原子的核式结构模型

原子的核式结构模型英国伟大的科学家汤姆孙通过研究阴极射线，发现了电子。

美国物理学家密立根通过“油滴实验”测得了电子的带电量。

电子的发现不只是使人们认识到原子不再是组成物质的最小微粒，更重要的是使人们认识到原子本身也是有结构的，对进一步揭示原子结构有着重大的意义。

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，几乎占有原子的全部质量。

me×10-31Kg×10-19C

思考：那么，这两种物质是怎样构成原子的呢？一、汤姆孙的“枣糕”原子模型正电荷电子他认为原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌其中。汤姆孙原子模型又被人们称为“西瓜模型”或者“枣糕模型”。资料一、汤姆孙的“枣糕”原子模型正电荷电子汤姆孙的原子模型可以解释一些实验现象：

1.原子是电中性的；

2.电子在原子里是怎样分布的；

3.原子为什么会发光；

4.根据这个模型，能估计出原子的大小约为一亿分之一厘米，跟我们现在知道的原子半径为10-10m相同。

5.汤姆孙认为原子中电子的个数就等于原子的序数，这也跟我们现在正电荷等于原子序数是吻合的。

资料汤姆孙模型预言的α粒子散射实验的结果是怎样的？正电荷在原子内部均匀分布，α粒子穿过原子时，由于粒子两侧正电荷对它的斥力大部分互相抵消，使α粒子偏转的力不会很大。一、汤姆孙的“枣糕”原子模型正电荷电子

1909年英籍物理学家卢瑟福指导他的学生盖革和马斯顿进行α粒子散射实验来验证汤姆孙的原子模型。卢瑟福资料资料二、α粒子散射实验1.实验原理

原子的结构非常紧密，要认识原子的结构，需要用高能粒子轰击原子。因为α粒子具有足够的能量，可以接近原子中心。而且α粒子还可以使荧光物质发光。如果α粒子与其他粒子发生相互作用，改变了运动方向，被散射的α粒子打在荧光屏上会有微弱的闪光。统计散射到各个方向的α粒子所占的比例，就可以推知原子中电荷的分布情况。α粒子：带有两个单位的正电荷，质量为氢原子质量的4倍、

电子质量的7300倍。二、α粒子散射实验整个装置放在一个抽成真空的容器内资料放射源——放射性元素钋（Po）放出α粒子，α粒子是氦核，带2e正电荷，质量是氢原子的4倍，具有较大的动能。金箔——作为靶子，厚度1μm,重叠了3000层左右的金原子。荧光屏——α粒子打在上面发出闪光。显微镜——通过显微镜观察闪光，且可360°转动观察不同角度α粒子的到达情况。二、α粒子散射实验4.实验现象（1）绝大多数α粒子穿过金箔后基本上沿原来的方向前进（2）少数α粒子（约占八千分之一）发生了大角度偏转（3）极少数α粒子的偏转角超过了90°，有极个别甚至接近180°，就像被弹回来了一样原因分析绝大多数α粒子穿过金箔时没有受到很大的力的作用。结论原子内存在空大的空的区域要发生大角度偏转，从力与运动的角度看，需要一个极大的作用力产生一个极大的加速度。从碰撞的角度看，只有一个小质量物体碰到一个大质量物体时才会以原速率被弹回。这就需要有一个质量很大的部分存在。枣糕模型里不存在这样的部分。α粒子出现大角度偏转有没有可能是与电子碰撞后造成的？在原子的中心有一个体积很小、带正电荷的核，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。为什么是带正的核？与氦核相排斥，只能是正。那电子在哪里？若和正电荷在一起则为中性，不可能有排斥力。正负电荷必须分开。电子在外，静止则会被吸引向核，只有匀速圆周才能保持状态的稳定。三、原子的核式结构模型1.

原子的核式结构模型在原子的中心有一个体积很小、带正电荷的核，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做圆周运动。三、原子核式结构模型2.解释α粒子散射实验当α粒子接近原子时，电子对它的影响仍如

前述可以忽略，但是带正电的原子核则不同。因为原子核很小，当α粒子进入原子区域后，大部分离原子核很远，受到原子核的库仑斥力很小，运动方向几乎不改变。只有极少数的α粒子在穿过金箔时距离原子核很近，受到很强的库仑斥力，发生大角度的偏转。＋＋卢瑟福以原子的核式结构模型为依据，利用经典力学计算了向各个方向散射的α粒子的比例，结果与实验数据符合得很好。三、原子核式结构模型2.解释α粒子散射实验四、原子核的电荷与尺度1.电荷数与原子序数由于原子是电中性的，原子核所带正电荷数等于电子数。各种元素的原子核的电荷数，即原子内的电子数，非常接近它们的原子序数。元素周期表中的各种元素是按原子中的电子数排列的。原子核所带正电荷数=核外电子数=该元素在周期表内的原子序数四、原子核的电荷与尺度2.原子核的尺度原子核式结构模型示意图原子半径的数量级为10-10m对于一般的原子核，实验确定的核半径数量级为10-15m原子半径是原子核半径的约十万倍，原子的体积是原子核体积的1015倍露珠原子核体育场原子四、原子核的电荷与尺度2.原子核的尺度资料资料资料课堂小结汤姆孙原子核半径数量级为10-15m，原子半径的数量级为10-10m原子核的电荷数=电子数=原子序数原子的枣糕模型卢瑟福原子的核式结构模型电子的发现a粒子散射实验原子核的电荷与尺度阴极射线氢原子核的体积氢原子核的密度代入数据得出ρ≈0.4×1018kg/m3

氢原子核的质量为m=1.6726×10-27kg,氢原子核半径为10-15m，试估算氢原子核的密度。解：若用载重为10吨的卡车将总体积为1mm3的原子核拉走，大约需要105辆课堂练习关于α粒子散射实验，下述正确的是

(

)A．α粒子发生大角度散射的主要原因是原子中有正电荷B．α粒子发生大角度散射的主要原因是原子中原子核的作用C．只有少数α粒子发生大角度散射的原因是原子的全部正电

荷和几乎全部质量集中在一个很小的核上D．相同条件下，换用原子序数越小的物质做实验，沿同一偏

转角散射的α粒子越少BCD课堂练习课堂练习课堂练习如图所示，根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。图中虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个α粒子的运动轨迹。在α粒子从a运动到b、再运动到c的过程中，下列说法中正确的是 （）A．动能先增大，后减小B．电势能先减小，后增大C．电场力先做负功，后做正功，