從葡萄干面包原子模型到原子結(jié)構(gòu)的行星模型

氦氣He→原子→分子→物質(zhì)原子→物質(zhì)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)？H2O→水H、O→第一章打開原子世界的大門1.1從葡萄干面包原子模型到原子結(jié)構(gòu)的行星模型

人們對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識經(jīng)歷了哪幾個歷史階段？

哪些科學(xué)家為探索原子結(jié)構(gòu)做出了重大貢獻(xiàn)？他們有哪些具體貢獻(xiàn)？惠施

——一尺之棰，日取其半，萬世不竭墨子

——非弗半斫，則不動，說在端物質(zhì)是無限可分的物質(zhì)被分割是有條件的德謨克利特（Democritus)古典原子論原子是不可再分的微粒，物質(zhì)只能分割到原子為止古希臘(公元前400左右)中國（戰(zhàn)國時期）正方:惠施——物質(zhì)是無限可分的反方:墨子——物質(zhì)是有限可分的德謨克利特——物質(zhì)由極小的稱為“原子”(atom)的微粒構(gòu)成，物質(zhì)只能分割到原子為止。古希臘(公元前400左右)1、古典原子論一、從古典原子論到葡萄干面包原子模型——墨子、德謨克利特評價：唯心主義物質(zhì)觀古代落后的科學(xué)技術(shù)近代原子論的要點為:化學(xué)元素均由不可再分的微粒構(gòu)成，這種微粒稱為原子。原子在一切化學(xué)變化中均保持其不可再分性。同一元素的原子在質(zhì)量和性質(zhì)上都相同，不同元素的原子在質(zhì)量和性質(zhì)上都不相同。不同元素化合時,這些元素的原子按簡單整數(shù)比結(jié)合成化合物。2、近代原子論——道爾頓片面性:原子并非組成物質(zhì)的最后質(zhì)點，可再分，只不過在化學(xué)反應(yīng)條件下不可再分。同一元素的原子在質(zhì)量和性質(zhì)上不一定都相同。合理性:評價提出了原子的定義和定組成定律。原子→分子→物質(zhì)原子→物質(zhì)物質(zhì)的構(gòu)成途徑：原子直接或者間接構(gòu)成了物質(zhì)物質(zhì)中存在電子原子中存在電子原子中除了電子以外，還有其他組成部分嘛？帶負(fù)電荷的電子帶正電荷的部分原子湯姆孫通過陰極射線管實驗發(fā)現(xiàn)了電子電子是1897年湯姆生在研究陰極射線時發(fā)現(xiàn)的，他證明了陰極射線是一種高速帶負(fù)電的粒子流，并測定了這種粒子的電荷與質(zhì)量之比(荷質(zhì)比)。他發(fā)現(xiàn)不論陰極射線管的電極用何種金屬材料制成，產(chǎn)生陰極射線粒子的荷質(zhì)比都相同，這種粒子應(yīng)是所有物質(zhì)共有的組成成分，他把這種粒子叫做“電子”。1897年湯姆生的發(fā)現(xiàn)，使人類認(rèn)識了第一個基本粒子，這在物理學(xué)史上是有劃時代意義的。1906年，湯姆生由于在氣體導(dǎo)電方面的理論和實驗研究而榮獲諾貝爾物理學(xué)獎。3、葡萄干面包原子模型——湯姆孫原子中的正電荷是均勻地分布在整個原子的球體內(nèi)，電子則均勻地分布在這些正電荷之間，就像葡萄干面包一樣。葡萄干（電子）面包（原子）合理之處：原子是有結(jié)構(gòu)的，原子中存在正負(fù)電荷，正負(fù)電荷總數(shù)相等，原子顯電中性。不足之處：認(rèn)為原子中的正負(fù)電荷是均勻分布的，質(zhì)量也是均勻分布的。分析湯姆孫的葡萄干面包原子模型二、從X射線到元素放射性的發(fā)現(xiàn)1895年德國物理學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)了X射線，對原子結(jié)構(gòu)的探索有了新的突破。倫琴——X射線鈾（U）氦離子流(He2+)電子流短波長電磁波(和X射線相似）α射線

β射線

γ射線

1896年法國物理學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了元素的放射性貝克勒爾—鈾的放射性

——能夠自發(fā)的放出射線的元素瑪麗·居里與丈夫皮埃爾·居里共同發(fā)現(xiàn)了放射性元素鐳Ra，之后又發(fā)現(xiàn)了元素釙Po，因此她和丈夫共同獲得1903年諾貝爾物理學(xué)獎，1911年又因放射化學(xué)方面的成就獲諾貝爾化學(xué)獎，成為歷史上第一個兩次獲諾貝爾獎的人。放射性元素元素具有放射性由原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化引起的性質(zhì)本質(zhì)γ射線β射線α射線不帶電荷，穿透力極強(qiáng)電磁波帶負(fù)電荷，穿透力強(qiáng)電子流帶正電荷，穿透力弱氦離子流原子還可以再分，原子是有結(jié)構(gòu)的。電子的發(fā)現(xiàn)元素的放射性現(xiàn)象說明大多數(shù)α粒子沒偏轉(zhuǎn)少數(shù)α粒子發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)極少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)幾乎被彈回實驗：盧瑟福等人1909年用a粒子轟擊金箔α粒子散射實驗現(xiàn)象1.絕大多數(shù)α粒子直接穿過金箔，仍能沿原來方向前進(jìn)。2.少數(shù)α粒子卻發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)，并且有極少數(shù)α粒子偏轉(zhuǎn)角超過90o。3.個別α粒子被金箔直接彈回，偏轉(zhuǎn)角幾乎達(dá)到180o。

