第二节 原子的核式结构模型

第二节原子的核式结构模型第1页，共34页，2023年，2月20日，星期三知识梳理图第2页，共34页，2023年，2月20日，星期三【知识点】1.原子的“枣糕”模型2.α粒子的散射实验现象3.原子的核式结构模型及对α粒子散射实验现象的解释4.原子､原子核的尺度第3页，共34页，2023年，2月20日，星期三情景设置 电子的发现,认识到原子是可分的,是人类对物质结构认识上的一次飞跃,开创了探索原子内部构造和物质微观结构的新时代.既然电子是原子的组成部分,而原子又是呈中性的,那么原子里还有带何种电的物质?这两种电荷是如何分布的呢?既然电子的质量很小,那么原子的质量绝大部分集中在哪里?第4页，共34页，2023年，2月20日，星期三深化探究 一､原子的“枣糕”式模型汤姆孙发现电子后,从而知道原子是可再分的,而且知道原子是由带负电的电子和带正电的部分构成才能使原子呈现电中性,带正电的部分和电子怎样构成原子呢.第5页，共34页，2023年，2月20日，星期三汤姆孙于1898年提出原子的“枣糕”模型,如图所示.他认为原子是一个球体,正电荷均匀地分布在整个球内,电子像枣糕上的枣子一样嵌在球中,被正电荷吸引着,原子内正､负电荷量相等,因此整个原子呈中性.第6页，共34页，2023年，2月20日，星期三二､原子的核式结构模型1.α粒子散射实验1909-1911年卢瑟福和他的助手盖革和马斯顿进行了α粒子的散射实验.并对实验现象进行了讨论.实验装置如图所示.用α粒子轰击金箔,获得了重要的发现.第7页，共34页，2023年，2月20日，星期三实验结果:绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进,但有少数α粒子发生了较大的偏转,甚至有极少数的α粒子被反弹回来.第8页，共34页，2023年，2月20日，星期三2.汤姆孙的“枣糕”原子模型与α粒子散射实验的矛盾按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α粒子质量小的多;α粒子碰到电子就像子弹在飞行中碰到一粒尘埃一样,其运动方向不会发生什么改变,带正电的物体对α粒子的作用来自各个方向可抵消掉.所以,α粒子通过金原子时,不应该出现大角度偏转和被弹回的现象.但实验结果出现了大偏转,甚至被弹回的α粒子.这是“枣糕”原子模型所不能解释的.第9页，共34页，2023年，2月20日，星期三3.原子的核式结构模型卢瑟福依据α粒子散射实验的结果,提出了原子的核式结构模型;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的质量都集中在核里,带负电的电子在核外空间绕原子核旋转.第10页，共34页，2023年，2月20日，星期三根据原子的核式结构学说,可以很容易地解释α粒子的散射实验的实验现象.如图所示,由于原子核很小,大部分α粒子穿过金箔时都离核很远,受到的斥力很小,它们的运动几乎不受影响;只有极少数α粒子从原子核附近飞过,明显地受到原子核的库仑斥力而发生大角度的偏转.第11页，共34页，2023年，2月20日，星期三4.原子核的电荷和尺度原子核的电荷数等于核外电子数,接近于原子序数,原子核的半径的数量级为10-15m,原子的半径的数量级为10-10m,两者相差十万倍之多,可见原子内部是十分“空旷”的.第12页，共34页，2023年，2月20日，星期三典例分析 一､α粒子散射实验及现象例1:如图为α粒子散射实验装置的示意图,荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A､B､C､D四个位置时,关于观察到的现象,下述说法不正确的是()第13页，共34页，2023年，2月20日，星期三A.相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最多B.相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数比放在A位置时少得多C.放在C､D位置时屏上观察不到闪光D.放在D位置时屏上仍能观察到一些闪光,但次数极少答案:C第14页，共34页，2023年，2月20日，星期三解析:根据α粒子散射实验的现象,绝大多数α粒子穿过金箔后,基本上沿原来的方向前进,因此在A位置观察到的次数最多,故A选项正确;少数α粒子发生大角度偏转,因此从A到D观察到的闪光会逐渐减小,故B､D选项正确,C选项说法错误.第15页，共34页，2023年，2月20日，星期三巩固练习:关于原子结构理论和α粒子散射实验的关系,下列说法正确的是()A.