原子核式结构模型
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。
原子的核式结构模型
原子的核式结构模型20世纪20年代，科学家们开始采取一种叫做原子核式结构模型的概念，以研究原子的形态与特性。
自此以后，原子的核式结构模型的发展与改进一直是原子理论的中心所在。
原子核式结构模型源于二十世纪初丹麦物理学家斯提威尔预言的原子模型，以及由罗伯茨橹和法国物理学家卢克提出的确定原子结构的结构模型。
该模型假设原子是一个由原子核中心外围由电子组成的球形均匀结构。
原子核模型表明，电子存在于原子核周围以布朗电子球结构排列，形成了一个空间结构，这种空间结构是原子构型的基本动力。
因此，原子的结构在不同的元素中可以有不同的形态。
原子核模型同时提出了电子层次结构的概念，表明电子在原子核周围也按照层次结构排列。
在每一层次中，电子能限的数量也不同。
例如，一些元素有七个电子层次，而另一些元素可能只有三层电子层次。
同样，在不同的电子层次中，电子具有不同的能量。
随着进一步发展，原子核式结构模型也发展出一系列新的理论，包括量子电子理论、费米能级理论、空间结构理论、电子能级理论、电子轨道理论等。
量子电子理论可以解释原子的可见光谱线，费米能级理论可以解释原子核内电子的序列，而空间结构理论可以描述原子核内电子的周期性结构，电子能级理论可以解释复杂的元素结构，而电子轨道理论则可以解释电子结构中不同能级之间的转变。
原子核式结构模型改变了人们对原子结构的认知，也改变了物质特性的认识，特别是特定元素的化学性质等的理解。
它的发展也为物理学、化学等其他学科的发展作出了重大贡献，也极大地拓展了物理世界的认知范围。
总的来说，原子核式结构模型为研究原子的结构和性质奠定了基础，在今天仍然是原子理论研究的基础。
随着科学技术的发展，原子核式结构模型也发生了很大的变化，以更好地满足研究的需要。
因此，原子核式结构模型仍然是科学研究原子结构和性质的重要参考模型。
原子的核式结构模型定稿
电荷数 Z =质子数=原子序数
质量数 A =核子数
=质子数+中子数
1 1
H
X 元素符号表示： A Z
同位素：
质子数相同而中子数不同的原
2 1
H
子，叫同位素。其原子的核外电
子都相同，因而化学性质相同，
但物理性质不同。
3 1
H
课堂小结:
粒子散射实验现象及卢瑟福提出原子的核式结构模型:
原子的核式结构
十八章 原子结构
新课标高中物理选修3－5
原子复杂结构的发现过程
原子 (中性) 电子(一) 正电荷? 设想?
汤姆生 质是由不可分割的 微粒（叫原子）组 成。
2、100多年前
化学反应中原子的种类和数目 不变，化学上倍比定律的发现 等证实了物质的原子性结构， 认为原子是不可再分的、物质 是由原子组成的。
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
在原子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绕着核旋转． 原子的核式结构的提出
三. 原子的核式结构的提出
α粒子穿过原子时，电子对α粒子运动的影响很小， 影响α粒子运动的主要是带正电的原子核。 而绝大多数的α粒子穿过原子时离核较远，受到的 库仑斥力很小，运动方向几乎没有改变，只有极少 数α粒子可能与核十分接近，受到较大的库仑斥力， 才会发生大角度的偏转 。
杰出贡献:1897年发现电子(荣获1906年诺贝尔物理奖)
汤姆生
一、汤姆孙的原子模型
汤姆孙认为：原子是一个球体；正电荷均匀 分布在整个球内，而电子都象布丁中的葡萄干 那样镶嵌在内。
“枣糕模型”
正电荷
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。
原子核式结构模型
原子核式结构模型原子核是原子的核心部分，由质子和中子组成。
原子核的结构可以使用原子核式结构模型来描述。
该模型最早由曼谷教授鲁特福德于1911年提出，通过实验验证得到了广泛认可。
本文将详细介绍原子核式结构模型及其主要特点。
原子核式结构模型的核心概念是原子核的存在和构成方式。
根据实验结果，鲁特福德提出了原子核中心存在着正电荷和质量集中的核，质子和中子是核的基本组成部分。
质子带有正电荷，中子没有电荷，两者的质量几乎相等。
原子核的直径约为10^-15米，而整个原子的直径约为10^-10米，原子核占据原子体积只有极小的比例。
在原子核式结构模型中，原子核由质子和中子组成。
质子和中子存在于核的特定位置，形成一个紧密排列的结构。
质子和中子通过强相互作用力紧紧地束缚在一起，使得原子核保持了相对稳定的结构。
