《核式结构模型-课件PPT》由会员分享，可在线阅读，更多相关《核式结构模型-课件PPT（62页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2原子的核式结构模型一、一、汤姆姆孙的原子模型的原子模型1.1.汤姆姆孙原子模型原子模型: :汤姆姆孙于于18981898年提出了原子模型年提出了原子模型, ,他他认为原子是一个原子是一个_,_,_弥漫性地弥漫性地_在整个球体内在整个球体内, ,电子子_其中其中, ,有人形象地把有人形象地把汤姆姆孙模型称模型称为“西瓜模型西瓜模型”或或“_“_模型模型”。球体球体正正电荷荷均匀分布均匀分布镶嵌嵌枣糕糕2.2.粒子散射粒子散射实验: :(1)(1)实验装置。装置。粒子源粒子源金箔金箔荧光屏光屏放大放大镜(2)(2)实验现象。象。_的的粒子穿粒子穿过金箔后金箔后, ,基本上仍沿基本上仍沿_的方向前
2、的方向前进; ;_粒子粒子发生了生了_偏偏转; ;偏偏转的角度甚至的角度甚至_,_,它它们几乎被几乎被“_”“_”。(3)(3)实验意意义: :卢瑟福通瑟福通过粒子散射粒子散射实验, ,否定了否定了汤姆姆孙的原子模型的原子模型, ,建立了建立了_模型。模型。绝大多数大多数原来原来少数少数大角度大角度大于大于9090撞了回来撞了回来核式核式结构构二、二、卢瑟福的核式瑟福的核式结构模型构模型1.1.核式核式结构模型构模型:1911:1911年由年由卢瑟福提出瑟福提出, ,原子中原子中带正正电的部分体的部分体积很小很小, ,但几乎占有全部但几乎占有全部_,_,电子在正子在正电体体的外面的外面_。质量
3、量运运动2.2.原子核的原子核的电荷与尺度荷与尺度: :原子序数原子序数质子子中子中子A A1010-10-10m m1010-15-15m m【思考辨析】【思考辨析】1.1.粒子就是氦原子。粒子就是氦原子。 ( () )2.2.粒子粒子带有一个有一个单位的正位的正电荷荷, ,质量量为氢原子原子质量量的的2 2倍。倍。( () )3.3.粒子散射粒子散射实验证实了了汤姆姆孙的的枣糕式原子模糕式原子模型。型。 ( () )4.4.原子的原子的质量全部集中在原子核上量全部集中在原子核上, ,原子中所有正原子中所有正电荷荷都集中在原子核内。都集中在原子核内。( () )5.5.原子核的原子核的电荷数
4、等于核中的中子数。荷数等于核中的中子数。( () )6.6.原子半径数量原子半径数量级是是1010-10-10 m m。( () )提示提示: :1.1.。粒子是氦原子的原子核。粒子是氦原子的原子核。2.2.。粒子带有两个单位的正电荷粒子带有两个单位的正电荷, ,质量为氢原子质质量为氢原子质量的量的4 4倍。倍。3.3.。粒子散射实验中个别粒子的大角度散射粒子散射实验中个别粒子的大角度散射, ,推翻推翻了汤姆孙的枣糕式原子模型。了汤姆孙的枣糕式原子模型。4.4.。原子的质量几乎全部集中在原子核上。原子的质量几乎全部集中在原子核上, ,核外还有核外还有电子。电子。5.5.。原子核的电荷数等于核中
5、的质子数。原子核的电荷数等于核中的质子数。6.6.。原子半径数量级是。原子半径数量级是1010-10-10 m, m,原子核半径数量级是原子核半径数量级是1010-15-15m m。知知识点一点一粒子散射粒子散射实验探究分析探究分析探究探究导入入: :如如图所示所示为粒子散射的粒子散射的实验装置。装置。(1)(1)实验过程中程中,粒子粒子为什么会什么会发生大角度散射生大角度散射? ?(2)(2)从从粒子的大角度散射情况粒子的大角度散射情况, ,可以推知原子是什么可以推知原子是什么样的的结构构? ?提示提示: :(1)(1)粒子受到了很大的库仑力作用粒子受到了很大的库仑力作用, ,并且这种库并且
