跨学科实践活动02 制作模型并展示科学家探索物质组成与结构的历程（解析版）.docxVIP

跨学科实践活动02制作模型并展示科学家探索物质组成与结构的历程

一、科学家探索原子结构的历程

为了揭示原子结构的奥秘，人类经历了漫长的探索。

1803年，道尔顿提出：物质由微小的不可再分的原子构成。

1897年，汤姆孙发现原子内有带负电的微粒。

1909年，卢瑟福进行了α粒子(α粒子由2个质子和2个中子构成)轰击金箔实验。结果发现：绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，但是有少数粒子却发生了较大角度的偏转，并且有极少数α粒子的偏转角度超过90°，像是被金箔弹了回来。

1919年，卢瑟福用加速了的高能α粒子轰击氮原子，发现一个α粒子留在了一个氮原子中，使氮原子变成了氧原子，同时有微粒从氮原子中被打出。

二、原子的构成

原子中，原子核位于原子中心，原子的质量主要集中在原子核上，原子核由质子和中子构成。

电子在原子核外高速无轨运动。所有原子都有原子核和核外电子，不一定有中子（如氢原子无中子）。

1．原子核带正电，原子核带的正电荷数（即核电荷数）与核外电子带的负电荷数（数值上等于核外电子数）相等，电性相反，所以原子不显电性。

2．原子中的等量关系：核电荷数=质子数=核外电子数

3．卢瑟福α粒子散射实验的解释

一束带正电的α粒子轰击金箔：

大多数α粒子穿透金箔——原子虽小，但原子内空间相对较大，而且电子质量很小?。

一小部分α粒子路径偏转——α粒子受到带正电的原子核的排斥，发生偏转，说明原子内部有一微粒，该微粒的体积很小，带正电，即原子核。

极少数的α粒子反弹——α粒子撞到原子核被反弹，说明原子中心的原子核体积较小，但质量相对较大。

三、分子、原子、离子、元素、物质之间的关系

1．物质的宏观组成和微观构成关系

构成物质的微粒有：分子、原子、离子。

大多数物质由分子构成，少数物质(金属、稀有气体、部分非金属固体)由原子构成，一些物质是由离子构成的。

如：水由水分子构成，铁由铁原子构成，氯化钠由氯离子和钠离子构成。

2．分子、原子、离子、元素与物质之间的区别

（1）物质和元素都是宏观概念，它们只讲种类，不讲个数；而分子、原子和离子等是微观粒子，既讲种类，也讲个数。

（2）元素是具有相同核电荷数（即核内质子数）的一类原子的总称；它与物质之间是组成关系，它是用来描述物质的宏观组成的，用“组成”来描述；例如，水是由氢元素和氧元素组成的（但不能说“水是由二个氢元素和一个氧元素组成的”）。

（3）而分子、原子和离子都是微观粒子；它们与物质之间是构成关系，它们是用来描述物质的微观构成的，习惯上用“构成”来描述；例如，水是由水分子构成的（一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的；但不能说“一个水分子是由氢元素和氧元素组成的”）；铁是由铁原子构成的；氯化钠是由钠离子和氯离子构成的。

（4）对于分子、原子和离子来说，分子是保持物质化学性质的最小粒子，它在化学变化中是可以再分的；原子是化学变化中的最小粒子，它在化学变化中是不可再分的；而离子是指带电的原子或原子团（实际上是一种特殊的原子）。

命题点一了解科学家探索原子结构的历程

【典例1-1】（1）物质是由原子构成的，是由________首先提出来的，________首次发现了电子，提出了原子是可分的观点。?

（2）①卢瑟福实验中能佐证“大部分质量集中到了一个很小的结构上”这个“很小的结构”是指________。?

②卢瑟福“α粒子轰击金箔”的实验，可推出的原子结构模型为________(填序号)。

【答案】（1）道尔顿汤姆孙（2）原子核C

【训练1-1】下列哪位科学家首先提出了物质由不可见的原子构成，且原子是不可分割的实心小球的观点？（）

A.牛顿B.道尔顿C.汤姆孙D.卢瑟福

【答案】D

【训练1-2】汤姆孙通过实验发现了电子，这一发现主要纠正了哪位科学家原子论中的什么观点？（）

A.牛顿的万有引力观点

B.道尔顿的原子不可分割观点

C.卢瑟福的核式结构观点

D.居里夫人的放射性观点

【答案】B

【训练1-3】科学家运用了模型建构的方法探索原子的结构。下列对原子结构模型演变过程的认识，不正确的是

A．道尔顿认为原子是不可再分的实心球，是构成物质的最小粒子

B．汤姆孙等人在原子中发现了电子，推翻了道尔顿实心球模型

C．卢瑟福等人通过粒子散射实验修正了汤姆孙葡萄干布丁模型

D．卢瑟福核式模型是最完善的原子结构模型，不会被替代

【答案】D

【解析】A、道尔顿是探索原子的结构较早的科学家，受当时科学水平的局限性，道尔顿认为原子是“不可再分的实心球体”，是构成物质的最小粒子。A正确；

B、由于汤姆孙等人在原子中发现了电子，提出汤姆孙葡萄干布丁模型，所以推翻了道尔顿实心球模型。B正确；

C、英国物理学家卢瑟福设计了α