质子和中子的数量决定了原子核的质量数，在同位素中，质子数相同而质量数不同的原子核被称为同位素。
原子核的正电荷主要来自于质子，而质子数量决定了原子核的电荷数。
原子核的电荷数和质量数不同构成了不同元素的原子核，以及同位素的不同核。
原子的核电荷数决定了原子的化学性质，是元素之间发生化学反应的重要因素。
由于原子核的直径极小，通过实验观察原子核结构是非常困难的。
鲁特福德利用了阿尔法粒子散射实验，发现阿尔法粒子在经过薄金属膜时会被散射。
根据散射角的测量结果，鲁特福德得出了原子核式结构模型。
通过计算散射粒子的运动和能量，他得出了原子核的直径和正电荷的分布情况。
原子核式结构模型的主要特点是原子核中心存在着具有正电荷和质量集中的核，质子和中子是原子核的基本组成部分。
原子核质量数通过质子和中子的数量决定，而电荷数通过质子的数量决定。
原子核的直径约为10^-15米，是原子体积的一小部分。
原子核通过强相互作用力将质子和中子紧密地束缚在一起，保持着相对稳定的结构。
总结起来，原子核式结构模型是对原子核的结构和构成方式的描述。
它通过实验证据得到了广泛认可，成为了解释原子核性质和行为的重要模型。
原子核式结构模型
12
一、对物质构成和微观构造旳认识过程
4、1923年，卢瑟福 粒子散射试验
试验成果分析： （1）绝大多数α粒子穿过金箔后,与原来 旳运动方向偏离不多（平均2º-3º）。 （2）少数α粒子发生了大角度旳偏转。 （3）极少数α粒子产生超出90º旳大角 度偏转，个别α粒子甚至被弹回。 讨论2：α粒子大角度偏转是不是撞到了
例2：试估算氢原子核旳密度（氢原子核半径为R＝1.210－15m）。
例3：请根据卢瑟福旳原子核式构造思索 粒子在穿过原子核时旳轨
迹有何特点，并画出其轨迹示意图。
四、作业
练习册：P22-P23
4、1923年，卢瑟福 粒子散射试验
试验成果分析： （1）绝大多数α粒子穿过金箔后,与原来 旳运动方向偏离不多（平均2º-3º）。 （2）少数α粒子发生了大角度旳偏转。 （3）极少数α粒子产生超出90º旳大角 度偏转，个别α粒子甚至被弹回。
讨论1：按照汤姆逊旳葡萄干蛋糕原子模 型，会不会出现试验成果（2）和（3）？
培养12位诺奖得主旳“核子科学之父”
1923年，卢瑟福取得该年度旳诺贝尔化学奖 1923年，卢瑟福旳助手索迪获诺贝尔化学奖； 1923年，卢瑟福旳学生阿斯顿获诺贝尔化学奖； 1923年，卢瑟福旳学生玻尔获诺贝尔物理奖； 1927年，卢瑟福旳助手威尔逊获诺贝尔物理奖； 1935年，卢瑟福旳学生查德威克获诺贝尔物理奖 1948年，卢瑟福旳助手布莱克特获诺贝尔物理奖 1951年，卢瑟福旳学生科克拉夫特和瓦耳顿，共同取 得诺贝尔物理奖； 1978年，卢瑟福旳学生卡皮茨获诺贝尔物理奖。
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一、对物质构成和微观构造旳认识过程
4、1923年，卢瑟福 粒子散射试验
1923年，卢瑟福旳原子核式构造模型（假说）： （1）原子旳中心有一种很小旳核，叫做原子核 （2）原子旳全部正电荷和几乎全部质量都集中
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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结果分析：
① 电子能否使α粒子大角度偏转？ ② 1微米厚的金箔内含3000层原子层，
绝大多数α粒子穿过金箔仍沿原方 向前进说明什么？ ③ 少数α粒子的大角度偏转甚至反弹 是怎么造成的？
请根据结果的分析动动你们手中 的笔，展开你们的想象力试着画 出你所认为的原子结构模型！
（请不要吝啬你的草纸）
原子的核式结构的提出
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空间绕着核运动．
二. 原子的核式结构的提出 2. 对α粒子散射实验现象解释
α粒子穿过原子时， 电子对α粒子运动的影 响很小，影响α粒子运 动的主要是带正电的 原子核。
而绝大多数的α粒子穿 过原子时离核较远， 受到的库仑斥力很小， 运动方向几乎没有改 变，只有极少数α粒子 可能与核十分接近， 受到较大的库仑斥力， 才会发生大角度的偏 转。
1927年，卢瑟福的助手威尔逊获诺贝尔 物理奖；
1935年，卢瑟福的学生查德威克获诺贝 尔物理奖；
1948年，卢瑟福的助手布莱克特获诺贝 尔物理奖；
1951年，卢瑟福的学生科克拉夫特和瓦 耳顿，共同 获得诺贝尔物理奖；
1978年，卢瑟福的学生卡皮茨获诺贝尔 物理奖。
原子的核式结构
课堂小结:
粒子散射实验现象及卢瑟福提出原子的核式结构模型:
统计类型 穿透金箔后粒子的行为 核式结构模型
