核式结构模型
核式结构模型
核式结构模型
核式结构模型是一种分析系统运作过程特征的重要技术。
它是一种抽象的模型，用于描述系统中不同组件间的交互行为，其中每个组件的行为由一组状态转换规则控制。
核式结构模型的最小组成单元是原子（atom），它是一组特定的输入/输出和控件及亚元件，可以被视为在模型建构中的“基本元素”。
通常，一个原子模型由一组集中的部件组成，包括一个输入/输出集合、一组控件行为、一组亚元和一个联接机制。
核式结构模型分析法也称为原子结构模型分析。
核式结构模型用于描述一个过程的基本步骤，同时也识别其详细变化过程。
它直接揭示了系统之间行为交互关系，最重要的是可以提供一种简便的方式来理解参与流程的每个单元如何操作及交互。
核式结构模型可以用于分析复杂的系统，以及认识控制过程的关键组件和运作机制。
核式结构模型的其他常用应用有：(1) 模型识别，由原子小组构成的核式结构模型的拓扑结构易于匹配逻辑结构，它可以应用于模式识别与识别任务。
(2)仿真和系统优化，核式结构模型可以控制系统模拟，并用于模拟进行系统性能评估和优化。
(3)功能定义，核式结构模型可以为系统功能提供了框架，可以根据现有的技术和系统未来的发展，结合原子模型的可拓扑结构，以系统模型形式识别功能和各组件之间的联系。
综上所述，核式结构模型是一种重要准确的系统分析技术，可以有效揭示系统中操作行为之间的关系，并可非常有效地认识控制过程。
由于它具有理论性和应用性，并可以结合现有技术，所以它成为许多组织利用计算机提高效率和可靠性的好选择。
核式结构模型应用广泛，有助于系统设计的各个方面，可以极大地提高模拟仿真的精确性，可以用于系统优化以及功能定义等方面。
原子的核式结构模型课件
原子的核式结构模型
5
预习交流 2
如何用原子的核式结构模型对 α 粒子散射实验结果进行解释?
答案:(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。
11
原子的核式结构模型
12
在α粒子散射实验中,我们并没有考虑α粒子跟电子碰撞,这是因
为(
)
A.电子体积非常小,以至于α粒子碰不到它
B.α粒子跟电子碰撞时,损失的能量很小,可以忽略
C.α粒子跟各个电子碰撞的效果相互抵消
D.电子在核外均匀分布,所以α粒子受电子作用的合外力为零
解析:α粒子与电子相碰就如同飞行的子弹与灰尘相碰,α粒子几
附近时的示意图,A、B、C 三点分别位于两个等势面上,则以上说法
正确的是(
)
A.α 粒子在 A 处的速度比在 B 处的速度小
B.α 粒子在 B 处的速度最大
C.α 粒子在 A、C 处的速度大小相等
D.α 粒子在 B 处的速度比在 C 处的速度小
原子的核式结构模型
21
解析:由能量守恒定律可知,对于 A、B、C 三点,A、C 位于原子
否定了。
原子的核式结构模型
2
预习交流 1
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?
原子是由质子、中子和电子组成的
原子的核式结构模型
3
答案:(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
原子核式结构模型
原子核式结构模型
1 什么是原子核式结构模型
原子核式结构模型是指以原子核为中心，以其结构核素为外围组成的一种模型，是现代物理学提出的一种量子力学模型。
根据这种模型，原子核由质子和中子构成，其外围有质子、中子和费米子存在，使原子核具有特殊的结构。
2 原子核式结构模型的特点
1、核子的发明：今年是发现原子核的百年纪念，由爱因斯坦和玻尔在1905年提出核子模型，只有由正质子、负质子和中子组成。
2、结构特性：原子核由核子和核质子共同构成，核子质量极小，要比中子大2000倍以上，构成原子核的核质子的构成数量为其质量的比例，有的原子核还带有中性的费米子。
3、区别：原子核式结构模型与物理学里的分子模型完全不同，分子模型是以分子的中心的分子键为中心的，原子核式结构模型是以原子核的结构核素构成一个完整的模型。
3 原子核式结构模型的应用
原子核模型对物理学、化学、核物理学等多领域有重大影响，它可以解释原子中核子的形成、核素的变异等现象，为大规模原子核研究奠定了坚实的理论基础。
此外，它还可以用来解释原子构型的形成
以及其价态间的相互作用等，广泛应用于原子核反应和量子表现、原子与微粒子的测定等。
卢瑟福原子核式结构模型
卢瑟福原子核式结构模型卢瑟福的原子核式结构模型主要包括以下几个要点：1.原子核：卢瑟福认为原子核是原子的中心，其中含有几个质子和一些中子。
原子核的直径约为10^-14米，相对于整个原子而言非常小，并带有正电荷。
2.电子轨道：卢瑟福认为电子沿着特定的轨道绕着原子核运动。
他提出了类似于行星绕着太阳运动的图像，将电子轨道比作类似椭球形的轨道，不同轨道具有不同的能级。
