沪科版选修35 原子 模型的提出 第1课时 学案.docx

第2节 原子的核式结构模型思维激活 大家知道原子是电中性的，既然原子中含有带负电的电子，那么肯定还有另一部分带正电的，并且带正电部分的电荷量与电子的电荷量相等，你想象一下，正负部分是怎样构成原子的？提出你的原子模型.提示：同学们可先积极思考、讨论；主动发言，勇于提出自己的见解，创造一个充分展示自己的舞台，大胆提出自己对原子结构的想法，然后再对比卢瑟福的粒子散射实验及其提出的原子的核式结构模型构建科学的原子结构模型.自主整理1.粒子散射实验绝大多数粒子穿过金箔后仍能沿原来方向前进，少数粒子发生了较大的偏转，并且有_粒子偏转角超过了90，有的甚至被_，偏转角几乎达到180.2.卢瑟福原子模型卢瑟福对粒子散射实验结果进行了分析，于1911年提出了原子的核式结构学说：在原子的中心有一个_，叫做原子核，原子的_正电荷和_的质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转.原子核所带的正电荷数等于核外的电子数.原子核直径的数量级为_m，原子直径的数量级为_m.高手笔记1.发现原子核式结构的过程实验说明的问题电子的发现原子也有复杂的结构粒子的散射实验汤姆孙原子模型不符合实际，卢瑟福重新建立了原子的核式结构模型2.原子的核式结构与原子的枣糕式结构的根本区别核式结构枣糕模型原子内部是非常空虚的，正电荷集中在一个很小的核里原子是充满了正电荷的球体电子绕核高速旋转电子均匀嵌在原子球体内名师解惑1.粒子的散射实验(19091911年，英，卢瑟福)剖析：(1)实验装置：放射源释放粒子；金箔靶子；放大镜荧光屏(可转动)用于观察.(2)实验过程：粒子从铅盒射出，形成细射线穿过金箔后打在荧光屏上产生闪光，用可转的显微镜从不同角度观察.图2-2-1(3)实验现象：如图2-2-2所示，绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，少数发生较大偏转；极少数的偏转超过90，有的甚至几乎达到180，像是被金箔反弹回来.图2-2-2(4)实验分析：由于电子质量远小于粒子质量，所以电子不可能使粒子发生大角度偏转.使粒子发生大角度偏转的只能是原子中带正电的部分.按照汤姆孙的原子模型，正电荷在原子内是均匀分布的，粒子穿过原子时，它受到两侧斥力大部分抵消，因而也不可能使粒子发生大角度偏转，更不可能使粒子反向弹回，这与粒子的散射实验的现象矛盾.现象说明原子绝大部分是空的，除非原子的几乎全部质量和正电荷都集中在原子中心的一个很小的核上，否则，粒子的大角度散射是不可能的.(5)实验意义：否定了汤姆孙的原子结构模型；提出了原子的核式结构模型. 2.原子的核式结构模型剖析：(1)内容：原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转.(2)对粒子散射实验的解释：当粒子接近原子时，电子对它的影响可以忽略，但是正电体对它的作用就不同了.因为正电体很小，粒子时入原子区域后，大部分粒子离它很远，受到的库仑斥力很小，运动方向几乎不改变.只有极少数粒子在穿过时距离正电体很近，因此受到很强的库仑斥力发生大角度散射.3.原子核的电荷与尺度剖析：电荷：原子核的电荷数就是核中的质子数，也等于核外的电子数.尺度：核半径的数量级约为10-15 m.原子的半径大约是10-10m，所以原子核的半径只相当于原子半径的十万分之一，原子核的体积只相当于原子体积的万亿分之一.讲练互动【例题1】卢瑟福提出原子的核式结构学说的根据是粒子轰击金箔的实验，在实验中他发现粒子( )a.全部穿过或发生很小的偏转b.全部发生很大的偏转，甚至有的被反弹回c.绝大多数不发生或只发生很小的偏转，有极少数发生很大的偏转，个别甚至被反弹回d.