卢瑟福做α粒子散射实验是为了验证汤姆孙的“枣糕”模型是错误的B.卢瑟福认识到汤姆孙“枣糕”模型的错误后提出了“核式”理论C.卢瑟福的α粒子散射实验是为了验证核式结构理论的正确性D.卢瑟福依据α粒子散射实验现象提出了原子的“核式结构”理论答案:D第16页，共34页，2023年，2月20日，星期三解析:由于卢瑟福设计的α粒子的散射实验是为了探究原子内部电荷分布,并非为证明汤姆孙原子模型是错误的.故A选项错误,卢瑟福并不是认识到“枣糕”模型有错误而提出“核式结构”理论,故B选项错误;卢瑟福做了α粒子散射实验后,由实验现象而提出了“核式结构”的理论.故C选项错误.D选项正确.第17页，共34页，2023年，2月20日，星期三二､α粒子散射实验现象及意义例2:已知电子质量为9.1×10-31kg,带电量为1.6×10-19C.若氢原子核外电子绕核旋转时的轨道半径为0.53×10-10m.求电子绕核运动的线速度､动能､周期和形成的等效电流.第18页，共34页，2023年，2月20日，星期三第19页，共34页，2023年，2月20日，星期三答案:见解析第20页，共34页，2023年，2月20日，星期三梯度练习 基础强化1.α粒子散射实验的现象下列说法正确的是()A.全部α粒子穿过或发生很小的偏转B.全部α粒子发生较大偏转C.绝大多数α粒子穿过,只有少数的发生较大偏转,甚至极少数的被弹回D.绝大多数的发生偏转,甚至被弹回答案:C第21页，共34页，2023年，2月20日，星期三2.在α粒子散射实验中,使少数α粒子发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.核力答案:B第22页，共34页，2023年，2月20日，星期三3.卢瑟福α粒子散射实验的结果()A.证明了质子的存在B.证明了原子核是由质子和中子组成的C.证明了原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在一个很小的核里D.说明了原子中的电子只能在某些轨道上运行答案:C第23页，共34页，2023年，2月20日，星期三4.当用α粒子轰击金原子核发生散射时,如下图所示的α粒子的运动轨迹不可能存在的是()答案:B第24页，共34页，2023年，2月20日，星期三5.在卢瑟福的α粒子散射实验中,有少数α粒子发生了大角度偏转,其原因是()A.原子的正电荷和绝大部分质量都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答案:A第25页，共34页，2023年，2月20日，星期三解析:卢瑟福α粒子散射实验中有少数α粒子发生较大角度的偏转,说明只有少数α粒子受到很强的斥力,大多数α粒子受到斥力很小,这反映出原子内部正电荷分布在很小的空间,且质量很大,故A选项正确,B选项错误;实验中的现象不能说明C､D选项的内容,故C､D选项错误.第26页，共34页，2023年，2月20日，星期三能力提升6.在α粒子散射实验中,当α粒子最靠近金原子核时,α粒子()A.具有的动能最小B.和原子核组成的系统的总能量最小C.具有的电势能最小D.所受原子核施加的作用力最大答案:AD第27页，共34页，2023年，2月20日，星期三7.如图所示,Q为金原子核,M､N为两个等势面,虚线为α粒子经过原子核附近的运动轨迹,关于α粒子,下列说法正确的是()第28页，共34页，2023年，2月20日，星期三A.α粒子从K到R的过程中动能逐渐增加B.α粒子从K到R的过程中动能逐渐减小C.α粒子从K到R的过程中动能先减小后增加D.α粒子从K到R的过程中电势能先增加后减小解析:在α粒子从K到离原子核最近的过程中,库仑力做负功,动能逐渐减小,电势能逐渐增加;在α粒子从离原子核最近处到R的过程中,库仑斥力做正功,动能增加,电势能减小,由此可知C､D选项正确.答案:CD第29页，共34页，2023年，2月20日，星期三8.对原子结构的认识中,正确的是()A.原子中绝大部分是空的,原子核很小B.电子在核外旋转,库仑力提供向心力C.原子的全部正电荷集中在原子核里D.原子核的直径大约是10-10m答案:ABC第30页，共34页，2023年，2月20日，星期三9.已知金的原子序数为79,α粒子离金原子核最近距离设为10-13m,则α粒子离金核最近时受到的库仑力是多大?对α粒子产生的加速度是多大?(已知α粒子的电荷量qα=2e,质量mα=6.64×10-27kg)第31页，共34页，2023年，2月20日，星期三答案:3.64N5.48×1026m/s2