这些电子轨道是固定的，电子不会从一个轨道跃迁到另一个轨道。
3.质子和中子：卢瑟福提出原子核中含有质子和中子。
质子带有正电荷，中子则是中性的。
质子的数目决定了原子的元素，而中子的数目可以不同，即同一元素的同位素。
4.电子云：卢瑟福的模型仍然保留了以前的“电子云”概念，即电子在不同轨道上运动，创造了一个围绕原子核的电子云。
这个电子云能够解释原子的大小和光谱线的现象。
卢瑟福的原子核式结构模型相比于以前的汤姆逊原子模型更为接近现代的原子结构理论。
他巧妙地利用了散射实验来验证他的模型。
在散射实验中，他用α粒子（即带有正电荷的氦原子核）射向了金箔，并观察到了一些氦原子核与金箔上的原子核发生散射的现象。
通过测量和分析散射角度的变化，卢瑟福发现，大部分的α粒子直接穿过金箔，而只有极少数的α粒子发生偏转或反弹。
这一观察结果无法用汤姆逊的原子模型解释，因为汤姆逊的模型认为正电荷均匀分布在整个原子中。
卢瑟福的原子核式结构模型奠定了现代原子结构理论的基础，为后续的量子力学和核物理学发展打下了重要的基础。
他的模型揭示了原子在微观层面上的真实本质，对于理解原子的性质和物质世界的组成具有重要的意义。
原子的核式结构模型25张PPT
动画：α粒子散射
课堂小结
实验中发现极少数α粒子发生了大角度偏转，甚至反 弹回来，表明这些ɑ粒子在原子中某个地方受到了质量、 电量均比它本身大得多的物体的作用，可见：
1.原子中的正电荷、质量应都集中在一个中心上。 绝大多数α粒子不偏移→原子内部绝大部分是“空” 的。 2.少数α粒子发生较大偏转→原子内部有“核”存在。 3.极少数α粒子被弹回 表明：作用力很大；质量很大；电量集中。
教材习题解答
1、答：反射源:α粒子 金箔：被α粒子轰出的物质。 带有荧光屏的放大镜。整个装置置于真空中α
粒子打在银光屏上有微弱的光，由于放大镜能够 围绕金箔在一个圆周内运动，因此可以通过它观 察到穿过金箔后偏转角度不同的α粒子。
观察到的现象是:绝大多数α粒子穿过金箔后基 本上沿着原来方向前进，少数α粒子发生了大角 度偏转，偏转超过了90度，极少数像是被弹了回 来去。
原子
原 子核
电子
中子
质子
核外电子数
+ = 质量数A
中子数
质子数Z
原子序数 核电核数
高考链接
1、根据卢瑟福的原子核式结构模型，下列说 法正确的是（ D）
A.原子中的正电荷均匀分布在整个原子范围 内
B.原子中的质量均匀分布在整个原子范围内 C.原子中的正电荷和质量都均匀分布在整个原 子范围内 D.原子中的正电荷和几乎全部质量都集中在很 小的区域范围内
本节导航 一、 α粒子散射实验 二、原子核的电荷与尺度
一、α粒子散射实验
原子正负电荷分布的研究 汤姆生的原子模型
被a粒子散射实验否定 卢瑟福提出新的假设（核式结构模型）
数学推理 与实验事实的对照
卢瑟福（Lusefu）， 在他66年的生涯中，他阐 述了放射性衰变的理论， 鉴定出α粒子（氦核24He）、 β粒子（电子流-10e）和γ 射线（光子），发现了原 子核，第一次用人工的方 法将一种元素转变为另一 种元素。直接培养了11名 诺贝尔奖获得者。
原子核式结构模型卢瑟福
原子核式结构模型卢瑟福原子核式结构模型卢瑟福引言原子核式结构模型是科学家卢瑟福在1911年提出的，它为人们理解原子的内部结构提供了重要的线索。
本文将从实验原理、实验过程、实验结果和结论等方面详细介绍卢瑟福的原子核式结构模型。
一、实验原理1.1 原子核和电子在学习卢瑟福原子核式结构模型之前，我们需要先了解什么是原子核和电子。
原子核是由质子和中子组成的，质量大约为电子质量的2000倍，而电子则是带有负电荷的基本粒子。
1.2 α粒子α粒子是一种带有正电荷的粒子，由两个质子和两个中性粒子组成。
它具有高速运动能力，并能穿透物体。
1.3 散射现象散射现象指入射粒子与目标物质发生碰撞后改变方向或速度的现象。
散射角度越大，则入射粒子与目标物质之间相互作用越小。
二、实验过程2.1 实验装置卢瑟福使用了一台放射性源、一块金箔和一个探测器的实验装置。
放射性源发出α粒子，经过金箔后被探测器接收。
2.2 实验步骤卢瑟福将α粒子从放射源中释放出来，让它们穿过金箔，并在探测器上进行检测。
他还记录了散射角度和散射粒子数目等数据。
2.3 实验结果卢瑟福的实验结果表明，大多数α粒子穿过金箔而不受到任何影响。
然而，一小部分α粒子发生了强烈的偏转或反弹。
三、实验结果分析3.1 结果解释卢瑟福根据实验结果推断，原子核在原子中的体积非常小，只占整个原子体积的很小一部分。
这是因为大多数α粒子能够穿透金箔并被探测器接收。
3.2 原子核式结构模型基于他的实验结果，卢瑟福提出了原子核式结构模型。
该模型认为原子由一个带正电荷的核和围绕核运动的带负电荷的电子组成。
原子核的大小非常小，但它却包含了原子中大部分的质量。
四、结论卢瑟福的原子核式结构模型为人们理解原子内部结构提供了重要线索。