绝大多数发生很大的偏转，甚至被反弹回，只有少数穿过解析：根据卢瑟福的核式结构学说，原子有一个很小的核，集中了原子全部正电荷和几乎全部质量，核外巨大空间为电子的运动空间.因此飞过来的粒子与原子核正碰而被反弹回的几率非常小，并且与原子核比较近，受库仑力作用发生较大偏转的机会也不多，故大多数粒子离核较远，受库仑力很小，基本上沿直线运动.选项c正确.绿色通道 要知道粒子散射实验的原理和实验结果，要会运用原子的核式结构模型来解释实验现象.变式训练1.(经典回放)卢瑟福通过_实验，发现了原子中间有一个很小的核，并由此提出了原子的核式结构模型.平面示意图2-2-3中的四条线表示粒子运动的可能轨迹，在图中完成中间两条粒子的运动轨迹.图2-2-3解析：在卢瑟福的粒子散射实验中，观察到了离核较近的那些粒子的运动方向发生了很大的改变，有的甚至完全反弹，由此提出了原子中间聚集着原子几乎所有质量和正电荷的原子的核式结构学说.所以图中粒子运动轨迹应如图所示.答案：见解析2.粒子散射实验的意义就在于它说明了( )a.原子有一个很小的核 b.电子是原子组成的一部分c.核集中了原子的全部正电荷 d.原子核是由质子和中子组成解析：卢瑟福根据粒子散射实验提出了原子的核式结构学说，认为原子有一个很小的核，核集中了原子的全部正电荷(电子集中了负电荷，使总的原子呈电中性)，核集中了原子的几乎全部质量(电子也有质量，所以不是全部).选项a、c正确.在粒子散射实验之前就已经明确了电子是原子组成的一部分，只不过不清楚电子在原子中是如何分布的.答案：ac【例题2】 如图2-2-4所示，实线表示金原子核电场的等势面，虚线表示粒子在金核电场中散射时的运动轨迹.设粒子通过a、b、c三点时速度分别为va、vb、vc，电势能分别为a、b、c,则( )图2-2-4a.vavbvc,bac b.vbvcva,bacc.vbvavc,bac d.vbvavc,bac解析：金原子核和粒子都带正电，粒子在接近金核过程中需不断克服库仑斥力做功，它的动能减小，速度减小，电势能增加；粒子在远离金核过程中库仑斥力不断对它做功，它的动能增大，速度增大，电势能减小.因此这三个位置的速度大小关系和电势能大小关系为：vbvavc,bac.答案：d绿色通道 比较电势能大小，也可以直接从等势面的电势高、低得到.因为金核带正电，所以越靠近金核的等势面的电势越高，即ubuauc.电荷系统的电势能=qu.而粒子带正电(q0),所以电势能的关系必是bac.变式训练3.在卢瑟福的粒子散射实验中，某一粒子经过某一金原子核时附近的运动轨迹如图2-2-5所示.图中p、q是轨迹上的两点，虚线是经过p、q两点并与轨迹相切的直线，两虚线和轨迹将平面分为四个区域.不考虑其他原子核对粒子的作用，关于原子核的位置 ( )图2-2-5a.一定在区 b.可能在区 c.可能在区 d.一定在区解析：因为粒子与此金属原子核之间存在着斥力，如果原子核存在于或区，则粒子一定可以超过q点的切线到达区域，故原子核不可能在区、区，同理也不可能在区，应在区.答案：a体验探究【问题】 卢瑟福提出原子结构模型的依据和方法是什么？导思:汤姆孙的原子结构模型建立后，人们希望用模型来解释实验现象，但遇到了困难，粒子散射实验现象：绝大多数粒子穿过金箔后方向几乎不偏转，而少数偏转角度较大.为更好地解释这一现象，卢瑟福提出了原子的核式结构.探究:1.实验事实与原有的原子模型相矛盾.2.为解释这一现象利用类比的方法(与太阳系相类比)3.提出核式结构：原子内部有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷以及几乎全部的质量都集中在原子核内；带负电的电子绕核运动.教材链接教材p29讨论与交流(1)1 m厚的金箔大约有3 300层原子，绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，这说明了什么？(2)散射的粒子有极少数偏转角超过