6、这种库仑力对仑力对粒子又不平衡粒子又不平衡, ,从而导致从而导致粒子发生大角度散粒子发生大角度散射。射。(2)(2)原子中间有一个很小的核原子中间有一个很小的核, ,电子在核外运动。电子在核外运动。【归纳总结】1.1.实验背景背景:粒子散射粒子散射实验是是卢瑟福指瑟福指导他的学生做他的学生做的一个著名的物理的一个著名的物理实验, ,实验的目的是想的目的是想验证汤姆姆孙原原子模型的正确性子模型的正确性, ,实验结果却成了否定果却成了否定汤姆姆孙原子模型原子模型的有力的有力证据。在此基据。在此基础上上, ,卢瑟福提出了原子核式瑟福提出了原子核式结构构模型。模型。2.2.否定否定汤姆姆孙的原子的原子
7、结构模型构模型: :(1)(1)质量量远小于原子的小于原子的电子子, ,对粒子的运粒子的运动影响完全影响完全可以忽略可以忽略, ,不不应该发生大角度偏生大角度偏转。(2)(2)粒子在穿粒子在穿过原子原子时, ,受到各方向正受到各方向正电荷的斥力基荷的斥力基本上会相互平衡本上会相互平衡, ,对粒子运粒子运动方向的影响不会很大方向的影响不会很大, ,也不也不应该发生大角度偏生大角度偏转。(3)(3)粒子的大角度偏粒子的大角度偏转, ,否定否定汤姆姆孙的原子的原子结构模型。构模型。3.3.大角度偏大角度偏转的的实验现象分析象分析: :(1)(1)由于由于电子子质量量远小于小于粒子粒子质量量, ,所以
8、所以电子不可能子不可能使使粒子粒子发生大角度偏生大角度偏转。(2)(2)使使粒子粒子发生大角度偏生大角度偏转的只能是原子中的只能是原子中带正正电的的部分。按照部分。按照汤姆姆孙原子模型原子模型, ,正正电荷在原子内是均匀分荷在原子内是均匀分布的布的,粒子穿粒子穿过原子原子时, ,它受到的两它受到的两侧斥力大部分抵斥力大部分抵消消, ,因而也不可能使因而也不可能使粒子粒子发生大角度偏生大角度偏转, ,更不能使更不能使粒子反向粒子反向弹回回, ,这与与粒子散射粒子散射实验相矛盾。相矛盾。(3)(3)实验现象表明原子象表明原子绝大部分是空的大部分是空的, ,原子的几乎全原子的几乎全部部质量和所有正量
9、和所有正电荷都集中在原子中心的一个很小的荷都集中在原子中心的一个很小的核上核上, ,否否则,粒子大角度散射是不可能的。粒子大角度散射是不可能的。4.4.原子的核式原子的核式结构模型构模型对粒子散射粒子散射实验结果的解果的解释: :(1)(1)当当粒子穿粒子穿过原子原子时, ,如果离核如果离核较远, ,受到原子核的受到原子核的斥力很小斥力很小,粒子就像穿粒子就像穿过“一片空地一片空地”一一样, ,无遮无无遮无挡, ,运运动方向改方向改变很小。因很小。因为原子核很小原子核很小, ,所以所以绝大多大多数数粒子不粒子不发生偏生偏转。(2)(2)只有当只有当粒子十分接近原子核穿粒子十分接近原子核穿过时,
10、 ,才受到很大才受到很大的的库仑力作用力作用, ,发生大角度偏生大角度偏转, ,而而这种机会很少种机会很少, ,所以所以有少数粒子有少数粒子发生了大角度偏生了大角度偏转。(3)(3)如果如果粒子正粒子正对着原子核射来着原子核射来, ,偏偏转角几乎达到角几乎达到180,180,这种机会极少种机会极少, ,如如图所示所示, ,所以极少数粒子的偏所以极少数粒子的偏转角度甚至大于角度甚至大于9090。【易【易错提醒】提醒】(1)(1)粒子与原子核之粒子与原子核之间的万有引力的万有引力远小于二者之小于二者之间的的库仑斥力斥力, ,因而可以忽略不因而可以忽略不计。(2)(2)在在处理理粒子等微粒子等微观粒
