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第２章：原子结构 第１节：电子的发现与汤姆孙模型 第２节：原子的核式结构模型　　 一切物质都是由最小的不能再分的粒子——原子构成。 原子模型：原子是坚实的、不可再分的实心球。 原子并不是构成物质的最小微粒 ——汤姆生发现了电子(1897年) 电子是种带负电、有一定质量的微粒，普遍存在于各种原子之中。 汤姆生原子模型：原子是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了电荷，从而形成了中性原子。 α粒子散射实验（1909年）——原子有核 卢瑟福和他的助手做了著名α粒子散射实验。根据实验，卢瑟福在1911年提出原子有核模型。 卢瑟福原子模型（又称行星原子模型）：原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成。原子核的质量几乎等于原子的全部质量，电子在原子核外空间绕核做高速运动。 玻尔原子模型（1913年） 玻尔借助诞生不久的量子理论改进了卢瑟福的模型。 玻尔原子模型（又称分层模型）：当原子只有一个电子时，电子沿特定球形轨道运转；当原子有多个电子时，它们将分布在多个球壳中绕核运动。 不同的电子运转轨道是具有一定级差的稳定轨道。 * * 引 言 问题： 物质是由什么组成的？ 就你所知，谈谈你的看法。 我们一起来回顾一下： 　　　物质结构的早期研究 英国化学家道尔顿 （J.Dalton , 1766~1844) “化学的新时代是从原子论开始的” ——恩格斯 人类社会是在不断地发现、发明和创造中前进的。直到19世纪末，人们还一直坚信原子是构成物质的最小单位而不可再分。可是，一系列物理学史上的重大发现，使人们认识到，组成物质的“最小”微粒——原子也具有复杂的结构！ 原子复杂结构的发现过程 英国物理学家汤姆生 （J.J.Thomson ,1856~1940） 十九世纪后期，汤姆孙对阴极射线在磁场中偏转的性质进行了仔细研究之后，于1897年宣称：这种射线是由带负电的粒子流组成的。他把这种带负电的粒子称为电子。并进一步测量了电子的荷质比。他发现不论管内含有何种气体，但射线所带的荷质比并无不同。 此后，人们发现在气体电离和光电效应中都可以从原子中射出电子，这些事实证明电子是各种原子所共有的一种基本粒子。同时也说明原子是具有复杂结构的。 见课本２５页 ◆原子到底是由什么组成的？ ◆原子内部的结构又是怎样的呢？ 19世纪末物理学的三大发现 ▲1895年伦琴发现x射线 ▲1896年贝克勒耳发现了天然放射现象 ▲1897年汤姆孙发现电子 至此，神秘的微观世界向人类敞开了大门，人们不禁开始思索： 由于原子呈现电中性，人们不禁推想，原子内部还含有正电荷，这又激发了许多科学家的兴趣，他们作出了很多种关于原子结构模型的设想，其中最著名的要属汤姆孙的原子结构模型假设。 汤姆孙是如何描述原子结构的？ 问题： 汤姆孙原子枣糕结构模型 原子是一个球体，正电荷均匀地分布在整个球内，电子像枣糕里枣子的那样镶嵌在原子里面。 汤姆孙原子枣糕结构模型能解释当时发现的一些现象，如原子的发光现象等，极大地推动了科学家们探索原子结构的热忱。怎样才能透悉原子这个微观粒子的内部结构呢？ 英国科学家卢瑟福 （E.Rutherford,1871~1937) 1895年，德国的仑琴发现X光，接着贝克勒耳及居里夫妇相继发现放射性元素。放射性元素就是可放出“某些东西”的原子。这些东西后来被称为α、β粒子，飞行很快。可穿透物质。这一穿透能力很快应用于探讨原子内部构造的工具。 1909年～1911年英国科学家卢瑟福和他的助手、学生进行了著名的α粒子散射实验 见课本２８页 实验结果是怎样的？ 问题： 　　α粒子散射实验的结果是： １.绝大多数α粒子穿过金箔后基本　　　　　　　　　上 ， ２.少数α粒子发生了 ，３.极少数α粒子偏转角超过了 ， ４.有的甚至几乎达到 。 较大的偏转 180° 90° 仍沿原来的方向前进 问题： 那么按汤姆生的原子枣糕结构模型，α粒子穿过金箔后应如何偏转呢？ 能发生大角度的偏转吗？ 原子中带正电的部分必须集中于一个非常小而重的核里。 原子内部的正电荷应该如何分布才能形成α粒子的大角度散射呢？ 卢瑟福的核式结构学说：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的空间运动。 问题： ▲卢瑟福是如何解释α粒子散射实验的？ 卢瑟福α粒子散射实验的解释