绝大多数 少数 极少数
基本上仍沿原来方向前 进 发生了较大的偏转
偏转角超过90°
1. 在原子的中心 有一个很小的 核，叫做原子 核．
2. 原子的全部正 电荷和几乎全 部质量都集中 在原子核里．
科学家不是依赖于个人的思想，而 是综合了几千人的智慧，所有人都 想一个问题，并且每个人都做它的 部分工作，添加到正在建立起来的
伟大知识大厦之中。
-----卢瑟福
历史回顾
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，几乎占有 原子的全部质量。
me=9.109×10-31Kg e=1.602×10-19C
原子核的电荷与尺度
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10-10米、原子核半径约是 10-15米，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。
4、用粒子或射线轰击原子核来
引起核反应实现人工核反应，成为 人们研究原子核和应用核技术的重 要手段。
桃李满天下
在卢瑟福的悉心培养下，他的学生和助手 有多人获得了诺贝尔奖金：
1921年，卢瑟福的助手索迪获诺贝尔化 学奖；
1922年，卢瑟福的学生阿斯顿获诺贝尔 化学奖；
1922年，卢瑟福的学生玻尔获诺贝尔物 理奖；
从经典物理学的角度看，汤姆孙的模型是很成功的。 解释原子是电中性的，电子在原子里是怎样分布的，解释 原子为什么会发光，能估计出原子的大小约为一亿分之一 厘米。
以汤姆孙为首的英国剑桥学派，在原子物理学上 所取得的这些惊人成就，使欧洲大陆上的物理学 家都拜倒在他们的脚下。他的学生卢瑟福也接受 了汤姆孙的原子模型，1909年卢瑟福建议其学生 兼助手盖革和罗斯顿用α粒子轰击金箔去验证汤姆 孙原子模型。
原子的核式结构
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：
原子（半径 10-10m） Nhomakorabea体育场
米
米
原子核(半径10-15m）
•卢瑟福原子的核式结构模型的建立过程
•
• •
卢
汤 姆 生 发 现 电 子
汤 姆
•α粒子散射实验
生
原
子
模
型
瑟 福 原 子 核 式 模 型
•枣糕式
•行星式
科学成就
1、他关于放射性的研究确立了放 射性是发自原子内部的变化。为开 辟原子物理学做了开创性的工作。
2、1909年起，卢瑟福根据α粒子
散射试验现象提出原子核式结构模 型。把原子结构的研究引上了正确 的轨道，被誉为原子物理学之父。
3、1919年，卢瑟福做了用α粒 子轰击氮核的实验，从而发现了质 子。
J.J.汤姆孙，1857-1940，英国物 理学家，电子的发现者。
因通过气体电传导性的研究，测 出电子的电荷与质量的比值， 1906年获诺贝尔物理学奖。
思考：那么，这两 种物质是怎样构成 原子的呢？
汤姆孙的原子模型：
原子是一个球体，正电荷均匀分布在 整个球体内，电子镶嵌其中。
汤姆孙的原子模型
枣糕模型
哪些方向前进？
粒子散射实验
1、绝大多数α 粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进． 2、少数α 粒子发生了较大的偏转． 3、极少数α粒子的偏转超过90°． 4、有的甚至几乎达到180 °． 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
让我们来认识一下卢瑟福吧！
欧内斯特·卢瑟福 1871年8月30日生于新西 兰纳尔逊的一个手工业工 人家庭。并在新西兰长大。 他进入新西兰的坎特伯雷 学院学习。 23岁时获得了三个学位 （文学学士、文学硕士、 理学学士）。
1895年在新西兰大学毕业后，获得英国剑 桥大学的奖学金进入卡文迪许实验室，成 为汤姆孙的研究生。提出原子结构的核式 模型，为原子结构的研究做出很大的贡献。 1898年，在汤姆孙的推荐下，担任加拿大 麦吉尔大学的物理教授。 1907年返回英国出任曼彻斯特大学的物理 系主任。 1919年接替退休的汤姆孙，担任卡文迪许 实验室主任。 1925年当选为英国皇家学会主席。1931 年受封为纳尔逊男爵。 1937年10月19日因病在剑桥逝世，与牛 顿和法拉第并排安葬，享年66岁。
同学们请思考下列问题(阅读教材51页)
1.α粒子射入金箔时难免会与电子碰撞， 试估计这种碰撞对α粒子速度影响的大小？ （α粒子的质量约是电子质量的7300倍）
2.按照汤姆孙的原子模型，正电荷均匀 的分布在整个原子球体内，请分析： α 粒子穿过金箔受到电荷的作用后，沿哪 些方向前进的可能性较大，最不可能沿