盧瑟福為什么會想到用α粒子去轟擊金箔?α粒子質(zhì)量大α粒子速度大討論：實驗現(xiàn)象說明原子結(jié)構(gòu)應(yīng)該是怎樣的？它們和某種物質(zhì)發(fā)生了撞擊，且這種物質(zhì)占據(jù)了很小的空間，原子的全部正電荷、幾乎全部質(zhì)量都集中在核里。絕大部分粒子都直線穿過金箔，說明什么？極少數(shù)粒子穿過金箔時發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明什么？有個別粒子竟然偏轉(zhuǎn)了180o，說明什么？它們的運動過程中沒有受到阻礙，原子是中空的有帶正電荷的物質(zhì)對它們產(chǎn)生庫侖力的作用，原子中存在很小的帶正電荷的核?，F(xiàn)象結(jié)論1.絕大多數(shù)α粒子直接穿過金箔，仍能沿原來方向前進(jìn)。2.少數(shù)α粒子卻發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)，并且有極少數(shù)α粒子偏轉(zhuǎn)角超過90o。

3.個別α粒子被彈回，偏轉(zhuǎn)角幾乎達(dá)到180o。原子是中空的中間有一帶正電荷的小核小核集中了原子幾乎全部的質(zhì)量α粒子散射現(xiàn)象和結(jié)論α粒子電子α粒子散射實驗三、原子結(jié)構(gòu)的行星模型——盧瑟福

原子是由帶正電的質(zhì)量很集中的很小的原子核和核外運動著的帶負(fù)電的電子組成的，就象行星繞太陽運轉(zhuǎn)一樣的體系。1911年盧瑟福通過對電荷、質(zhì)量、偏轉(zhuǎn)角度的計算，提出原子結(jié)構(gòu)的行星模型。評價（1）正確指出了原子的構(gòu)成。（2）對電子的運動狀態(tài)描述不符合事實。缺陷：原子核帶正電，電子帶負(fù)電，為什么核外高速運動的電子不會“落到”原子核上。玻爾原子模型原子結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代模型現(xiàn)代物質(zhì)結(jié)構(gòu)學(xué)說（原子結(jié)構(gòu)簡圖）電子在原子核外空間的一定軌道上繞核做高速圓周運動。電子云模型電子云是描述核外電子出現(xiàn)的概率大小的形象化圖象。

人類在認(rèn)識自然的過程中，經(jīng)歷了無數(shù)的艱辛，正是因為有了無數(shù)的探索者，才使人類對事物的認(rèn)識一步步地走向深入，也越來越接近事物的本質(zhì)。

古典原子論觀察、猜測事實、推測大量實驗道爾頓原子論結(jié)論電子與放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)實驗修正原子可分結(jié)論原子結(jié)構(gòu)模型結(jié)論α粒子轟擊金箔實驗、推測通過學(xué)習(xí)，你是否認(rèn)識到科學(xué)家們進(jìn)行科學(xué)研究的方式？問題：科學(xué)是在不斷研究過程中得以發(fā)現(xiàn)和發(fā)展的，一般需經(jīng)歷以下過程：⑧表達(dá)與交流①提出問題②猜想或假設(shè)③設(shè)計實驗④進(jìn)行實驗⑤分析實驗結(jié)果⑥解釋結(jié)論⑦反思與評價在人類認(rèn)識原子結(jié)構(gòu)的過程中，科學(xué)家采用了哪些研究方法？（1）模型法，如葡萄干面包模型、行星模型。（2）實驗法，如盧瑟福的α粒子散射實驗。1、古典原子論人類認(rèn)識原子結(jié)構(gòu)的幾個探索歷程：——墨子、德謨克利特2、近代原子論——道爾頓3、葡萄干面包原子模型——湯姆孫4、原子結(jié)構(gòu)的行星模型——盧瑟福小結(jié)古典原子論行星模型葡萄干面包模型近代原子論道爾頓元素均由不可再分的微粒構(gòu)成，這種微粒稱為原子。湯姆遜發(fā)現(xiàn)電子。正負(fù)電荷均勻分布在原子的球形體內(nèi)。盧瑟福

α粒子散射實驗。德謨克利特物質(zhì)由極小的微粒構(gòu)成，只能分割到“原子”。元素放射性的發(fā)現(xiàn)雖然原子的大門被打開還只有幾十年，它引起的變化卻勝過人類歷史的幾千年，它標(biāo)志著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了新的時代。過去認(rèn)為原子是組成宇宙萬物的基本粒子，現(xiàn)在，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)的基本粒子的種類遠(yuǎn)不止這幾種。誰也不敢說基本粒子是不可再分割的了。

物質(zhì)世界是無窮的，人類的認(rèn)識是無窮的，科學(xué)的發(fā)展也是無窮的。1766年9月6日道爾頓生于英格蘭一個貧農(nóng)家庭。但聰明且有韌勁的他克服了家境貧寒和