它揭示了核和电子之间相互作用的基本规律，对后来的原子理论研究产生了深远影响。
核式结构模型
核式结构模型
核式结构模型是一种可以用来描述复杂系统特性的模型，它的基本原理是将一个复杂的系统实体分解成若干个相互关联的模块，每个模块具有自己的功能，并与其他模块有相互的联系。
这种模型可以帮助我们更容易地理解复杂的系统，研究其结构、性能等特性。
核式结构模型是一种综合性模型，它可以将一个复杂的系统分解成若干个相互关联的模块，每个模块都有自己的功能，并与其他模块有相互的联系。
它的特点是简单、清晰，对系统的整体结构有很好的反映，同时可以有效控制系统的功能和结构，从而提高系统的可靠性和可维护性。
核式结构模型可以用来描述复杂系统的结构、性能、行为和功能，因此，它在复杂系统的研究中有着重要的意义。
它可以帮助我们研究系统的结构，深入了解每个模块的功能；它可以帮助我们分析系统的性能，探索如何提高系统的可靠性和可维护性；它还可以帮助我们研究系统的行为，从而深入了解系统的功能。
总之，核式结构模型是一种很有用的工具，可以用来描述复杂系统特性，它可以帮助我们更好地理解系统，从而提高系统的可靠性和可维护性。
原子核式结构模型
原子核式结构模型原子核式结构模型是一种描述原子内部结构的模型，它将原子的中心部分称为原子核，核外电子以云状分布在原子核周围。
该模型由英国的物理学家Rutherford于1911年提出，他通过一系列的金箔散射实验得出了这一结构模型。
在Rutherford的实验中，他使用了一个金箔和一个细小的放射性源，将放射性源发射出的α粒子射向金箔。
他观察到，射向金箔的大部分α粒子直接穿过金箔而没有发生任何偏转，但也有少数α粒子发生了较大角度的散射。
这个实验结果对于当时普遍认为原子是一个均匀分布的物质，或是由电子与正电荷均匀分布的"杏仁布丁模型"提出了挑战。
根据实验结果，Rutherford提出了原子核式结构模型：1.大部分的α粒子直接穿过金箔而没有发生偏转，说明原子内有一个非常小而且带有正电荷的核心，这个核心所占据的体积与整个原子相比非常小。
2.少数的α粒子发生了较大角度的散射，说明原子核带有正电荷，并且具有较高的密度。
3.原子核中带有正电荷，质量相对较大的粒子，这些粒子被称为质子。
4.原子核中可能还存在中性的、质量相对较大的粒子，这些粒子被称为中子。
这个假设后来得到了实验证实。
5.核外电子以一种云状的分布环绕在原子核周围，构成了原子的外部结构。
然而，原子核式结构模型仍然存在着一些问题和局限性。
例如，它无法解释电子如何在原子核附近运动，以及原子中质子和电子如何保持静止的平衡。
因此，在20世纪初，科学家们开始发展量子力学的理论来更加全面地描述原子内部结构。
总的来说，原子核式结构模型是一个革命性的模型，它的提出对原子结构的认识产生了重大影响。
虽然它的一个重要局限是无法解释质子和电子之间的平衡，但它为后来量子力学的发展奠定了基础，为我们更好地理解原子内部结构提供了关键性的启示。
原子的核式结构模型
原子的核式结构模型一、背景在深入研究原子的内部结构后，科学家们得出了一种关于原子构造的理论，即核式结构模型。
这个模型揭示了原子中心的秘密，为我们打开了理解物质世界的新视角。
二、核式结构模型的提出19世纪末，卢瑟福通过α粒子散射实验，发现原子中心有一个密集的原子核，其体积仅占据原子体积的几千分之一。
同时，他发现原子核周围环绕着电子，这些电子沿着轨道运动，就像行星围绕太阳运动一样。
这一发现，彻底改变了我们对原子的理解。
三、核式结构模型的内容核式结构模型的主要内容是：原子由一个位于中心的原子核和核外电子组成，电子在特定轨道上运动，并受到原子核的吸引。
原子核由质子和中子组成，其质量约占原子质量的99.9%，而电子的质量几乎可以忽略不计。
因此，原子的大部分体积是由原子核占据的。
四、核式结构模型的意义核式结构模型的提出，为我们理解原子的性质和行为提供了基础。
它解释了为什么原子在化学反应中会形成稳定的化合物，为什么元素之间会有不同的化学亲和力等等。
这一模型成为了现代化学的基础，为我们的科技发展提供了重要的理论基础。
五、结论总的来说，原子的核式结构模型是科学史上的一个重大突破，它为我们打开了理解物质世界的新视角。
然而，随着科技的发展，我们还需要更深入的研究和探索，以揭示原子内部的更多秘密。
让我们期待更多的科学发现，以更好地理解这个美丽的物质世界。
原子的核式结构模型一、背景在深入研究原子的内部结构后，科学家们得出了一种关于原子构造的理论，即核式结构模型。
这个模型揭示了原子中心的秘密，为我们打开了理解物质世界的新视角。
二、核式结构模型的提出19世纪末，卢瑟福通过α粒子散射实验，发现原子中心有一个密集的原子核，其体积仅占据原子体积的几千分之一。
同时，他发现原子核周围环绕着电子，这些电子沿着轨道运动，就像行星围绕太阳运动一样。
这一发现，彻底改变了我们对原子的理解。
