析不符合分析结论：汤姆孙模型的分析不符合粒子散粒子散射的实际情况射的实际情况2卢瑟福的核式结构模型对卢

11、瑟福的核式结构模型对粒子散射分析粒子散射分析(1)分布情况：正电荷和几乎全部质量集中在原分布情况：正电荷和几乎全部质量集中在原子核内，原子中绝大部分是空的子核内，原子中绝大部分是空的. (2)受力情况：受力情况：少数少数粒子靠近原子核时，受到粒子靠近原子核时，受到的库仑斥力大；的库仑斥力大；大多数大多数粒子离原子核较远，粒子离原子核较远，受到的库仑斥力较小受到的库仑斥力较小(3)偏转情况：偏转情况：少数少数粒子发生大角度偏转，甚粒子发生大角度偏转，甚至被弹回；至被弹回；绝大多数绝大多数粒子运动方向不会明显粒子运动方向不会明显变化变化(因为电子的质量相对于因为电子的质量相对于粒子很小粒子很小)；

12、如如果果粒子几乎正对着原子核射来，偏转角就几乎粒子几乎正对着原子核射来，偏转角就几乎达到达到180，这种机会极少，如图，这种机会极少，如图222所所示示图图222(4)分析结论：核式结构模型符合分析结论：核式结构模型符合粒子散射的实粒子散射的实际情况际情况即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)2关于关于粒子散射实验，下述不正确的是粒子散射实验，下述不正确的是()A粒子发生大角度散射的原因是原子中分布粒子发生大角度散射的原因是原子中分布着正电荷着正电荷B粒子发生大角度散射的原因是原子中原子粒子发生大角度散射的原因是原子中原子核的作用核的作用C只有少数只有少数粒子发生大角度散射的

13、原因是原粒子发生大角度散射的原因是原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在一个很子的全部正电荷和几乎全部质量集中在一个很小的核上小的核上D相同条件下，换用原子序数越小的物质做实相同条件下，换用原子序数越小的物质做实验，沿同一偏转角散射的验，沿同一偏转角散射的粒子越少粒子越少解析：解析：选选A.原子显电中性，而电子带负电，所原子显电中性，而电子带负电，所以原子中一定存在带正电的物质，但是汤姆孙以原子中一定存在带正电的物质，但是汤姆孙的原子模型就不能解释的原子模型就不能解释粒子的散射现象，所以粒子的散射现象，所以粒子大角度散射的主要原因不能直接说是原子粒子大角度散射的主要原因不能直接说是原子中正电荷的

14、作用，而是正电荷集中在原子核中中正电荷的作用，而是正电荷集中在原子核中的原因，所以的原因，所以A错误，错误，B正确；正确；只有少数只有少数粒子发生大角度散射的结果证明原子粒子发生大角度散射的结果证明原子存在一个集中所有正电荷和几乎所有质量的很存在一个集中所有正电荷和几乎所有质量的很小的原子核，即小的原子核，即C正确；使正确；使粒子发生大角度散粒子发生大角度散射的原因是受到原子核的库仑斥力，所以为使射的原因是受到原子核的库仑斥力，所以为使散射实验现象更明显，应采用原子序数大的金散射实验现象更明显，应采用原子序数大的金箔，若改用原子序数小的物质做实验，箔，若改用原子序数小的物质做实验，粒子受粒子受

15、到原子核的库仑斥力小，发生大角度散射的到原子核的库仑斥力小，发生大角度散射的粒粒子少，所以子少，所以D正确，故选正确，故选A.课堂互动讲练课堂互动讲练原子的结构与原子的结构与粒子散射实验粒子散射实验 如图如图223为卢瑟福和他的助手们做为卢瑟福和他的助手们做粒粒子散射实验的装置示意图，荧光屏和显微镜一子散射实验的装置示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，所四个位置时，所观察到的现象，下列描述正确的是观察到的现象，下列描述正确的是()图图223A在在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多次数最多B在在B位置时，相

16、同时间内观察到屏上的闪光位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比在次数只比在A位置时稍少些位置时稍少些C在在C、D位置时，屏上观察不到闪光位置时，屏上观察不到闪光D在在D位置时，屏上仍能观察到一些闪光，但位置时，屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少次数极少【精讲精析精讲精析】粒子通过金箔时，绝大多数不粒子通过金箔时，绝大多数不发生偏转，仍沿原来的方向前进，在发生偏转，仍沿原来的方向前进，在A位置处观位置处观察到屏上的闪光次数最多，察到屏上的闪光次数最多，A正确；少数发生较正确；少数发生较大的偏转，在大的偏转，在B位置观察到屏上的闪光次数比位置观察到屏上的闪光次数比A位置应少很多，而不是稍少一些

17、，位置应少很多，而不是稍少一些，B错误；极少错误；极少数偏转角超过数偏转角超过90，有的偏转角几乎达到，有的偏转角几乎达到180，在在C、D位置时，屏上仍能观察到一些闪光，但位置时，屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少，次数极少，C错误，错误，D正确正确【答案答案】AD【方法总结方法总结】粒子散射实验中的现象应注意粒子散射实验中的现象应注意“绝大多数绝大多数”、“少数少数”、“极少数极少数”粒子的粒子的行为行为“大角度偏转大角度偏转”只是少数粒子的行只是少数粒子的行为也可以从核式结构的模型反过来理解实验为也可以从核式结构的模型反过来理解实验现象，有助于加深对问题的认识和理解现象，有助于加深对问题

18、的认识和理解变式训练变式训练1卢瑟福对卢瑟福对粒子散射实验的解释是粒子散射实验的解释是()A使使粒子产生偏转的力主要是原子中电子对粒子产生偏转的力主要是原子中电子对粒子的作用力粒子的作用力B使使粒子产生偏转的力是库仑力粒子产生偏转的力是库仑力C原子核很小，原子核很小，粒子接近它的机会很小，所粒子接近它的机会很小，所以绝大多数的以绝大多数的粒子仍沿原来的方向前进粒子仍沿原来的方向前进D能产生大角度偏转的能产生大角度偏转的粒子是穿过原子时离粒子是穿过原子时离原子核近的原子核近的粒子粒子解析：解析：选选BCD.原子核带正电与原子核带正电与粒子间存在库粒子间存在库仑力，当仑力，当粒子靠近原子核时受库仑力而偏转，粒子靠近原子核时受库仑力而偏转，故故B对，对，A错；由于原子核