原子的核式结构模型(yong)

1、18.2 原子的核式结构模型原子的核式结构模型第十八章第十八章 原子结构原子结构十九世纪末，汤姆孙发现了电子，并知道电十九世纪末，汤姆孙发现了电子，并知道电子是原子的组成部分由于电子是带负电的，子是原子的组成部分由于电子是带负电的，而原子又是中性的，因此推断出原子中还有带而原子又是中性的，因此推断出原子中还有带正电的物质那么这两种物质是怎样构成原子正电的物质那么这两种物质是怎样构成原子的呢？的呢？汤姆生提出了汤姆生提出了枣糕模型枣糕模型汤姆孙汤姆孙杰出贡献杰出贡献: :18971897年发现电子年发现电子( (荣获荣获19061906年诺贝尔物理奖年诺贝尔物理奖) ) 在汤姆生的原子模在汤姆生

2、的原子模型中，原子是一个球型中，原子是一个球体；正电核均匀分布体；正电核均匀分布在整个球内，而电子在整个球内，而电子都象枣核那样镶嵌在都象枣核那样镶嵌在原子里面原子里面电子电子正电荷正电荷 1.1.著名的著名的 粒子散射实验装置粒子散射实验装置卢卢瑟瑟福福 1909190919111911年，年，英国物理学家卢瑟福英国物理学家卢瑟福和他的助手们进行了和他的助手们进行了 粒子散射实验粒子散射实验二、绝大多数绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来方向前粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进，进，少数少数粒子（约占粒子（约占8000分之一）发生了较大分之一）发生了较大的偏转，的偏转，极少数极少数粒子的偏转超过了粒子

3、的偏转超过了90，有的甚至，有的甚至几乎被撞了回来。几乎被撞了回来。第一种现象说明，原子中绝大部分是空的；第一种现象说明，原子中绝大部分是空的；第二、三种现象可看出，第二、三种现象可看出， 粒子受到较大的库仑力作用；粒子受到较大的库仑力作用；2.卢瑟福对于上述实验的结果感到十分惊奇，卢瑟福对于上述实验的结果感到十分惊奇，他说：他说：“这是我一生中从未有的最难以置信这是我一生中从未有的最难以置信的事，它好比你对一张纸发射炮弹，结果被的事，它好比你对一张纸发射炮弹，结果被发弹回来而打到自己身上。发弹回来而打到自己身上。”思考：为什么会这样说？汤姆逊枣思考：为什么会这样说？汤姆逊枣糕原子模型能否解释

4、这种现象？糕原子模型能否解释这种现象？根据汤姆生模型计算的结果：电子质量很小，根据汤姆生模型计算的结果：电子质量很小，对对 粒子的运动方向不会发生明显影响；由于正粒子的运动方向不会发生明显影响；由于正电荷均匀分布，电荷均匀分布， 粒子所受库仑力也很小，故粒子所受库仑力也很小，故 粒子偏转角度不会很大粒子偏转角度不会很大卢瑟福卢瑟福根据他的导师汤姆生模型计算的结果：根据他的导师汤姆生模型计算的结果：实验结果与之前预测完全不一致，实验结果与之前预测完全不一致，所以原子结构模型必须重新构思所以原子结构模型必须重新构思! 实验结果却是有八千分之一的粒子发生了大实验结果却是有八千分之一的粒子发生了大角度

5、偏转角度偏转 ！卢瑟福思考卢瑟福思考 绝大多数绝大多数粒子穿过金箔仍沿原方粒子穿过金箔仍沿原方向前进说明什么？向前进说明什么？ 少数少数粒子的大角度偏转甚至反弹粒子的大角度偏转甚至反弹是怎么造成的？是怎么造成的？在原子的中心有一个很小的核，叫做原子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全部质量都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空集中在原子核里带负电的电子在核外空间绕着核旋转间绕着核旋转三三. 原子的核式结构的提出原子的核式结构的提出 1. 原子的核式结构模型原子的核式结构模型-卢瑟福卢瑟福 粒子穿过原子时，粒子穿过原子时，电子对电子对粒子

6、运动的影粒子运动的影响很小，影响响很小，影响粒子运粒子运动的主要是带正电的动的主要是带正电的原子核。原子核。而而绝大多数的绝大多数的粒子粒子穿穿过原子时离核较远，过原子时离核较远，受到的库仑斥力很小，受到的库仑斥力很小，运动方向几乎没有改运动方向几乎没有改变，只有变，只有极少数极少数粒子粒子可能与核十分接近，可能与核十分接近，受到较大的库仑斥力，受到较大的库仑斥力，才会发生大角度的偏才会发生大角度的偏转转 。三三. 原子的核式结构的提出原子的核式结构的提出 2. 对对粒子散射实验现象粒子散射实验现象解释解释核式结构模型示意图核式结构模型示意图F库仑力电子原子核v 科学成就科学成就1、他关于、他

7、关于放射性的研究放射性的研究确立了放确立了放射性是发自原子内部的变化。为开射性是发自原子内部的变化。为开辟原子物理学做了开创性的工作。辟原子物理学做了开创性的工作。2、1909年起，卢瑟福根据年起，卢瑟福根据a粒子粒子散射试验现象提出原子核式结构模散射试验现象提出原子核式结构模型。把原子结构的研究引上了正确型。把原子结构的研究引上了正确的轨道，被誉为的轨道，被誉为原子物理学之父原子物理学之父。 3、1919年，卢瑟福做了用年，卢瑟福做了用粒粒子轰击氮核的实验，从而子轰击氮核的实验，从而发现了质发现了质子。子。 4、用粒子或、用粒子或射线轰击原子核来射线轰击原子核来引起核反应引起核反应实现人工核