三、核式结构模型的内容核式结构模型的主要内容是：原子由一个位于中心的原子核和核外电子组成，电子在特定轨道上运动，并受到原子核的吸引。
原子的核式结构模型
描述微观粒子运动的基本方程， 用于求解原子中电子的波函数和
能量。
原子轨道
由量子力学计算得出的电子在原子 中的概率分布区域，决定了元素的 化学性质。
自旋和磁矩
电子自旋和轨道运动产生的磁矩是 原子磁性的来源。
多电子原子中电子排布规律研究进展
泡利原理
确定每个电子状态的独特性，保证电子排布的稳 定性。
原子中心有一个带正电的原子核，电子绕核旋转。该模型预测了α粒子散射实 验的结果，即大多数α粒子穿过原子时不受影响，少数α粒子受到大角度偏转， 极少数α粒子被反弹回来。
实验结果与预测一致
α粒子散射实验结果与卢瑟福的核式结构模型预测相符，从而验证了该模型的正 确性。同时，其他相关实验结果也支持了核式结构模型的理论预测。
局限性
玻尔理论虽然成功地解释了氢原子光谱和类氢离子光谱，但对于复杂原子（多电 子原子）的光谱现象却无法解释。此外，玻尔理论也无法解释原子的化学性质和 化学键的形成。
03
原子核式结构模型具体内容
原子核组成与性质
原子核位于原子的中心，由质子和中 子组成。
原子核的半径约为原子半径的万分之 一，但质量却占原子总质量的99.9% 以上。
04
电子云密度越大，表明 电子在该区域出现的概 率越高。
能量层级
原子中的电子按照能量高低分 布在不同的能级上，每个能级 对应一定的电子云形状和取向
。
当电子从一个能级跃迁到另一 个能级时，会吸收或释放能量 ，表现为光的吸收或发射。
电子跃迁遵循一定的选择定则 ，如偶极跃迁选择定则、自旋
原子核的发现
卢瑟福根据α粒子散射实验现象提出了原子核式结构模型。在 原子的中心有一个很小的核，叫原子核，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 间里绕着核旋转。
原子的核式结构模型(24张ppt)
汤姆生的原子模型
十九世纪末，汤姆生发现了电子，并知道电 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．那么这两种物质是怎样构成原子 的呢？
了汤 枣姆 糕生 模提 型出
汤姆生
汤姆生的原子模型
在汤姆生的原子 模型中，原子是一个 球体；正电核均匀分 布在整个球内，而电 子都象枣核那样镶嵌 在原子里面．
质子
中子 质子数
核子
电荷数
四.原子核的电荷与尺度
原子核的电荷和大小 根据卢瑟福的原子核式模型和α粒子散射 的实验数据，可以推算出各种元素原子核 的电荷数，还可以估计出原子核的大小。 （1）原子的半径约为10-10m、原子核半径 约是10-15m，原子核的体积只占原子的体积 的万亿分之一。 （2）原子核所带正电荷数与核外电子数以 及该元素在周期表内的原子序数相等。 （3）电子绕核旋转所需向心力就是核对它 的库仑力。
2.2 原子的核式结构模型
1897年，汤姆孙对阴极 射线研究，发现了电子， 说明原子是可再分，原 子是中性，可推断出原 子中还有带正电的物 质．那么这两种物质是 怎样构成原子的呢？
汤姆孙
19世纪末到20世纪的三十年代，对于电子、光 谱的深入研究以及放射性现象、中子、质子的 发现，引起物理观念的重大变革，创立了新的 理论，导致人们对原子和原子核认识的升华．
第一条现象说明，原子中绝大部分是空的 第二、三现象可看出，α 粒子受到较大的库仑力作用 第四条现象可看出，α粒子在原子中碰到了比他质量大的多 的东西
粒子散射实验
对α 粒子的运动方向不会发生明显影响；由于正 电荷均匀分布，α 粒子所受库仑力也很小，故α 粒子偏转角度不会很大．
原子的核式结构
原子的核式结构模型 课件
二、α粒子散射实验
卢
瑟
福
著名的 粒子散射实验装置
真空 放射源
ห้องสมุดไป่ตู้金箔
可转动的带 有荧光屏的 放大镜
二、α粒子散射实验
著名的 粒子散射实验装置
真空 放射源
金箔
可转动的带 有荧光屏的 放大镜
作用：
统计散射到各个方向的α粒子所占的比例， 可以推知原子中正负电荷的分布情况
二、α粒子散射实验
思考和讨论：
根据汤姆孙原子模型，α 粒 子可能的前进方向？
根据卢瑟福的原子结构模型，原子内 部是十分“空旷”的，举一个简单的例子：
10-10m 原子
体育场
原子核 10-15m
卢瑟福本人是一位伟大的物理学家，这是无需置疑的。但他同时 更是一位伟大的物理导师。
尼尔斯·玻尔：1922年诺贝尔物理奖得主，量子论的奠基人和象 征。在曼彻斯特跟随过卢瑟福。
保罗·狄拉克：量子论的创始人之一，1933年诺贝尔物理奖得主。 狄拉克获奖的时候才31岁，他对卢瑟福说他不想领这个奖，因为 他讨厌在公众中的名声。卢瑟福劝道，如果不领奖的话，那么这 个名声可就更响了。
汤姆生的原子模型
枣糕模型
汤姆生的原子模型： 原子是一个球体；正 电荷弥漫性地均匀分 布在整个球内，而电 子都象枣子那样镶嵌 在原子里面．