11、子粒子时一般不一般不计重力。重力。【典【典题通关】通关】考考查角度角度1 1 粒子散射粒子散射实验现象象【典例【典例1 1】如如图所示所示为卢瑟福瑟福粒子散射粒子散射实验装置的示装置的示意意图, ,图中的中的显微微镜可在可在圆周周轨道上道上转动, ,通通过显微微镜前相前相连的的荧光屏可光屏可观察察粒子在各个角度的散射情况。粒子在各个角度的散射情况。下列下列说法中正确的是法中正确的是世世纪金榜金榜导学号学号19892050(19892050() )A.A.在在图中的中的A A、B B两位置分两位置分别进行行观察察, ,相同相同时间内内观察察到屏上的到屏上的闪光次数一光次数一样多多B.B.在在图中
12、的中的B B位置位置进行行观察察, ,屏上屏上观察不到任何察不到任何闪光光C.C.卢瑟福瑟福选用不同金属箔片作用不同金属箔片作为粒子散射的靶粒子散射的靶, ,观察察到的到的实验结果基本相似果基本相似D.D.粒子粒子发生散射的主要原因是生散射的主要原因是粒子撞粒子撞击到金箔原到金箔原子后子后产生的反生的反弹【解析】【解析】选选C C。粒子散射实验现象粒子散射实验现象: :绝大多数绝大多数粒子粒子沿原方向前进沿原方向前进, ,少数少数粒子有大角度散射粒子有大角度散射, ,所以所以A A处观察处观察到的粒子数多到的粒子数多,B,B处观察到的粒子数少处观察到的粒子数少, ,选项选项A A、B B错误错
13、误;粒子发生散射的主要原因是受到原子核库仑斥力的粒子发生散射的主要原因是受到原子核库仑斥力的作用作用, ,选项选项D D错误错误,C,C正确。正确。考考查角度角度2 2 粒子散射粒子散射实验中中粒子的受力和能量粒子的受力和能量转化化问题【典例【典例2 2】如如图所示所示, ,根据根据粒子散射粒子散射实验, ,卢瑟福提出瑟福提出了原子的核式了原子的核式结构模型。构模型。图中虚中虚线表示原子核所形成表示原子核所形成的的电场的等的等势线, ,实线表示一个表示一个粒子的运粒子的运动轨迹。在迹。在粒子从粒子从a a运运动到到b b、再运、再运动到到c c的的过程中程中, ,下列下列说法中法中正确的是正确
14、的是( () )世世纪金榜金榜导学号学号1989205119892051A.A.动能先增大能先增大, ,后减小后减小B.B.电势能先减小能先减小, ,后增大后增大C.C.电场力先做力先做负功功, ,后做正功后做正功, ,总功等于零功等于零D.D.加速度先加速度先变小小, ,后后变大大【解析】【解析】选选C C。粒子从粒子从a a到到b b电场力做负功电场力做负功, ,速度减小速度减小, ,动能减小动能减小, ,电势能增大。从电势能增大。从b b到到c c电场力做正功电场力做正功,粒子粒子的速度增大的速度增大, ,动能增大动能增大, ,电势能减小电势能减小, ,加速度应先变大加速度应先变大, ,
15、后变小。正确选项应为后变小。正确选项应为C C。【规律方法】律方法】粒子散射粒子散射实验中常用的中常用的规律律(1)(1)库仑定律定律F= :F= :用来分析用来分析粒子和原子核粒子和原子核间的相的相互作用力。互作用力。(2)(2)牛牛顿第二定律第二定律: :该实验中中粒子只受粒子只受库仑力力, ,可根据可根据库仑力的力的变化分析加速度的化分析加速度的变化。化。(3)(3)功能关系功能关系: :根据根据库仑力做功可分析力做功可分析电势能的能的变化化, ,也也可分析可分析动能的能的变化。化。(4)(4)原子核原子核带正正电, ,其周其周围的的电场相当于正点相当于正点电荷的荷的电场, ,注意注意应
