杨浦秋季补习班新王牌从葡萄干面包原子模型到原子结构的行星模型.doc

第一章 打开原子世界的大门1.1从葡萄干面包原子模型到原子结构的行星模型学习重点：19世纪末到20世纪初，几位重要的科学家及重要的科学发现。学习难点：模型方法和实验方法对原子结构发现的作用。【学前思考】1、 化学的研究对象是什么？化学是研究物质结构、组成、性质、变化、制法的基础自然科学。2、物质是由什么构成的？【认知新知识】1、古典原子论（年代：我国战国时期）古希腊唯物主义哲学家德谟克利特认为：物质由极小的称为“原子”的微粒构成，物质只能分割到原子为止。2、近代原子论（1）道尔顿原子论（1803年）约翰道尔顿（17661844）是英国化学家、物理学家。1808年他发表了道尔顿原子学，从而被誉为原子理论的创建人。他认为原子是构成物质的最小微粒，不可再分。道尔顿原子论的要点：化学元素由不可再分的微粒构成，这种微粒称为原子；原子在一切化学变化中不可再分；同一元素的原子在质量和性质上都相同，不同元素的原子在质量和性质上不同；不同元素化合时，这些元素的原子按简单整数比结合成化合物。【问题】同学们从已经掌握的知识去分析，道尔顿原子论是否合理？具有哪些片面性？（2）汤姆孙葡萄干面包模型（1904年）约瑟夫约翰汤姆孙，(Joseph John Thomson)1856年12月18日生于英国曼彻斯特郊区。1876年入剑桥大学三一学院，毕业后，进入卡文迪许实验室。1884年，年仅28岁便当选为皇家学会会员。同年末，又继瑞利之后担任卡文迪许实验室教授，第一个原子结构模型葡萄干面包模型的提出者。汤姆孙认为：原子中的正电荷均匀地分布在整个原子的球形体内，电子则均匀分布在这些正电荷之间，就像葡萄干面包一样。【课外阅读】由于X射线的发现，人们得出结论：原子可能还不是最小的。 不仅如此，伦琴的发现引起了研究射线的热潮，在此过程中法国物理学家贝克勒尔发现了铀的放射性。而我们熟知的居里夫人对此做进一步研究发现了钋和镭。天然放射性物质放射出几种不同的射线，都是原子核自发裂变产生的。由此可见原子是不可再分的说法已存在问题。通过对阴极射线的研究，后来汤姆生又发现阴极射线是带负电的，并命名为电子。由此，汤姆生提出了模型葡萄干面包模型。道尔顿的原子结构模型被彻底否定了。（3）卢瑟福的原子结构行星模型（1911年）卢瑟福发现：铀放射出一种带正电荷的射线（粒子是4He原子核），一种带负电荷的射线（电子流），还存在一种不带电荷的射线。1909年卢瑟福建议其学生兼助手盖革和罗斯顿用粒子轰击金箔去验证汤姆孙原子模型。据推算： ，最大散射角不超过10，（下右图）实验前预言的粒子穿过金箔时的结果。类比：粒子的质量是电子的7000倍左右，相当于7kg的铅球滚动时碰到1g的乒乓球，铅球的运动速度会改变吗？粒子通过时原子正电部分对它产生的库仑斥力的影响，因为正电荷在球体内均匀分布，所以两侧的斥力绝大部分相互抵消，也不会使运动方向发生较大改变。粒子散射实验结果（上左图）粒子散射实验的实验现象是：粒子散射实验的现象如图所示：大多数的粒子不发生偏转；少数粒子发生了较大的偏转；极少数粒子出现大角度的偏转(甚至被反弹回来)。而此实验现象无法用汤姆生模型解释。因此，卢瑟福结合实验结果和计算提出原子结构的行星模型，在1911年提出了如下学说：原子的中央有一个很小的核，即原子核；原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在这半径约为1015m的原子核里，带负电的电子在核外空间绕着核不停旋转；原子半径约为1010m，因此，原子里面绝大部分是空虚的。原子核所带的单位正电荷数等于核外的电子数，所以整个原子是中性的。即原子是由带正电荷的、质量很集中的、体积很小的核和在它外面运动着的带负电荷的电子组成的，就像行星绕太阳运转一样。（下图）（4）现代原子结构模型的建立玻尔原子模型丹麦物理学家玻尔认为，电子并不是随意占据在核的周围，他用模型表明电子在固定的层面上运动。当电子从一个层面跑到另一个层面时，原子便吸收或释放能量。