正电荷
这个模型不
久就被实验事
电子
实否定了
一、勒纳德电子束实验：
使电子束射到金属膜上
现象： 较高速度的电子束很容易穿透原子
推断： 原子不是一个实心球体
矛盾： 与汤姆孙的原子模型（实心）不符
原子中带正电部分的体积很小，但几 乎占有全部的质量——原子核，电子 在原子核的外面运动。
原子的核式结构模型
原子的核式结构模型原子的核式结构模型是近代物理学重要的一部分。
这一模型的提出，不仅为我们理解原子的性质、构建了从微观层面认识物质结构的框架，而且为今天的量子力学、核物理、原子物理等领域的研究提供了坚实的理论基础。
接下来，我将详细介绍原子的核式结构模型。
20世纪初，英国物理学家汤姆孙（J.J. Thomson）提出了“西瓜布条糖果模型”，即“西瓜代表原子，软而大的苦瓜肉部分代表了电子，硬脆的绿色外壳由正电荷均匀分布。
” 这一模型的主要观点是：原子是一个均匀带正电荷的球体，电子均匀地分布在其中。
然而，后来的实验证明了这一模型有其局限性。
1909年，英国物理学家拉瑟福（Ernest Rutherford）进行了著名的“金箔散射实验”。
他将α粒子射向一个百万分之一毫米厚度的金箔，观察α粒子的散射情况。
根据经典电动力学理论，根本不能解释实验观测结果。
实验结果显示，大部分α粒子直接穿透金箔，并且只有极少数α粒子发生散射。
这一现象令人困惑，而拉瑟福进一步研究发现，如果假设原子有一个类似太阳系的结构，即中心有一个被电子包围的带正电荷的核，那么这一结果就可以得到自然解释。
据此，拉瑟福提出了著名的“核式结构模型”。
这一模型认为，原子主要由正电荷均匀分布的核和绕核运动的电子组成。
原子核占据原子的中心部位，质量非常集中，电子则围绕核运动。
通过核与电子之间的电磁相互作用，电子能保持在核的附近稳定运动。
从而解释了金箔散射实验中观察到的结果。
基于核式结构模型，我们可以进一步解释原子的一些性质。
例如，原子的大小主要由核的大小决定，因为电子的质量远小于核的质量。
但是，由于电子的运动轨道是不确定的，所以无法详细确定一个原子的大小。
此外，核式结构模型还解释了原子光谱的现象。
当原子受到能量激发后，电子会从较低能量轨道跃迁到较高能量轨道上，或者从较高能量轨道跃迁到较低能量轨道上。
当电子跃迁时，会吸收或发射特定能量的光子，形成特定波长的光谱线。
原子的核式结构模型
原子的核式结构模型核式结构模型最早由英国物理学家卢瑟福在1911年提出。
他的实验是在散射实验的基础上进行的，通过让高能α粒子正入射到金箔上观察散射的粒子轨迹，研究原子的内部结构。
核式结构模型的基本假设是原子由一个带正电荷的中心核和围绕核运动的电子组成。
核中包含质子和中子，质子带正电荷，中子不带电荷。
电子带负电荷，具有质量，绕核轨道运动。
根据核式结构模型，核中的质子和中子集中在原子的中心，形成原子核，质子和中子的数量决定了元素的原子序数和质量数。
围绕核的是电子云，电子云具有质量很小的特点，且电子数与质子数相等，以达到整个原子中的总正电荷等于总负电荷的平衡。
核式结构模型的主要特点有以下几点：1.原子核是原子的中心，质子和中子集中在这个中心，形成一个紧密结合的核。
质子带正电荷，中子不带电荷，所以核带正电荷。
原子核是非常小而密集的，但也是非常重要的，因为其中的质子和中子决定了元素的化学性质和质量数。
2.电子围绕着原子核，形成电子云。
电子云由负电荷的电子组成，它们被正电荷的核吸引，使得整个原子中的正电荷和负电荷保持平衡。
电子云的位置和运动状态是不确定的，只有在特定距离和特定能级上才能稳定地存在。
3.不同元素的原子核中质子和中子的数量不同，决定了元素的原子序数和质量数。
原子序数是指元素中的质子数，决定了其在元素周期表中的位置。
质量数是指一种元素中质子和中子的总数，决定了元素的相对原子质量。
核式结构模型的提出对后来的原子结构研究和理解有着重要的意义。
虽然核式结构模型无法解释电子云的具体结构和能级分布，也无法解释更微观的原子核内部结构和核反应的发生机制，但它奠定了原子结构领域的基础，并为后来量子力学的发展提供了重要的思路和依据。
总结起来，核式结构模型是描述原子内部结构的模型，认为原子由带正电荷的中心核和围绕核运动的电子组成。
质子和中子集中在核中，电子围绕着核形成电子云。
核式结构模型的提出为后来对原子结构的研究奠定了基础，也为量子力学的发展提供了启示。
原子的核式结构模型
b
总功等于零
D ．加速度先变小，后变大
a
课后作业Biblioteka 1．完成教科书本节课后的问题与练习1-5题。 2．卢瑟福的核式结构模型正确地指出了原子核 的存在，很好地解释了a粒子散射实验。请同学们查 阅资料思考一下，为什么用经典物理学无法解释原子 的稳定性。
＝2.7×10－14 m。
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 （ C ）