16、用其用其电场线和等和等势面的特点。面的特点。【过关关训练】1.X1.X表示金原子核表示金原子核,粒子射向金核被散射粒子射向金核被散射, ,若它若它们入射入射时的的动能相同能相同, ,其偏其偏转轨道可能是道可能是图中的中的 ( () )【解析】【解析】选选D D。粒子离金核越远其所受斥力越小粒子离金核越远其所受斥力越小, ,轨轨道弯曲程度就越小道弯曲程度就越小, ,故选项故选项D D正确。正确。2.(2.(多多选) )卢瑟福瑟福对粒子散射粒子散射实验的解的解释是是( () )A.A.使使粒子粒子产生偏生偏转的主要原因是原子中的主要原因是原子中电子子对粒粒子的作用力子的作用力B.B.使使粒子粒子产
17、生偏生偏转的力是的力是库仑力力C.C.原子核很小原子核很小,粒子接近它的机会很小粒子接近它的机会很小, ,所以所以绝大多大多数的数的粒子仍沿原来的方向前粒子仍沿原来的方向前进D.D.能能产生大角度偏生大角度偏转的的粒子是穿粒子是穿过原子原子时离原子核离原子核近的近的粒子粒子【解析】【解析】选选B B、C C、D D。原子核带正电。原子核带正电, ,与与粒子之间存粒子之间存在库仑力在库仑力, ,当当粒子靠近原子核时受库仑力而偏转粒子靠近原子核时受库仑力而偏转, ,电电子对它的影响可忽略子对它的影响可忽略, ,故故A A错误错误,B,B正确正确; ;由于原子核非常由于原子核非常小小, ,绝大多数粒
18、子经过时离核较远绝大多数粒子经过时离核较远, ,因而运动方向几乎因而运动方向几乎不变不变, ,只有离核很近的只有离核很近的粒子受到的库仑力较大粒子受到的库仑力较大, ,方向方向改变较多改变较多, ,故故C C、D D正确。正确。【补偿训练】1.1.如如图所示是所示是粒子被重核散射粒子被重核散射时的运的运动轨迹迹, ,其中不可能存在的其中不可能存在的轨迹是迹是( () )A.aA.aB.bB.bC.cC.cD.dD.d【解析】【解析】选选C C。根据。根据粒子散射实验现象的解释粒子散射实验现象的解释, ,离核离核越近偏转越明显越近偏转越明显,C,C轨迹离核较远轨迹离核较远, ,应该偏转很少应该偏
19、转很少, ,故正故正确答案为确答案为C C项。项。2.2.当当粒子穿粒子穿过金箔金箔发生大角度偏生大角度偏转的的过程中程中, ,下列下列说法正确的是法正确的是( () )A.A.粒子先受到原子核的斥力作用粒子先受到原子核的斥力作用, ,后受原子核的引力后受原子核的引力作用作用B.B.粒子一直受到原子核的斥力作用粒子一直受到原子核的斥力作用C.C.粒子先受到原子核的引力作用粒子先受到原子核的引力作用, ,后受到原子核的斥后受到原子核的斥力作用力作用D.D.粒子一直受到粒子一直受到库仑斥力斥力, ,速度一直减小速度一直减小【解析】【解析】选选B B。粒子与金原子核带同种电荷粒子与金原子核带同种电荷
20、, ,两者相两者相互排斥互排斥, ,故故A A、C C错误错误,B,B正确正确;粒子在靠近金原子核时粒子在靠近金原子核时斥力做负功斥力做负功, ,速度减小速度减小, ,远离时做正功远离时做正功, ,速度增大速度增大, ,故故D D错错误。误。知知识点二原子的核式点二原子的核式结构模型与原子核的构模型与原子核的组成成探究探究导入入: :如如图所示所示为原子核式原子核式结构模型的构模型的粒子散射粒子散射图景。景。(1)(1)为什么什么绝大多数的大多数的粒子穿粒子穿过金箔后金箔后, ,基本上仍沿基本上仍沿原来运原来运动方向前方向前进? ?(2)(2)为什么少数的什么少数的粒子穿粒子穿过金箔后金箔后,