8、反应实现人工核反应，成为，成为人们研究原子核和应用核技术的重人们研究原子核和应用核技术的重要手段。要手段。 桃李满天下桃李满天下 在卢瑟福的悉心培养下，他的学生和助手在卢瑟福的悉心培养下，他的学生和助手有多人获得了诺贝尔奖金：有多人获得了诺贝尔奖金： 1921年，卢瑟福的助手索迪获诺贝尔化年，卢瑟福的助手索迪获诺贝尔化学奖；学奖； 1922年，卢瑟福的学生阿斯顿获诺贝尔年，卢瑟福的学生阿斯顿获诺贝尔化学奖；化学奖； 1922年，卢瑟福的学生玻尔获诺贝尔物年，卢瑟福的学生玻尔获诺贝尔物理奖；理奖； 1927年，卢瑟福的助手威尔逊获诺贝尔年，卢瑟福的助手威尔逊获诺贝尔物理奖；物理奖； 1935年，

9、卢瑟福的学生查德威克获诺贝年，卢瑟福的学生查德威克获诺贝尔物理奖；尔物理奖； 1948年，卢瑟福的助手布莱克特获诺贝年，卢瑟福的助手布莱克特获诺贝尔物理奖；尔物理奖； 1951年，卢瑟福的学生科克拉夫特和瓦年，卢瑟福的学生科克拉夫特和瓦耳顿，共同耳顿，共同 获得诺贝尔物理奖；获得诺贝尔物理奖； 1978年，卢瑟福的学生卡皮茨获诺贝尔年，卢瑟福的学生卡皮茨获诺贝尔物理奖。物理奖。根据卢瑟福的原子核式模型和根据卢瑟福的原子核式模型和粒子散射的实粒子散射的实验数据，可以推算出各种元素原子核的电荷验数据，可以推算出各种元素原子核的电荷数，还可以估计出原子核的大小。数，还可以估计出原子核的大小。（1 1

10、）原子的半径约为）原子的半径约为1010-10-10m m、原子核半径约是、原子核半径约是1010-15-15m m，原子核的体积只占原子的体积的万亿，原子核的体积只占原子的体积的万亿分之一。分之一。（2 2）原子核所带）原子核所带正电荷数正电荷数与核外与核外电子数电子数以及该以及该元素在周期表内的元素在周期表内的原子序数相等原子序数相等。米米体育场体育场 根据卢瑟福的原子结构模型，原子内部是根据卢瑟福的原子结构模型，原子内部是十分十分“空旷空旷”的，举一个简单的例子：的，举一个简单的例子：原子（半径原子（半径1010-10-10mm）原子核原子核( (半径半径1010-15-15mm） 米米

11、氢的同位素氢的同位素H21H11H31具有相同质具有相同质子数而中子子数而中子数不同的原数不同的原子子,在元素在元素周期表中处周期表中处于同一位置于同一位置,因而互称为因而互称为同位素。同位素。同位素同位素卢瑟福原子的核式结构模型的建立过程卢瑟福原子的核式结构模型的建立过程汤姆生发现电子汤姆生发现电子汤姆生原子模型汤姆生原子模型枣糕式枣糕式卢瑟福原子核式模型卢瑟福原子核式模型粒子散射实验粒子散射实验行星式行星式 1、在用、在用粒子轰击金箔的实验中，卢瑟福观察粒子轰击金箔的实验中，卢瑟福观察到的到的粒子的运动情况是（粒子的运动情况是（ ） A、全部、全部粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前粒子穿过金

12、属箔后仍按原来的方向前进进 B、绝大多数、绝大多数粒子穿过金属箔后仍按原来的方粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进，少数发生较大偏转，极少数甚至被弹回向前进，少数发生较大偏转，极少数甚至被弹回 C、少数、少数粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进，绝大多数发生较大偏转，甚至被弹回进，绝大多数发生较大偏转，甚至被弹回 D、全部、全部粒子都发生很大偏转粒子都发生很大偏转B 2 2、卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有、卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有（ ） A A、原子的中心有个核，叫做原子核、原子的中心有个核，叫做原子核 B B、原子的正负电荷都均匀分布在整个原子中、原

13、子的正负电荷都均匀分布在整个原子中 C C、原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中、原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里在原子核里 DD、带负电的电子在核外绕核旋转、带负电的电子在核外绕核旋转ACDACD3、当、当粒子被重核散射时，如图所示的运动粒子被重核散射时，如图所示的运动轨迹哪些是不可能存在的（轨迹哪些是不可能存在的（ ）BC粒子在靠近金原子核过程中动能、电势能、粒子在靠近金原子核过程中动能、电势能、库仑力如何变化？库仑力如何变化？4、利用、利用粒子散射实验，可以估算出（粒子散射实验，可以估算出（ ） A原子核外电子大小原子核外电子大小B电子运动速度电子运动速度C原子的大小原子的大小D原子核的大小原子核的大小D5在在粒子散射实验中，没有考虑粒子散射实验中，没有考虑粒子跟电子粒子跟电子的碰撞，其原因是（的碰撞，其原因是（ ）A粒子不跟电子发生相互作用粒子不跟电子发生相互作用B粒子跟电子相碰时，损失的能量极少，可忽粒子跟电子相碰时，损失的能量极少，可忽略略C电子的体积很小，电子的体积很小，粒子不会跟电