从古典原子论、近代原子论到现代原子结构理论，在人类认识原子结构的进程中，经历了无数的艰辛。也正是因为有了无数的探索者，才使人类对事物的认识一步步地走向深入，也越来越接近事物的本质。随着现代科学技术的发展，我们现在所学习的科学理论，必将还会随着人类对客观事物的认识而不断地深入和发展。 【总结】1人类认识原子结构的历史经历了哪几个阶段？古典原子论：惠施、墨子、德谟克利特；近代原子论：道尔顿； 葡萄干面包模型：汤姆孙； 原子结构行星模型：卢瑟福；现代原子：电子云模型：波尔。了解2重要人物及成就：道尔顿（原子论）、汤姆孙（发现电子及葡萄干面包模型）、伦琴（X射线）、卢瑟福（粒子的散射实验及原子结构行星模型）。课堂练习1、19世纪末20世纪初，首先发现原子具有可分性的科学家是（ ）A汤姆孙 B玻尔 C道尔顿 D卢瑟福2、下列关于放射性元素的说法正确的是（ ）所有元素都有放射性 只有铀元素具有放射性元素具有放射性是由原子内部结构变化引起的放射性元素的放射现象是在一定条件下发生的A B C D3、现代原子结构理论认为（ ）物质是无限可分的 原子核不仅由质子和中子构成，而且由多种基本粒子构成原子是不可再分的 放射性元素在衰变过程中质量和能量同时减少A B C D4、英国科学家汤姆孙在打开原子结构大门中的伟大贡献是（ ）发现了电子 提出了原子结构的模型 打破了原子不可分的传统观念 提出原子是由带正电的物质和电子构成的A B C D5、卢瑟福的粒子散射实验说明了（ ） 葡萄干面包原子模型的理论是错误的 原子中心绝大部分都是空的 原子中存在着很小的带正电荷的核A. B. C. D. 6、古希腊哲学家德谟克利特提出古典原子论，认为 。7、道尔顿的原子学说为近代化学奠定了基础，他认为，化学元素均由 构成，这种微粒称为 。8、元素放射性发现后， 对粒子散射实验结果分析，提出了 。粒子是 的原子核，符号是He2+，射线是 ，射线是 。课后作业1自从下列哪项发现或学说开始，化学才开始成为一门科学（ ）A阿伏加德罗提出原子分子学说 B拉瓦锡确定空气的组成C道尔顿提出近代原子学说 D汤姆逊发现电子21998年诺贝尔化学奖授予科恩（美）和波普尔（英），以表彰他们在理论化学领域作出的重大贡献。他们的工作使实验和理论能够共同协力探讨分子体系的性质，引起整个化学领域正在经历一场革命性的变化。下列说法正确的是( )A 化学不再是纯实验科学 B. 化学不再需要实验C 化学不做实验，就什么都不知道 D. 未来化学的方向还是经验化3以下命题，违背化学变化规律的是（ ） A石墨制成金刚石 B煤加氢变成人造石油 C水变成汽油 D干冰气化4在饮用水中添加含钙、镁、锌、硒等的矿物质，可以改善人体营养，增强体质。其中的“钙、镁、锌、硒”是指（ ）A分子 B原子 C电子 D元素 5下列说法错误的是 （ ） A铅笔不含铅 B水银不含银 C白金不是金 D火碱不是碱6下列现象能证明分子在化学变化中可分的是 ( )A. 100 mL水和100 mL酒精混合后总体积小于200 mLB. 打开盛装浓盐酸瓶盖，浓盐酸逐渐减少C. 气态氧在加压降温时变为淡蓝色的液态氧D. 在1000时，甲烷可分解为石墨和氢气7下图是表示物质分子的示意图，图中“”和“”分别表示两种含有不同原子，则图中表示单质的是 （ ）A、 B、 C、 D、8以下是人们对原子结构的认识所经历的几个重要历史阶段，其中先后顺序正确的是（ ）道尔顿提出的原子论 汤姆孙提出的葡萄干面包原子摸型 德谟克里特的古典原子论 卢瑟福的原子结构行星模型A. B. C. D. 9许多科学家在化学的发展方面起了重大作用。其中，研究空气成分，得出“空气是由氧气和氮气组成”结论的科学家是 ，提出近代原子学说的科学家是 ，最早发现电子的科学家是 。10、道尔顿提出近代原子论曾经历如下的研究过程：（1）已知：碳和氧两种元素化合时能得到两种不同的物质：“氧化碳”和“碳酸气”。（2）假设：“氧化碳”和“碳酸气”中碳和氧两种元素的原子数目不同。（3）实验：测“氧化碳”和“碳酸气”中碳、氧的质量百分数，结果如下：氧化碳碳酸气化合物中碳元素的质量分数42.86%27.27