21、 ,发生了大角度的生了大角度的偏偏转? ?提示提示: :(1)(1)因为原子核很小因为原子核很小, ,所以绝大多数所以绝大多数粒子穿过原粒子穿过原子时子时, ,离核较远离核较远, ,受到原子核的斥力很小受到原子核的斥力很小, ,基本上仍沿原基本上仍沿原来运动方向前进。来运动方向前进。(2)(2)少数少数粒子十分接近原子核穿过时粒子十分接近原子核穿过时, ,才受到很大的才受到很大的库仑力作用库仑力作用, ,发生大角度偏转。发生大角度偏转。【归纳总结】1.1.理解建立核式理解建立核式结构模型的要点构模型的要点: :(1)(1)核外核外电子不会使子不会使粒子的速度粒子的速度发生明生明显改改变。(2)
22、(2)汤姆姆孙模型不能解模型不能解释粒子的大角度散射。粒子的大角度散射。(3)(3)少数少数粒子粒子发生了大角度偏生了大角度偏转, ,甚至反甚至反弹回来回来, ,表明表明这些些粒子在原子中的某个地方受到了粒子在原子中的某个地方受到了质量、量、电荷量荷量均比它本身大得多的物体的作用。均比它本身大得多的物体的作用。(4)(4)绝大多数大多数粒子在穿粒子在穿过金原子金原子层时运运动方向没有明方向没有明显变化化, ,说明原子中明原子中绝大多数部分是空的。原子的大多数部分是空的。原子的质量量电荷量都集中在体荷量都集中在体积很小的核上。很小的核上。2.2.原子的核式原子的核式结构与原子的构与原子的枣糕模型
23、的糕模型的对比比: :核式核式结构构枣糕模型糕模型原子内部是非常空原子内部是非常空旷的的, ,正正电荷集中在一个很小的核里荷集中在一个很小的核里原子是充原子是充满了正了正电荷的荷的球体球体电子子绕核高速旋核高速旋转电子均匀嵌在原子球体子均匀嵌在原子球体内内3.3.原子内的原子内的电荷关系荷关系: :原子核的原子核的电荷数与核外的荷数与核外的电子数子数相等相等, ,非常接近原子序数。非常接近原子序数。4.4.原子核的原子核的组成成: :原子核由原子核由质子和中子子和中子组成成, ,原子核的原子核的电荷数等于原子核的荷数等于原子核的质子数。子数。5.5.原子核的大小原子核的大小: :原子的半径数量
24、原子的半径数量级为1010-10-10 m, m,原子核原子核半径的数量半径的数量级为1010-15-15 m, m,原子核的半径只相当于原子半原子核的半径只相当于原子半径的十万分之一径的十万分之一, ,体体积只相当于原子体只相当于原子体积的的1010-15-15。【典【典题通关】通关】【典例】【典例】( (多多选) )关于原子核式关于原子核式结构理构理论说法正确的法正确的是是( () )世世纪金榜金榜导学号学号1989205219892052A.A.是通是通过发现电子子现象得出来的象得出来的B.B.原子的中心有个核原子的中心有个核, ,叫作原子核叫作原子核C.C.原子的正原子的正电荷均匀分布
25、在整个原子中荷均匀分布在整个原子中D.D.原子的全部正原子的全部正电荷和几乎全部荷和几乎全部质量都集中在原子核量都集中在原子核里里, ,带负电的的电子在核外旋子在核外旋转【解析】【解析】选选B B、D D。原子的核式结构模型是在。原子的核式结构模型是在粒子的粒子的散射实验结果的基础上提出的散射实验结果的基础上提出的,A,A错误。原子中绝大部错误。原子中绝大部分是空的分是空的, ,带正电的部分集中在原子中心一个很小的范带正电的部分集中在原子中心一个很小的范围围, ,称为原子核称为原子核,B,B正确正确,C,C错误。原子核集中了原子全部错误。原子核集中了原子全部正电荷和几乎全部质量正电荷和几乎全部
