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第十八章原子结构 18 2原子的核式结构模型 人教版选修3 5 十九世纪末 汤姆生发现了电子 并知道电子是原子的组成部分 由于电子是带负电的 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的呢 历史回顾 电子 在汤姆生的原子模型中 原子是一个球体 正电核均匀分布在整个球内 而电子都象布丁中的葡萄干那样镶嵌在内 一 汤姆生的原子模型 汤姆生提出的枣糕原子模型是否正确呢 卢瑟福 二 粒子散射实验 高速 粒子 荧光屏 二 粒子散射实验 思考与讨论 1 粒子射入金箔时难免与电子碰撞 试估计这种碰撞对 粒子速度影响的大小 2 按照汤姆孙枣糕原子模型 正电荷均匀分布在整个原子球体内部 请分析 粒子穿过金箔 受到电荷的作用力后 沿哪些方向前进的可能性较大 最不可能沿什么方向前进 试画出 粒子穿过汤姆孙枣糕模型的图景 二 粒子散射实验 卢瑟福根据他的导师汤姆生模型计算的结果 电子质量很小 对 粒子的运动方向不会发生明显影响 由于正电荷均匀分布 粒子所受库仑力也很小 故 粒子偏转角度不会很大 二 粒子散射实验 绝大多数 粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进 但少数 粒子发生了较大的偏转 并且有极少数 粒子的偏转超过了90 有的甚至几乎达到180 二 粒子散射实验 卢瑟福对于上述实验的结果感到十分惊奇 他说 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 结果被炮弹回来而打到自己身上 粒子散射实验的现象 请画出 粒子散射图景 二 粒子散射实验 1 粒子出现大角度散射有没有可能是与电子碰撞后造成的 2 按照枣糕模型 粒子在原子附近或穿越原子内部后有没有可能发生大角度偏转 3 你认为原子中的正电荷应如何分布 才有可能造成 粒子的大角度偏转 为什么 汤姆逊枣糕原子模型能否解释 绝大多数粒子不偏移 原子内部绝大部分是 空 的 少数粒子发生较大偏转 原子内部有 核 存在 极少数粒子被弹回 作用力很大 质量很大 电量集中 二 粒子散射实验 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集中在原子核里 带负电的电子在核外空间绕着核旋转 三 原子的核式结构的提出 原子核式结构模型的 粒子散射图景 三 原子的核式结构的提出 根据卢瑟福的原子结构模型 原子内部是十分 空旷 的 举一个简单的例子 体育场 原子 四 原子核的电荷与尺度 原子核的电荷和大小 根据卢瑟福的原子核式模型和 粒子散射的实验数据 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 1 原子的半径约为10 10m 原子核半径约是10 15m 原子核的体积只占原子的体积的万亿分之一 2 原子核所带正电荷数与核外电子数以及该元素在周期表内的原子序数相等 3 电子绕核旋转所需向心力就是核对它的库仑力 四 原子核的电荷与尺度 1 在用 粒子轰击金箔的实验中 卢瑟福观察到的 粒子的运动情况是A 全部 粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进B 绝大多数 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C 少数 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D 全部 粒子都发生很大偏转 答案 B 反馈练习 2 卢瑟福 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 说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上D 说明原子的电子只能在某些不连续的轨道上运动 答案 C 反馈练习