A ．动能先增大，后减小
c
B ．电势能先减小，后增大
C ．电场力先做负功，后做正功，
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
原因分析
结论
（1）绝大多数α粒子穿过金箔 后基本上沿原来的方向前进
绝大多数α粒子穿过金箔时没 有受到很大的力的作用。
原子内存在空大 的空的区域
（2）少数α粒子（约占 八千分之一） 发生了大 角度偏转
电子
卢瑟福
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。
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
原子核式结构模型
玻尔模型的实验验证
氢原子光谱
塞曼效应和斯塔克效应
玻尔模型成功解释了氢原子光谱的线 系和频率，与实验数据相符。
这些实验现象表明原子在强磁场或电 场中的行为符合玻尔模型的预测。
弗兰克-赫兹实验
该实验证实了原子内部存在分立的能 级，电子在原子中的运动是量子化的 ，从而验证了玻尔模型的正确性。
04
葡萄干布丁原子结构模 型
引入量子化概念后提出的模型，解释了氢 原子光谱的不连续性。
原子结构模型的意义
揭示了原子的内部结构和组成 元素之间的相互作用，为化学 和物理学的发展奠定了基础。
解释了元素的化学性质和它们 在化学反应中的行为，为化学 学科的发展提供了理论支持。
为研究更复杂的分子结构和化 学反应机理提供了重要的工具 和方法。
电子在原子内的分布 是随机的，没有固定 的轨道。
电子镶嵌在原子中， 像葡萄干一样分布在 布丁状的原子内。
葡萄干布丁原子结构模型的实验验证
汤姆孙的学生卢瑟福（E.Rutherford）进行了著名的α粒子散射实验，该 实验的结果与葡萄干布丁模型相矛盾。
卢瑟福发现，大部分α粒子穿过金箔后方向没有发生明显改变，但有极少 数α粒子发生了大角度偏转甚至被反弹回来。这表明原子内部存在一个带 正电荷的、体积很小、质量相对很大的中心，即原子核。
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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 电子在核外空间里绕着核旋转。
卢瑟福原子模型的实验验证
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α粒子散射实验
卢瑟福用α粒子轰击金箔，发现绝大多数α粒子穿过金箔后 仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了较大的偏转 ，并有极少数α粒子的偏转超过90°，有的甚至几乎达到 180°而被反弹回来。
卢瑟福原子核式结构模型内容
卢瑟福原子核式结构模型内容
卢瑟福原子核式结构模型是一种解释原子核内部结构的模型。
它是由英国物理学家欧内斯特·卢瑟福在1911年提出的。
该模型基于他在同年所提出的卢瑟福散射实验。
该实验探究了阿尔法粒子与金属箔的相互作用，并发现了原子核的存在。
卢瑟福原子核式结构模型认为原子核由正电荷集中在中心的原子核和围绕原子核的电子壳层组成。
这个模型非常类似于太阳和行星的结构，太阳是中心的正电荷，行星则绕着太阳运动。
卢瑟福原子核式结构模型还提出了原子核的核电荷是由质子组成的，而中子则与质子一起构成了原子核的质量。
这个模型还解释了为什么原子核有稳定和不稳定的同位素。
稳定同位素的核电荷与中子数目之间有一个相对稳定的比例关系。
尽管现代物理学已经发现了许多复杂的原子核结构模型，但卢瑟福原子核式结构模型仍然是我们理解原子核内部结构基础的一个重要模型。
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提示:(1)α粒子受到了很大的库仑力作用,并且这种库仑 力对α粒子又不平衡,从而导致α粒子发生大角度散射。 (2)原子中间有一个很小的核,电子在核外运动。
【归纳总结】 1.实验背景:α粒子散射实验是卢瑟福指导他的学生做 的一个著名的物理实验,实验的目的是想验证汤姆孙原 子模型的正确性,实验结果却成了否定汤姆孙原子模型 的有力证据。在此基础上,卢瑟福提出了原子核式结构 模型。
【典题通关】 考查角度1 α粒子散射实验现象 【典例1】如图所示为卢瑟福α粒子散射实验装置的示 意图,图中的显微镜可在圆周轨道上转动,通过显微镜 前相连的荧光屏可观察α粒子在各个角度的散射情况。 下列说法中正确的是 世纪金榜导学号 19892050( )
A.在图中的A、B两位置分别进行观察,相同时间内观察 到屏上的闪光次数一样多 B.在图中的B位置进行观察,屏上观察不到任何闪光 C.卢瑟福选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶,观察 到的实验结果基本相似 D.α粒子发生散射的主要原因是α粒子撞击到金箔原 子后产生的反弹