26、质量, ,带负电的电子在核外旋转带负电的电子在核外旋转,D,D正正确。确。【过关关训练】1.1.不能用不能用卢瑟福原子核式瑟福原子核式结构模型得出的构模型得出的结论是是( () )A.A.原子中心有一个很小的原子核原子中心有一个很小的原子核B.B.原子核是由原子核是由质子和中子子和中子组成的成的C.C.原子原子质量几乎全部集中在原子核内量几乎全部集中在原子核内D.D.原子的正原子的正电荷全部集中在原子核内荷全部集中在原子核内【解析】【解析】选选B B。卢瑟福原子核式结构模型是原子全部正。卢瑟福原子核式结构模型是原子全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子内部一个很小的核电荷和几乎全部质量都集中在原
27、子内部一个很小的核上上, ,带负电的电子绕原子核高速旋转带负电的电子绕原子核高速旋转, ,质量几乎忽略不质量几乎忽略不计计, ,所以可以得出选项所以可以得出选项A A、C C、D,D,对于原子核是由质子和对于原子核是由质子和中子组成的结论是涉及原子核的结构中子组成的结论是涉及原子核的结构, ,与核式结构无关与核式结构无关, ,核式结构说的是原子结构核式结构说的是原子结构, ,不是原子核结构不是原子核结构, ,选项选项B B错。错。2.(2.(多多选)(2018)(2018汕汕头高二高二检测) )关于原子的核式关于原子的核式结构构模型模型, ,下列下列说法正确的是法正确的是( () )A.A.原
28、子中原子中绝大部分是大部分是“空空”的的, ,原子核很小原子核很小B.B.电子在核外子在核外绕核旋核旋转的向心力是原子核的向心力是原子核对它的它的库仑力力C.C.原子的全部原子的全部电荷和荷和质量都集中在原子核里量都集中在原子核里D.D.原子核的直径的数量原子核的直径的数量级是是1010-10-10 m m【解析】【解析】选选A A、B B。因为原子的全部正电荷和几乎全部。因为原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内质量都集中在原子核内, ,而原子核又很小而原子核又很小, ,所以原子内所以原子内绝大部分区域是绝大部分区域是“空空”的的,A,A正确正确,C,C错误错误; ;电子绕原子核电子
29、绕原子核做圆周运动时做圆周运动时, ,原子核与电子间的库仑引力提供向心力原子核与电子间的库仑引力提供向心力,B,B正确正确; ;原子核直径的数量级是原子核直径的数量级是1010-15-15 m, m,原子直径的数原子直径的数量级是量级是1010-10-10 m,D m,D错误。错误。【补偿训练】卢瑟福瑟福预想到原子核内除想到原子核内除质子外子外, ,还有中子的事有中子的事实依据依据是是( () )A.A.电子数与子数与质子数相等子数相等B.B.原子核的原子核的质量大量大约是是质子子质量的整数倍量的整数倍C.C.原子核的核原子核的核电荷数比其荷数比其质量数小量数小D.D.质子和中子的子和中子的质
30、量几乎相等量几乎相等【解析】【解析】选选C C。原子核如果只是由质子组成。原子核如果只是由质子组成, ,那么核的那么核的质量与质子质量的比值质量与质子质量的比值( (即质量数即质量数) )应该与核的电荷与应该与核的电荷与质子的电荷的比值质子的电荷的比值( (即电荷数即电荷数) )相等相等, ,但原子核的核电荷但原子核的核电荷数只是质量数的一半或少一些数只是质量数的一半或少一些, ,所以所以, ,原子核内除了质原子核内除了质子子, ,还可能有一种质量与质子质量相等、但不带电的中还可能有一种质量与质子质量相等、但不带电的中性粒子性粒子, ,即中子。即中子。部分资料从网络收集整理而来，供大家参考，感谢您的关注！
