高中物理 第十八章 原子结构 2 原子的核式结构模型学案 新人教版选修3-5-新人教版高二选修3-5物理学案VIP免费

2原子的核式结构模型一、汤姆孙的原子模型汤姆孙于1898年提出了原子模型，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，电子镶嵌在球中．汤姆孙的原子模型被称为西瓜模型或枣糕模型．该模型能解释一些实验现象，但后来被α粒子散射实验否定了．汤姆孙发现电子之后，人们立刻进行建立各种原子模型的尝试，你都知道有哪些典型的模型呢？提示：(1)勒纳德的动力子模型：原子内部的电子与相应的正电荷组成一个中性的“刚性配偶体”，他取名为动力子，无数动力子漂浮于原子太空内．(2)长冈半太郎的土星型模型：1904年，他根据麦克斯韦的土星环理论推测原子的结构，提出了一个土星模型，它实际上已经包含了核模型的基本思想，只是对核的大小的数量级及稳定性等问题没有给出足够的重视．(3)汤姆孙的“枣糕模型”．(4)卢瑟福的核式结构模型．(5)玻尔模型．后面的三种模型教材中已经做了阐述．二、α粒子散射实验1．从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子，实质是失去两个电子的氦原子核，带两个单位正电荷，质量为氢原子质量的4倍．2．实验结果绝大多数α粒子穿过金箔后，基本沿原方向前进．少数α粒子发生大角度偏转，偏转角甚至大于90°.3．卢瑟福的核式结构模型1911年由卢瑟福提出，在原子中心有一个很小的核，叫原子核．它集中了全部的正电荷和几乎全部的质量，电子在核外空间运动．在α粒子散射实验中，偏转角大的α粒子与偏转角小的α粒子相比，谁离原子核更近一些？提示：α粒子与原子核之间有相互作用的库仑斥力，偏转角大，意味着库仑力大，因而也就越靠近原子核．三、原子核的电荷与尺度1．原子内的电荷关系各种元素的原子核的电荷数与含有的电子数相等，非常接近于它们的原子序数．2．原子核的组成原子核是由质子和中子组成的，原子核的电荷数就等于原子核中的质子数．3．原子核的大小实验确定的原子核半径R的数量级为10－15_m，而原子的半径的数量级是10－10_m．因而原子内部十分“空旷”．考点一α粒子散射实验及原子的核式结构模型1．α粒子散射实验装置及注意事项(1)实验装置(如图)由放射源、金箔、荧光屏等组成．(2)实验注意事项：①整个实验过程需在真空中进行．②α粒子是氦原子核，本身非常小，金箔需很薄，α粒子才能很容易穿过．③实验中用的是金箔而不是铝箔，这是因为金的原子序数大，α粒子与金核间库仑力大，偏转明显；另外金的延展性好，容易做成极薄的金箔．2．α粒子的散射实验否定了汤姆孙的原子模型(1)α粒子在穿过原子之间时，所受周围的正、负电荷作用的库仑力是平衡的，α粒子不会发生偏转．(2)α粒子正对着电子射来，质量远小于α粒子的电子不可能使α粒子发生明显偏转，更不可能使它反弹．3．原子的核式结构模型对α粒子散射实验结果的解释(1)当α粒子穿过原子时，如果离核较远，受到原子核的斥力很小，α粒子就像穿过“一片空地”一样，无遮无挡，运动方向改变很小．因为原子核很小，所以绝大多数α粒子不发生偏转．(2)只有当α粒子十分接近原子核穿过时，才受到很大的库仑力作用，偏转角才很大，而这种机会很少．(3)如果α粒子正对着原子核射来，偏转角几乎达到180°，这种机会极少，如图所示．【例1】在卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转，其原因是()A．原子的正电荷和绝大部分质量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．金箔中的金原子间存在很大的空隙，只有极少数碰到金原子→→→【答案】A【解析】卢瑟福的α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大角度的偏转，说明只有少数α粒子受到很强的斥力，大多数α粒子受到的斥力很小，这反映出在原子内部正电荷分布在很小的空间，且质量很大，A正确，B错误；实验中所用金箔尽管很薄，但也有上万层原子，由此可知，有少数α粒子偏转显然不是由于碰不到金原子，由此知C、D错误．故选A.总结提能α粒子散射实验装置及核式结构模型(1)熟记装置及原理α粒子散射实验是一个非常重要的实验，因此对实验器材、现象、现象分析、结论都必须弄明白，才能顺利解答有关问题．(2)理解建立核式结构模型的要点①核外电子不会使α粒子的速度...