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,总功等于零 D.加速度先变小,后变大
【解析】选C。α粒子从a到b电场力做负功,速度减小, 动能减小,电势能增大。从b到c电场力做正功,α粒子 的速度增大,动能增大,电势能减小,加速度应先变大, 后变小。正确选项应为C。
(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,发生大角度偏转,而这种机会很少,所以 有少数粒子发生了大角度偏转。
(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,所以极少数粒子的偏 转角度甚至大于90°。
【易错提醒】 (1)α粒子与原子核之间的万有引力远小于二者之间的 库仑斥力,因而可以忽略不计。 (2)在处理α粒子等微观粒子时一般不计重力。
2 原子的核式结构模型
一、汤姆孙的原子模型 1.汤姆孙原子模型: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__其中,有人形象地把汤姆孙 模型称为“西瓜模型”或“_枣__糕__模型”。
2.α粒子散射实验: (1)实验装置。
4.×。原子的质量几乎全部集中在原子核上,核外还有 电子。 5.×。原子核的电荷数等于核中的质子数。 6.√。原子半径数量级是10-10 m,原子核半径数量级是 10-15m。
知识点一 α粒子散射实验探究分析 探究导入: 如图所示为α粒子散射的实验装置。
(1)实验过程中,α粒子为什么会发生大角度散射? (2)从α粒子的大角度散射情况,可以推知原子是什么 样的结构?
【规律方法】α粒子散射实验中常用的规律
(1)库仑定律F=
k
q1q 2 r2
:用来分析α粒子和原子核间的相
互作用力。
(2)牛顿第二定律:该实验中α粒子只受库仑力,可根据
库仑力的变化分析加速度的变化。
(3)功能关系:根据库仑力做功可分析电势能的变化,也 可分析动能的变化。 (4)原子核带正电,其周围的电场相当于正点电荷的电 场,注意应用其电场线和等势面的特点。
【解析】选C。α粒子散射实验现象:绝大多数α粒子 沿原方向前进,少数α粒子有大角度散射,所以A处观察 到的粒子数多,B处观察到的粒子数少,选项A、B错 误;α粒子发生散射的主要原因是受到原子核库仑斥力 的作用,选项D错误,C正确。
考查角度2 α粒子散射实验中α粒子的受力和能量 转化问题 【典例2】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 ( ) 世纪金榜导学号19892051
【典题通关】 【典例】(多选)关于原子核式结构理论说法正确的 是( ) 世纪金榜导学号19892052
A.是通过发现电子现象得出来的 B.原子的中心有个核,叫作原子核 C.原子的正电荷均匀分布在整个原子中 D.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旋转
【解析】选B、D。原子的核式结构模型是在α粒子的 散射实验结果的基础上提出的,A错误。原子中绝大部 分是空的,带正电的部分集中在原子中心一个很小的范 围,称为原子核,B正确,C错误。原子核集中了原子全部 正电荷和几乎全部质量,带负电的电子在核外旋转,D正 确。
2.否定汤姆孙的原子结构模型: (1)质量远小于原子的电子,对α粒子的运动影响完全 可以忽略,不应该发生大角度偏转。
(2)α粒子在穿过原子时,受到各方向正电荷的斥力基 本上会相互平衡,对α粒子运动方向的影响不会很大, 也不应该发生大角度偏转。 (3)α粒子的大角度偏转,否定汤姆孙的原子结构模型。
【过关训练】 1.X表示金原子核,α粒子射向金核被散射,若它们入射 时的动能相同,其偏转轨道可能是图中的 ( )
【解析】选D。α粒子离金核越远其所受斥力越小,轨 道弯曲程度就越小,故选项D正确。
2.(多选)卢瑟福对α粒子散射实验的解释是( ) A.使α粒子产生偏转的主要原因是原子中电子对α粒 子的作用力 B.使α粒子产生偏转的力是库仑力 C.原子核很小,α粒子接近它的机会很小,所以绝大多 数的α粒子仍沿原来的方向前进 D.能产生大角度偏转的α粒子是穿过原子时离原子核 近的α粒子
【解析】选B。α粒子与金原子核带同种电荷,两者相 互排斥,故A、C错误,B正确;α粒子在靠近金原子核时 斥力做负功,速度减小,远离时做正功,速度增大,故D错 误。
知识点二 原子的核式结构模型与原子核的组成 探究导入: 如图所示为原子核式结构模型的α粒子散射图景。
(1)为什么绝大多数的α粒子穿过金箔后,基本上仍沿 原来运动方向前进? (2)为什么少数的α粒子穿过金箔后,发生了大角度的 偏转?
2.(多选)(2018·汕头高二检测)关于原子的核式结构 模型,下列说法正确的是 ( ) A.原子中绝大部分是“空”的,原子核很小 B.电子在核外绕核旋转的向心力是原子核对它的库仑 力 C.原子的全部电荷和质量都集中在原子核里 D.原子核的直径的数量级是10-10 m
【解析】选A、B。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,而原子核又很小,所以原子内绝 大部分区域是“空”的,A正确,C错误;电子绕原子核做 圆周运动时,原子核与电子间的库仑引力提供向心力,B 正确;原子核直径的数量级是10-15 m,原子直径的数量 级是10-10 m,D错误。
【解析】选B、C、D。原子核带正电,与α粒子之间存 在库仑力,当α粒子靠近原子核时受库仑力而偏转,电 子对它的影响可忽略,故A错误,B正确;由于原子核非常 小,绝大多数粒子经过时离核较远,因而运动方向几乎 不变,只有离核很近的α粒子受到的库仑力较大,方向 改变较多,故C、D正确。
【补偿训练】 1.如图所示是α粒子被重核散射时的运动轨迹, 其中不可能存在的轨迹是 ( ) A.a B.b C.c D.d
二、卢瑟福的核式结构模型
1.核式结构模型:1911年由卢瑟福提出,原子中带正电 的部分体积很小,但几乎占有全部_质__量__,电子在正电体 的外面_运__动__。
2.原子核的电荷与尺度:
质子 中子 A
10-15m
10-10m
原子序数
【思考辨析】 1.α粒子就是氦原子。 ( ) 2.α粒子带有一个单位的正电荷,质量为氢原子质量 的2倍。 ( ) 3.α粒子散射实验证实了汤姆孙的枣糕式原子模 型。 ( )
4.原子的质量全部集中在原子核上,原子中所有正电荷 都集中在原子核内。 ( ) 5.原子核的电荷数等于核中的中子数。 ( ) 6.原子半径数量级是10-10 m。 ( )
提示:1.×。α粒子是氦原子的原子核。 2.×。α粒子带有两个单位的正电荷,质量为氢原子质量 的4倍。 3.×。α粒子散射实验中个别粒子的大角度散射,推翻了 汤姆孙的枣糕式原子模型。
粒子源
金箔荧光屏ຫໍສະໝຸດ 放大镜(2)实验现象。 ①_绝__大__多__数__的α粒子穿过金箔后,基本上仍沿_原__来__ 的方向前进; ②_少__数__α粒子发生了_大__角__度__偏转;偏转的角度甚至 _大__于__9_0_°__,它们几乎被“_撞__了__回__来__”。 (3)实验意义:卢瑟福通过α粒子散射实验,否定了 汤姆孙的原子模型,建立了_核__式__结__构__模型。
【解析】选C。根据α粒子散射实验现象的解释,离核 越近偏转越明显,C轨迹离核较远,应该偏转很少,故正 确答案为C项。
2.当α粒子穿过金箔发生大角度偏转的过程中,下列说 法正确的是 ( ) A.α粒子先受到原子核的斥力作用,后受原子核的引力 作用 B.α粒子一直受到原子核的斥力作用 C.α粒子先受到原子核的引力作用,后受到原子核的斥 力作用 D.α粒子一直受到库仑斥力,速度一直减小
(3)少数α粒子发生了大角度偏转,甚至反弹回来,表明 这些α粒子在原子中的某个地方受到了质量、电荷量 均比它本身大得多的物体的作用。 (4)绝大多数α粒子在穿过金原子层时运动方向没有明 显变化,说明原子中绝大多数部分是空的。原子的质量 电荷量都集中在体积很小的核上。
2.原子的核式结构与原子的枣糕模型的对比:
核式结构
枣糕模型
原子内部是非常空旷的,正 原子是充满了正电荷的 电荷集中在一个很小的核里 球体
电子绕核高速旋转
电子均匀嵌在原子球体 内
3.原子内的电荷关系:原子核的电荷数与核外的电子数 相等,非常接近原子序数。 4.原子核的组成:原子核由质子和中子组成,原子核的 电荷数等于原子核的质子数。 5.原子核的大小:原子的半径数量级为10-10 m,原子核 半径的数量级为10-15 m,原子核的半径只相当于原子半 径的十万分之一,体积只相当于原子体积的10-15。
提示:(1)因为原子核很小,所以绝大多数α粒子穿过原子 时,离核较远,受到原子核的斥力很小,基本上仍沿原来 运动方向前进。 (2)少数α粒子十分接近原子核穿过时,才受到很大的库 仑力作用,发生大角度偏转。